Но даже логарифмы с интегралами — далеко не предел для истинного математика, решили ученые из Реннслаерского политехнического института и разработали математическую модель, которая позволит медикам и остальным ученым предсказать, как различные внешние факторы скажутся на качестве сна.

Модель, созданная профессором математики Марком Холмсом и аспирантом Лайзой Роджерс позволит лучше понять динамику циклов сна и бодрствования.

«Мы намеревались разработать такой междисциплинарный инструмент, который поможет понять цикл сна», заявил Холмс. «Модель базируется на лучших и новейших результатах исследований, проведенных нейробиологами на различных фазах цикла. На этой основе мы и построили наши уравнения, а затем создали модель, которая является математически и биологически точной, а также полезной для самых разных специалистов».

«Это важный пример того, как может использоваться прикладная математика для решения задач в науке и медицине», продолжил Холмс.

Для создания модели ученые сначала долго не вылезали из лабораторий. Роджерс, например, провела все лето с нейробиологами из медицинской школы Гарвардского университета, чтобы узнать биологию мозга. Она исследовала роль определенных медиаторов в пределах мозга в различных точках цикла сна-бодрствования. Перспективный математик научилась читать ЭЭГ и ЭМГ данные по мозговой и мышечной активности во время цикла сна. Такие биологические данные и сформировали основу для математических вычислений.

Биологический базис позволил команде разработать массивную модель, состоящую из 11 уравнений цикла сна-бодрствования. Теперь ученые заняты тем, что вводят эти уравнения в удобную для работы графическую компьютерную модель, на которой можно будет обучать биологов или медиков.

«С помощью этой модели ученые смогут прогнозировать, как на цикл сна определенного человека повлияет, например, чашка кофе», сообщил в заключение Холмс.