WIIKI.RU: Мобильное приложение спасёт при смене часовых поясов

Математикой называется наука о структурах, отношениях и порядке, которая исторически сложилась на основе совершаемых операций подсчета, описания и измерен... читать далее »

Новости Математики

12.04.2014 09:21

Мобильное приложение спасёт при смене часовых поясов. Математика.

Эффект джетлага, возникающий при сбое в работе биологических часов, вызывает усталость, бессонницу и приводит к снижению работоспособности и ухудшению общего самочувствия.

Всё это может привести к самым серьёзным последствиям в виде рака, диабета, депрессии и других заболеваний. Под угрозой, в первую очередь, находятся стюардессы и пилоты пассажирских воздушных судов, циркадные ритмы которых сбивают постоянные дальние путешествия.

Математики из университета Мичигана разработали новое мобильное приложение, которое поможет подстроить свои внутренние часы к новым часовым поясам во время перелётов и сделать это максимально мягко и эффективно.

"Преодоление проблемы джетлага — сугубо математическая задача. Мы, конечно же, не первая группа исследователей, которая предлагает решение трудностей, связанных со сменой часовых поясов, но прогнозы нашего нового мобильного приложения демонстрируют максимально быструю адаптацию", — рассказывает о своей разработке Дэнни Форджер (Danny Forger).

Новое iOS-приложение получило название Entrain, что дословно можно перевести как "садитесь на поезд". Игра слов состоит в том, что в биологии есть одноимённый термин, означающий адаптацию циркадного ритма организма под 24-часовую периодичность.

Математический алгоритм, лежащий в основе программы, основан на выводах совместного исследования учёных из Мичиганского и Йельского университетов.

В основе разработки лежит идея о том, что солнечный свет той длины волны, которая воспринимается нашим глазом как синяя, является наиболее мощным регулирующим механизмом для циркадных ритмов. Изменения функций организма привязаны к 24-часовому циклу, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. Важно понимать, что от цикла зависит всё в нашем теле: от желания есть и спать до клеточной активности.

Настраивая приложение, необходимо указать привычное расписание работы биологических часов пользователя. Алгоритм анализирует введённую информацию и даёт советы о том, как избежать сбоя циркадных ритмов. К примеру, если вам необходимо быть в темноте, а на улице яркий солнечный день и вы бежите на деловую встречу, то приложение порекомендует надеть розовые очки, чтобы заблокировать ярко-синие световые волны и не беспокоить организм.

Чтобы точно описать циркадные ритмы человека, Форджер и его коллеги создали систему уравнений и разработали две основные математические модели, на основе которых и работает приложение. Фундаментальную часть своего исследования математики описали в статье, опубликованной в журнале PLOS Computational Biology.

Использовав серию уравнений и методику, которая называется теорией оптимального контроля, исследователи разработали идеальные графики адаптации для более тысячи возможных поездок.

Пользоваться всем этим весьма просто. Нужно указать обычное время сна и бодрствования в своём часовом поясе, затем выбрать часовой пояс места назначения, время прилёта, после чего определить, где вы будете находиться на ярком свете большую часть времени — в помещении или на открытом воздухе. Приложение предложит специальный план адаптации и даже спрогнозирует, сколько времени займёт процесс перестройки организма.

Программа изображает биологические часы пользователя в виде циферблата, помеченного точкой в тот час, когда температура тела ниже всего за сутки. Обычно этот момент наступает за два часа до пробуждения. К примеру, если обычно это время для пользователя — 5 утра, но он уехал в другое полушарие, то температура тела автоматически снизится в 3 часа дня.

Тем не менее, авторы нового исследования уверены, что регулируя свет, воздействию которого вы подвергаетесь, можно "взломать" циркадные ритмы и заставить тело адаптироваться быстрее.