Много хора бурно изливат чаша кафе сутрин, за да се събудят. Но точно колко кофеин трябва да консумирате - и кога трябва да го приемате - за да постигнете "пикова" бдителност?
Нов алгоритъм има за цел да отговори на този въпрос.
Алгоритъмът, разработен от американските изследователи на армията, взема предвид графиците за сън на хората и идентифицира колко кофеин трябва да консумират и кога, за да се постигне оптимална бдителност.
Изследователите откриха, че с помощта на този алгоритъм биха могли да подобрят работата на хората по отношение на вниманието с до 64 процента, въпреки че хората консумират същото общо количество кофеин, както преди. (Алгоритъмът може да препоръча например определено количество кофеин наведнъж и след това различно количество по-късно през деня.) Проучването установи също, че следвайки схемата на дозиране на алгоритъма, хората могат да намалят консумацията на кофеин с повече до 65 процента и все още постигат същото ниво на изпълнение.
„Разработихме алгоритми, които работят заедно и по същество ни позволяват да определим на индивидуално ниво кога и колко индивидът трябва да приема кофеин, за да постигне върхови показатели в желания момент, за желаната продължителност“, каза старши автор на проучването Jaques Рейфман, директор на Института за компютърни приложения за високотехнологични приложения на DoD Biotechnology в Командването на медицинските изследвания и материали на армията на САЩ във Форт Детрик, Мериленд.
Например, ако сте студент, който е бил лишен от сън през последната седмица, докато се нахвърля за предстоящ изпит, алгоритъмът има за цел да ви каже кога да приемате кофеин ", така че да сте възможно най-бдителни по време на изпита", Reifman каза Live Science.
Изследователите вече са използвали своята технология, за да разработят уеб-базиран инструмент и приложение за смартфони, наречено 2B-Alert, което може да предвиди бдителност на човека въз основа на времето им за сън и консумацията на кофеин. Уеб инструментът дава резултат за „средния Джо“, докато приложението за смартфони научава с течение на времето как даден човек реагира на лишаване от сън и кофеин, каза Рейфман.
Понастоящем публично достъпната версия на 2B-Alert не казва на хората кога и колко кофеин да приемат за постигане на върхови показатели. Този аспект на работата все още се утвърждава в проучвания на американски войници.
В крайна сметка, въпреки че работата се разработва за военните, Рейфман се надява, че тя може да бъде от полза и за непрофесионалната общественост, включително работници, работещи на смяна, диспечери на въздушното движение и дори студенти, които се хващат за тест. "Всички страдаме от лишаване от сън" от време на време, каза Рейфман.
Кофеин и времето
Ефективността на кофеина зависи не само от това колко консумирате, но и когато го консумирате - за лишен от сън човек, една чаша кафе сутрин може да не попречи на сънливостта по-късно през деня.
Преди това изследователите разработиха математически модел, наречен унифициран модел на изпълнение (UMP), който може да предвиди ефектите от загубата на сън и консумацията на кофеин върху работата на човек. Но този модел не каза на хората точно кога и колко кофеин трябва да приемат, за да постигнат върховите си показатели.
За да разрешат този проблем, изследователите комбинираха UMP с „алгоритъм за оптимизация“. Новият алгоритъм използва схемата за сън на човека като вход и предоставя "стратегия за дозиране на кофеин" (кога и колко кофеин да се приема) като изход.
След това изследователите тествали алгоритъма си, използвайки данни от предишни проучвания за ефективността на кофеина върху хора, които са лишени от сън. В тези по-ранни проучвания хората са били лишени от сън за определено време и са им давали конкретни дози кофеин. След това изследователите измерили колко добре кофеинът подобрил работата си върху проста задача, която измервала вниманието и времето за реакция.
В новото проучване изследователите проведоха компютърни симулации, за да проверят ефективността на хората, използвайки стратегиите за дозиране на кофеин в първоначалните проучвания, както и стратегиите за дозиране, определени от новия алгоритъм.
Те откриха, че стратегиите за дозиране от новия алгоритъм могат да подобрят ефективността на хората с 16 до 64 процента и да намалят общата консумация на кофеин с 17 до 65 процента, в сравнение с предишните проучвания.
Как беше възможно това? Например, в едно проучване участниците консумирали по 400 милиграма кофеин едновременно всеки ден, в продължение на пет дни, за общо 2000 mg. Но понеже участниците бяха лишени от сън - получавайки само 5 часа сън на нощ - те постепенно натрупваха „дълг за сън“, който навреди на изпълнението им, особено по-късно през деня. Така алгоритъмът за оптимизация определи, че участниците се нуждаят от повече кофеин по-късно през седмицата (особено по-късно през деня) - и по-малко кофеин в началото на седмицата, за да оптимизират представянето си.
Докато настоящото проучване беше ретроспективно (което означава, че използва предишни данни), изследователите планират друго проучване, което ще тества алгоритъма в реално време. В това бъдещо проучване войниците ще бъдат лишени от сън за определен период от време. Около половината път през този период алгоритъмът ще определи от колко кофеин се нуждае всеки твърд агент и по кое време, така че да постигнат поне определено ниво на бдителност, каза Рейфман.
Рейфман каза, че алгоритъмът за оптимизация трябва да е наличен на платформата 2B-Alert някъде преди края на годината.
