Многие люди выпивают большую чашку кофе по утрам, чтобы окончательно пробудиться ото сна. Но мало кто знает, какое именно количество кофеина и в какое время необходимо употреблять, чтобы обеспечить себе максимальную бдительность. Ученые поставили себе задание решить этот вопрос.
Разработки нового алгоритма
Исследования проводились учеными для армии США. Их разработки учитывают фазы сна людей и определяют, сколько кофеина нужно употребить, чтобы ощутить оптимальную бодрость.
Исследователи обнаружили, что, используя их новый алгоритм, они могут повысить внимательность людей до 64 процентов, хотя они продолжают потреблять то же общее количество кофеина, как и раньше. (Алгоритм может рекомендовать, например, определенное количество кофеина в одно время суток, а затем второй прием позже в течение дня.) Исследование также показало, что если следовать графику дозирования, предложенного этим алгоритмом, люди могут сократить потребление кофеина до 65 процентов и продолжать получать тот же уровень производительности.
Ученые признаются, что их алгоритмы направлены на то, чтобы индивидуально подбирать оптимальную дозу кофеина в нужное время суток для получения желаемого эффекта. Это крайне важно для многих людей, поскольку это вещество при неправильной дозировке может негативно сказываться на работе всего организма. Ведь всем известно, что кофеин серьезно влияет на деятельность сердечно-сосудистой системы.
Принцип работы
Этот алгоритм поможет, например, студентам. В период сессии они мало спят и при этом большую часть времени занимаются зубрежкой. В это время кофе выпивается ведрами, а эффекта от него не всегда получается добиться. Поэтому с новым алгоритмом получится высчитать, в какой момент времени стоит выпить очередную чашечку бодрящего напитка, чтобы снова продолжать плодотворную работу. Для этого необходимо учесть возраст, телосложение и режим сна человека. Эти параметры дают ответ на вопрос, когда же стоит снова принимать кофеин.
Для этого ученые разработали специальную веб-программу и приложение для смартфона - 2B-Alert. Правда, на данном этапе оно способно только предсказать уровень бдительности человека в определенный отрезок времени. Давать рекомендации оно пока не может. Да и сам алгоритм пока несовершенен, потому что он еще не учитывает индивидуальных особенностей, а предоставляет среднестатистические данные на основании многочисленных исследований. Но в будущем ученые обещают его усовершенствовать так, что будут выводиться персональные рекомендации со звуковым сигналом, когда нужно будет заваривать новую чашку кофе.
Не только для военных
Изначально разработки велись для нужд армии США. Но нельзя утверждать, что их результаты будут полезны только военным. В мире много профессий, в которых людям нужно оставаться бодрыми на протяжении длительного времени. Примерами могут стать водители, рабочие на конвейере, диспетчеры спецслужб. Все они сейчас борются с сонливостью традиционными способами. Но если задействовать новый алгоритм, то они смогут чувствовать себя отлично от пары чашек кофе в день.
Кофеин и время
Эффективность кофеина зависит не только от того, сколько вы его потребляете, но и когда вы это делаете. Если ночью человек не выспался, то чашка кофе утром не предотвратит сонливости позже в тот же день.
Ученые уже давно создали математическую модель, названную "Унифицированной моделью сна". Она предсказывала взаимосвязь бессонницы и кофеина с производительностью человека. Но эта модель не давала ответа на вопрос, когда и сколько нужно выпить кофе, чтобы стать максимально бодрыми.
Усовершенствованные данные
Взяв за основу описанную выше модель, ученые дополнили ее алгоритмом оптимизации. Он использует график сна человека в качестве исходных данных. Это помогло обеспечить расчет данных для дозирования кофеина в определенное время дня.
После того как у ученых все получилось, они проанализировали ранние исследования влияния кофеина на людей, лишенных сна. В них подопытным не давали определенное количество времени спать, а потом давали конкретные дозы кофеина. Затем были изучены изменения показателей внимательности и реакции до и после употребления кофе.
В новых исследованиях ученые применили компьютерное моделирование на основании полученных ранее данных. Это позволило разработать довольно оптимальные стратегии дозирования кофеина в определенное время дня.
Итоговый результат
Вся эта громоздкая работа дала свои результаты. Если использовать новый алгоритм, то можно увеличить производительность людей на 16-64 % и сократить употребление кофеина на 17-65 %. Таких результатов ранее не давало ни одно исследование.
Как удалось добиться подобного результата? Например, в одном исследовании испытуемые спали по 5 часов в сутки и ежедневно употребляли по 400 мг кофеина. За рабочую неделю у них накопились "долги сна". Следовательно, к выходным кофеин уже практически не давал нужного результата. По новым данным исследований ученые пришли к выводу, что в описанной ранее ситуации нецелесообразно давать человеку одинаковые дозы кофеина в одно и то же время суток. Более эффективным будет повышение дозировок к концу рабочего дня и недели.
Пока что данное исследование чисто теоретическое. Оно основано на анализе полученных ранее данных. Но ученые планируют провести испытания на солдатах, которые будут лишены сна определенное количество времени. Это поможет не только подтвердить полученные результаты, но и скорректировать алгоритм, чтобы он мог учитывать индивидуальные особенности человека. Ученые планируют усовершенствовать свое приложение 2B-Alert приблизительно до конца года.
