Mathematische App beschleunigt Jet-Lag-Wiederherstellung
Mathematiker der University of Michigan (UM) sagen, dass die App bisher unbekannte Verknüpfungen verwendet, um die interne Uhr einer Person so effizient wie möglich wiederherzustellen.
"Die Überwindung des Jetlag ist grundsätzlich ein mathematisches Problem, und wir haben den optimalen Weg dafür berechnet", sagte Danny Forger, Ph.D., Mathematikprofessor an der UM.
"Wir sind sicherlich nicht die ersten, die diesbezüglich Ratschläge geben, aber unsere Vorhersagen zeigen die besten und schnellsten Möglichkeiten zur Anpassung über Zeitzonen hinweg."
Traditionelle Richtlinien empfehlen, für jede durchquerte Zeitzone einen Tag der Wiederherstellung vorzusehen.
Es wird angenommen, dass die neue iPhone-App namens Entrain die erste ist, die einen auf Zahlen basierenden Ansatz für „Entrainment“ verfolgt, den wissenschaftlichen Begriff für die Synchronisation von zirkadianen Rhythmen mit der Außenstunde.
Entrain basiert auf der Prämisse, dass Licht, insbesondere von der Sonne und in Wellenlängen, die unseren Augen als Farbe Blau erscheinen, das stärkste Signal zur Regulierung des zirkadianen Rhythmus ist.
Diese Schwankungen in Verhalten und Körperfunktionen, die mit dem 24-Stunden-Tag des Planeten verbunden sind, führen uns nicht nur zum Essen und Schlafen. Sie steuern Prozesse in jeder unserer Zellen.
Kurze Störungen wie Jetlag und die Symptome von Müdigkeit und Schlaflosigkeit können die Stimmung und Leistung beeinträchtigen.
Wissenschaftler haben auch regelmäßige Störungen und Störungen des Systems mit Depressionen, bestimmten Krebsarten, Herzerkrankungen und Diabetes in Verbindung gebracht.
Besonders anfällig sind Piloten, Flugbegleiter und Schichtarbeiter, die mehr als 10 Prozent der amerikanischen Belegschaft ausmachen.
Die Verknüpfungen, die die App bietet, sind benutzerdefinierte Zeitpläne für Licht und Dunkelheit, abhängig von der Reiseroute.
Die Zeitpläne beschränken sich auf einen Zeitblock pro Tag, in dem Sie das hellste Licht suchen sollten, und auf einen anderen, wenn Sie sich in die Dunkelheit oder zumindest in schwaches Licht setzen sollten. Sie müssen nicht einmal schlafen.
"Wenn Sie nach draußen gehen müssen, können Sie eine rosa getönte Brille tragen, um blaues Wellenlängenlicht zu blockieren", sagten die Forscher.
Und wenn die App mitten in der Nacht „helles Licht im Freien“ vorschreibt, kann ein therapeutischer Leuchtkasten die Arbeit erledigen - ja, seine Verknüpfungen erfordern manchmal ungerade Stunden.
Die Studie, veröffentlicht in Öffentliche Wissenschaftsbibliothek Computational Biology, stützt sich auf zwei führende mathematische Modelle oder Gleichungssysteme, von denen gezeigt wurde, dass sie menschliche zirkadiane Rhythmen genau beschreiben.
Die Forscher verwendeten diese Gleichungen und eine als optimale Steuerungstheorie bezeichnete Technik, um ideale Anpassungspläne für mehr als 1.000 mögliche Fahrten zu berechnen.
Die App ermöglicht Benutzern den Zugriff auf diese Zeitpläne.
Wie die App funktioniert
Beginnen Sie mit der Eingabe Ihrer typischen Licht- und Dunkelstunden in Ihrer aktuellen Zeitzone und wählen Sie dann die Zeitzone aus, in die Sie reisen und wann sowie das hellste Licht, in dem Sie während Ihrer Reise am meisten Zeit verbringen möchten (drinnen oder draußen) .) Die App bietet dann einen speziellen Plan und sagt voraus, wie lange die Anpassung dauern wird.
Angenommen, Sie reisen fünf Stunden im Voraus von Detroit nach London. Ihr Flug startet um 22 Uhr. Eastern Time und kommt am nächsten Tag um 11:05 Uhr Londoner Zeit an. Es ist eine Arbeitsreise und Sie müssen die meiste Zeit in der Innenbeleuchtung verbringen.
Unter diesen Umständen kann die App Sie in etwa drei Tagen anpassen. Das ist weniger als die Faustregel eines Tages pro Stunde außerhalb der Startzeitzone.
Die Mitnahmeuhr für jede Fahrt beginnt zu Beginn des ersten Lichtzyklus in der neuen Zeitzone.
Für die London-Reise möchten Sie am Tag nach Ihrer Ankunft von 7:40 Uhr bis ca. 21:00 Uhr Licht bekommen und nicht danach. Stehen Sie am zweiten Tag um 18:20 Uhr früher auf. Licht aus um 19:40 Uhr.
Sie möchten vielleicht abends spazieren gehen, aber zu einer Zeit im Licht zu sein, in der die App Dunkelheit vorschreibt, würde die Anpassungszeit verlängern, sagen die Forscher.
Um den Jetlag am effizientesten zu überwinden, empfehlen die Forscher:
- Erleben Sie jeden Tag einen Block Licht und einen Block Dunkelheit.
- Seien Sie während der Lichtphase im hellsten Licht;
- Seien Sie während der Dunkelphase im dunkelsten Licht. Selbst ein kurzer Lichtstrahl zur falschen Zeit kann die Anpassungszeit verlängern.
- Dunkle Phasen müssen keine Schlafphasen sein.
- Wenn Sie in dunklen Phasen draußen sein müssen, blockieren Sie blaues Licht mit einer rosaroten Brille oder einem Visier. Befolgen Sie den benutzerdefinierten, mathematisch optimalen Zeitplan der kostenlosen App Entrain.
Stehen Sie am dritten Tag vor Sonnenaufgang gegen 5 Uhr morgens auf. Bleiben Sie bis 19:20 Uhr im Licht. Ihr Körper wird am nächsten Morgen synchronisiert. Wenn Sie vom Zeitplan abweichen, können Sie dies der App mitteilen und sie wird in Zukunft neu berechnet.
Um zu zeigen, wie sich diese neue Methode unterscheidet, veranschaulichen die Forscher den Tagesrhythmus als Uhr mit einem Punkt zu der Stunde, zu der Ihre Körpertemperatur am niedrigsten ist. Dies geschieht normalerweise etwa zwei Stunden vor dem Aufwachen.
Wenn der Punkt normalerweise um 5 Uhr morgens liegt und Sie nach Übersee reisen, kann er abrupt auf beispielsweise 15 Uhr morgens schwingen. in Ihrem Ziel. Es ist wahrscheinlich, dass Jetlag auftritt, bis sich Ihr System anpasst und Ihr Körper nur wenige Stunden vor dem Auslösen Ihres Alarms wieder die niedrigste Temperatur erreicht hat.
„Die Art und Weise, wie andere Ansätze diese Punkte wieder in eine Linie bringen, besteht darin, sich außerhalb des Kreises zu bewegen, Sie manchmal zum Ziel zu drücken und manchmal vom Ziel wegzuziehen.
"Aber unsere Zeitpläne können nur die Mitte durchschneiden", sagte Olivia Walch, eine Mathematik-Doktorandin, die die App erstellt hat. "Das ist fast wie ein Body-Hack, um sich schneller mitreißen zu lassen."
Quelle: Universität von Michigan
