Paljud inimesed valavad hommikul ärgates tassi kohvi. Kuid täpselt, kui palju kofeiini peaksite tarbima - ja millal peaksite seda võtma, et saavutada "tipp" erksus?
Uue algoritmi eesmärk on sellele küsimusele vastata.
USA armee teadlaste välja töötatud algoritm võtab arvesse inimeste uneplaanid ja tuvastab, kui palju kofeiini nad peaksid tarbima ja millal optimaalse erksuse saavutamiseks.
Teadlased leidsid, et seda algoritmi kasutades võiksid nad parandada inimeste jõudlust tähelepanuülesande täitmisel kuni 64 protsenti, isegi kui inimesed tarbisid samas koguses kofeiini kui varem. (Algoritm võib soovitada näiteks kindlat kogust kofeiini korraga ja seejärel päeva jooksul teistsugust kogust.) Uuring leidis ka, et algoritmi annustamiskava järgides võiksid inimesed vähendada oma kofeiini tarbimist kuni 65 protsendini ja saavutavad endiselt sama jõudlustaseme.
"Oleme välja töötanud koos töötavad algoritmid ja need võimaldavad põhimõtteliselt indiviidi tasandil kindlaks teha, millal ja kui palju peaks inimene kofeiini võtma, et saavutada soovitud ajal ja soovitud ajal maksimaalne jõudlus," ütles uuringu vanem autor Jaques. Reifman, DoD biotehnoloogia kõrgtehnoloogilise arvutisüsteemi tarkvararakenduste instituudi direktor USA armee meditsiiniliste uuringute ja materjalikomando juhtimises Fort Detrickis, Maryland.
Näiteks kui olete tudeng, kes on eelmisel nädalal eelseisvale eksamile järele pugenud, on algoritmi eesmärk öelda, millal kofeiini võtta, et oleksite eksami ajal võimalikult tähelepanelik, "ütles Reifman rääkis Live Science.
Teadlased on juba kasutanud oma tehnoloogiat veebipõhise tööriista ja nutitelefonirakenduse 2B-Alert väljatöötamiseks, mis suudavad ennustada inimese erksust tema uneaja ja kofeiini tarbimise põhjal. Veebitööriist annab tulemuse "keskmisele joele", samal ajal kui nutitelefoni rakendus õpib aja jooksul, kuidas inimene reageerib unepuudusele ja kofeiinile, teatas Reifman.
Praegu ei ütle 2B-Alerti avalikult kättesaadav versioon inimestele, millal ja kui palju kofeiini tippvõimsuse saavutamiseks võtta. Selle töö aspekti valideeritakse endiselt USA sõduritega seotud uuringutes.
Lõppkokkuvõttes, ehkki tööd arendatakse sõjaväe jaoks, loodab Reifman, et see võib kasu tuua ka tavainimestele, sealhulgas vahetustega töötajatele, lennujuhtidele ja isegi tudengitele, kes proovile lähevad. "Me kõik kannatame unepuuduse all", ütles Reifman.
Kofeiin ja ajastus
Kofeiini efektiivsus ei sõltu mitte ainult sellest, kui palju te tarbite - vaid ka une tarbimisel - unepuuduse korral ei pruugi ühe kohvitäie hommikune hommikune uimasus päeval takistada.
Varem töötasid teadlased välja matemaatilise mudeli, mida nimetatakse ühtseks jõudlusmudeliks (UMP), mis võiks ennustada une kaotuse ja kofeiini tarbimise mõju inimese töövõimele. Kuid see mudel ei öelnud inimestele täpselt, millal ja kui palju kofeiini neil on vaja oma tipptulemuste saavutamiseks võtta.
Selle probleemi lahendamiseks ühendasid teadlased UMP "optimeerimise algoritmiga". Uus algoritm kasutas sisendina inimese unegraafikut ja andis väljundina "kofeiini annustamise strateegia" (millal ja kui palju kofeiini võtta).
Seejärel katsetasid teadlased oma algoritmi, kasutades varasemate uuringute andmeid kofeiini efektiivsuse kohta unepuuduses inimeste jaoks. Nendes varasemates uuringutes jäeti inimestel teatud aja jooksul magamata ja neile anti konkreetsetes annustes kofeiini. Seejärel mõõtsid teadlased, kui hästi kofeiin parandas nende jõudlust lihtsa ülesande täitmisel, millega mõõdeti tähelepanu ja reaktsiooniaega.
Uues uuringus korraldasid teadlased arvutisimulatsioone, et uurida inimeste jõudlust, kasutades nii algses uuringus kasutatud kofeiini annustamisstrateegiaid kui ka uue algoritmiga määratud doseerimisstrateegiaid.
Nad leidsid, et uue algoritmi annustamisstrateegiad võivad parandada varasemate uuringutega võrreldes inimeste tulemusi 16–64 protsenti ja vähendada kogu kofeiini tarbimist 17–65 protsenti.
Kuidas see võimalik oli? Näiteks ühe uuringu jooksul tarbisid osalejad iga päev samal kellaajal viie päeva jooksul 400 milligrammi kofeiini, kokku 2000 mg. Kuid kuna osalejad jäid unepuudusest - saades öösel vaid 5 tundi magada -, kogunes neil järk-järgult "unevõlg", mis kahjustas nende esinemist, eriti päeval hiljem. Nii määras optimeerimisalgoritm, et osalejad vajavad oma jõudluse optimeerimiseks rohkem kofeiini nädala lõpus (eriti päeva hiljem) - ja vähem kofeiini nädala alguses.
Kui praegune uuring oli tagasiulatuv (st see kasutas eelnevaid andmeid), kavandavad teadlased veel ühte uuringut, mis testib algoritmi reaalajas. Selles tulevases uuringus jäetakse sõdurid teatud ajaks magamata. Umbes selle perioodi keskel määrab algoritm kindlaks, kui palju kofeiini iga lahusti vajab ja mis ajal, et nad saavutaksid vähemalt teatava erksuse taseme, ütles Reifman.
Reifman ütles, et optimeerimise algoritm peaks 2B-Alert platvormil olema saadaval millalgi enne aasta lõppu.
