Pour être clair, nous ne faisons pas de fissure sur les problèmes de mathématiques « vous envoyant dormir » ou quoi que ce soit d’autre. En réalité, c’est beaucoup plus beau que cela: une nouvelle étude de chercheurs de l’Université de Surrey a découvert que le soi-disant «modèle à deux processus» du sommeil – l’image habituelle à travers laquelle nous comprenons le phénomène-cane être modélisé mathématiquement.
« Ce travail montre comment les mathématiques peuvent apporter la clarté à quelque chose de complexe et personnel comme le sommeil », a déclaré Derk-Jan Dijk, co-auteur de l’étude et directeur du Surrey Sleep Research Center de l’Université de Surrey cette semaine, dans une note. « Avec les bonnes données et modèles, nous pouvons donner plus de conseils d’autonomisation et développer de nouvelles interventions pour améliorer les modèles de sommeil pour ceux dont le repos est influencé par les routines modernes, le vieillissement ou les problèmes de santé. »
Les modèles derrière votre modèle de sommeil
Comment les mathématiques peuvent-elles expliquer nos schémas de sommeil? Eh bien, la première chose à comprendre est le modèle de deux processus lui-même: c’est la structure largement utilisée qui place nos modèles de sommeil en tant que produit de deux facteurs indépendants (d’où le nom, vraiment). La première, l’unité de sommeil homéostatique ou de «pression de sommeil», s’accumule constamment pendant que nous sommes éveillés et réduisent pendant que nous dormons – vous pouvez le considérer comme les dépenses sur une carte de crédit qui s’accumule jusqu’à ce qu’elles soient payées à la fin du mois. Le second est votre rythme circadien: le cycle de 24 heures maintenu sous contrôle par des stimuli externes tels que la lumière du soleil ou les repas.
Bien qu’il soit facile à décrire en termes vagues comme celui-ci, les deux processus de sommeil « sont composés d’équations mathématiques avec un sens précis », écrivant les chercheurs – et ce qui « signifie qu’il a un pouvoir prédictif quantitatif ». Cela signifie également que les modèles de sommeil peuvent être modélisés et étudiés théoriquement – et lorsque l’équipe l’a fait, ils ont vu quelque chose d’intéressant.
«Le modèle de deux processus […] Cela fait partie de la plus grande classe de modèles de mateaux couplés, « Ils expliquent en papier. Fondamentalement, c’est un système compliqué, mais uniquement parce que c’est une somme des plus simples: cela vient des cycles de sillage de sommeil que nos corps veulent naturellement suivre, mais ils ont été gardés sous le contrôle de contrôle-una appelé » drag « – pour notre montre pour notre corps corporel à partir d’une montre pour nos montres.
Il s’avère que oui, cela peut.
Mathématiques du sommeil
Alors, qu’est-ce que l’équipe a appris? Eh bien, il s’avère que l’affichage des modèles de sommeil à travers cette lentille mathématique met en lumière les puzzles et les motifs de longue date. Par exemple, nous savons qu’en général, les phénotypes de sommeil changent pendant que nous vieillissons – et que l’équipe suggère: « Cela peut être une conséquence des changements dans la largeur circadienne et / ou dans le sommeil omis et non sur les changements de la période circadienne ».
Prenez des enfants, par exemple. Comment un nouveau parent peut-il vous le dire, ces garçons dorment à montant – et souvent aussi, prenant jusqu’à six Pisolini pendant la journée. En fin de compte, cependant, qu’il rejoindra le modèle « One Sleep Al Day » désormais standard qui, selon l’équipe, « pourrait s’expliquer par des changements physiologiques qui conduisent à un allongement progressif de la période d’éveil du sommeil naturel plutôt que d’un changement dans le processus circadien ».
Mais – et encore, comment tout nouveau parent peut vous dire – ce processus est loin d’être progressif. Ce que les parents connaissent comme des «régressions du sommeil» peuvent également s’expliquer par cette interprétation mathématique du modèle des deux processus: «La structure théorique fournit que des périodes de modèles de sommeil relativement régulières suivis des périodes de transition», écrivent-ils.
Une comptabilité mathématique similaire peut expliquer pourquoi les adolescents dorment et les personnes âgées se lèvent avec le soleil, il croit l’équipe. Plutôt qu’une mature progressive du système circadien, comme parfois l’hypothèse, la raison pourrait être que la pression du sommeil augmente plus lentement avec l’âge. La durée d’une journée, en revanche, ne change pas – ou du moins, pas perceptible – donc l’effet net est que le minimum circadien, lorsque votre corps est plus somnolent, se déplace de la fin des premières années.
Dans l’ensemble, le travail est un « défi [to] Nos idées préconçues sur ce qui provoque des phénotypes ou des changements phénotypiques chez l’homme « , écrit l’équipe.
Aller au lit!
Bien sûr, le fait que vous êtes plus âgé que vous ne l’étiez la semaine dernière entièrement Parce que votre programme de sommeil est hors de votre esprit. Il est connu à ce stade que le principal facteur du rythme circadien humain est léger et donc que le troisième oscillateur, le cycle léger-noir, a un effet hors mesure sur le système. Le résultat est quelque chose qui ne vous surprendra probablement pas: « [If] Il n’y a pas de contraste suffisant entre la lumière disponible pendant la journée et la lumière disponible pendant la nuit, donc seule une petite gamme de périodes circadiennes tournées près de 24 heures peut être traînée, « écrit l’équipe ». Plus le forçage est fort, plus la gamme de périodes circadiennes peut être traînée « .
Autrement dit? Si vous prolongez le temps qui passe à la lumière, à la fois parce que vous vivez à une latitude extrême ou plus probable, parce que vous avez au moins une ampoule, alors votre rythme circadien sera plus facile à arrêter. Ce n’est certainement pas une nouveauté, nous le savons, mais cela ajoute certainement du carburant aux conseils que l’amour de Hozier de Hozier continue de se coucher devant la lumière du soleil.
« En utilisant les mathématiques, nous pouvons voir comment de petits changements dans la lumière, la routine ou la biologie font du sommeil et testant des moyens pratiques de soutenir un meilleur sommeil pour tout le monde », a expliqué Anne Skelldon, responsable de la School of Mathematics de l’Université de Surrey et l’auteur principal de l’étude.
« Ce modèle nous donne l’espoir que les problèmes de sommeil peuvent être mieux compris et abordés », a déclaré Skeldon. « Il s’agit d’un pas vers des solutions plus personnalisées et efficaces qui améliorent la vie quotidienne des gens ».
L’étude est publiée dans le magazine Timing biologique NPJ et sommeil.