Hier Ist, Wie Viel Koffein Sie Benötigen Und Wann, Wenn Es Um Höchste Alarmbereitschaft Geht

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Koffein kann sie aufmuntern, aber genau wie viel koffein sollten sie konsumieren - und wann sollten sie es einnehmen -, um eine "wachsamkeit" zu erreichen?

Viele Leute gönnen sich morgens eine Tasse Kaffee, um sich aufzuwecken. Aber genau wie viel Koffein sollten Sie konsumieren - und wann sollten Sie es einnehmen -, um eine "maximale" Alarmbereitschaft zu erreichen?

Ein neuer Algorithmus zielt darauf ab, diese Frage zu beantworten.

Der Algorithmus, der von Forschern der US-Armee entwickelt wurde, berücksichtigt den Schlafplan der Menschen und ermittelt, wie viel Koffein sie konsumieren sollen und wann, um optimale Wachsamkeit zu erreichen. [10 interessante Fakten über Koffein]

Die Forscher fanden heraus, dass sie mit diesem Algorithmus die Leistung der Menschen bei einer Aufmerksamkeitsaufgabe um bis zu 64 Prozent verbessern konnten, obwohl die Menschen die gleiche Gesamtmenge an Koffein konsumierten wie zuvor. (Der Algorithmus kann zum Beispiel eine bestimmte Menge an Koffein zu einem Zeitpunkt und dann eine andere Menge später am Tag empfehlen.) Die Studie ergab auch, dass der Koffeinkonsum der Menschen durch Befolgen des Dosierungsplans des Algorithmus um bis zu 50% reduziert werden konnte auf 65 Prozent und erreichen immer noch das gleiche Leistungsniveau.

"Wir haben Algorithmen entwickelt, die zusammenarbeiten. Mit ihnen können wir auf individueller Ebene festlegen, wann und wie viel Koffein die Person zur gewünschten Zeit und zur gewünschten Zeit zu Höchstleistungen bringen sollte", sagte Jaques Reifman, Direktor des DoD-Biotechnologie-Instituts für Hochleistungsrechnensoftware am US-amerikanischen Forschungsministerium für medizinische Forschung und Materiel in Fort Detrick, Maryland.

Wenn Sie zum Beispiel ein Student sind, der während der letzten Woche während einer bevorstehenden Prüfung am Schlaflosigkeit erkrankt ist, soll der Algorithmus Ihnen sagen, wann Sie Koffein einnehmen sollen ", so Reifman erzählte WordsSideKick.com.

Die Forscher haben ihre Technologie bereits verwendet, um ein webbasiertes Tool und eine Smartphone-App namens 2B-Alert zu entwickeln, mit der die Alarmbereitschaft einer Person basierend auf ihrer Schlafzeit und dem Koffeinkonsum vorhergesagt werden kann. Das Web-Tool liefert ein Ergebnis für den "durchschnittlichen Joe", während die Smartphone-App im Laufe der Zeit lernt, wie eine Person auf Schlafentzug und Koffein reagiert, sagte Reifman.

Momentan sagt die öffentlich verfügbare Version von 2B-Alert den Leuten nicht, wann und wie viel Koffein sie benötigen, um Höchstleistungen zu erzielen. Dieser Aspekt der Arbeit wird noch in Studien über US-Soldaten validiert.

Obwohl das Werk für das Militär entwickelt wird, hofft Reifman letztlich, dass es auch den Laien zugute kommen kann, darunter Schichtarbeiter, Fluglotsen und sogar Studenten, die einen Test machen. "Wir leiden alle unter Schlafentzug", sagte Reifman.

Die Studie wurde am 28. Mai im Journal of Sleep Research veröffentlicht.

Koffein und Timing

Die Wirksamkeit von Koffein hängt nicht nur davon ab, wie viel Sie konsumieren, sondern auch, wenn Sie es konsumieren. Für eine Person, die keinen Schlaf hat, kann eine einzige Tasse Kaffee am Morgen die Schläfrigkeit später am Tag nicht verhindern.

Zuvor entwickelten die Forscher ein mathematisches Modell, das Unified Model of Performance (UMP), das die Auswirkungen von Schlafverlust und Koffeinkonsum auf die Leistung einer Person vorhersagen kann. Dieses Modell verriet den Leuten jedoch nicht genau, wann und wie viel Koffein sie brauchten, um ihre Höchstleistung zu erreichen.

Um dieses Problem zu lösen, kombinierten die Forscher den UMP mit einem "Optimierungsalgorithmus". Der neue Algorithmus verwendete den Schlafplan einer Person als Eingabe und stellte eine "Koffein-Dosierungsstrategie" (wann und wie viel Koffein) als Ausgabe zur Verfügung.

Anschließend testeten die Forscher ihren Algorithmus anhand von Daten aus früheren Studien zur Wirksamkeit von Koffein bei Personen, die an Schlafmangel leiden. In diesen früheren Studien wurde den Menschen für eine bestimmte Zeit der Schlaf entzogen und bestimmte Dosen Koffein verabreicht. Dann haben die Forscher gemessen, wie gut das Koffein seine Leistung bei einer einfachen Aufgabe verbessert hat, bei der die Aufmerksamkeit und Reaktionszeit gemessen wurden.

In der neuen Studie führten die Forscher Computersimulationen durch, um die Leistung der Menschen anhand der Koffein-Dosierungsstrategien in den Originalstudien sowie der durch den neuen Algorithmus bestimmten Dosierungsstrategien zu untersuchen.

Sie fanden heraus, dass die Dosierungsstrategien des neuen Algorithmus die Leistung der Menschen um 16 bis 64 Prozent verbessern und den gesamten Koffeinverbrauch um 17 bis 65 Prozent im Vergleich zu den früheren Studien senken könnten.

Wie war das möglich? In einer Studie verzehrten die Teilnehmer zum Beispiel täglich fünf Tage lang 400 Milligramm Koffein für insgesamt 2.000 mg. Da die Teilnehmer jedoch am Schlafen waren und nur fünf Stunden pro Nacht geschlafen hatten, häuften sie allmählich eine "Schlafschuld" an, die ihre Leistung beeinträchtigte, insbesondere später am Tag. So stellte der Optimierungsalgorithmus fest, dass die Teilnehmer später in der Woche (vor allem später am Tag) mehr Koffein benötigten - und zu Beginn der Woche weniger Koffein -, um ihre Leistung zu optimieren.

Während die aktuelle Studie retrospektiv war (dh sie verwendete bisherige Daten), planen die Forscher eine weitere Studie, die den Algorithmus in Echtzeit testen wird. In dieser zukünftigen Studie werden die Soldaten für eine gewisse Zeit ohne Schlaf sein.Etwa zur Hälfte dieses Zeitraums wird der Algorithmus bestimmen, wie viel Koffein jeder Soldat zu welchem ​​Zeitpunkt benötigt, damit er zumindest ein gewisses Maß an Wachheit erreicht, sagte Reifman.

Reifman sagte, der Optimierungsalgorithmus sollte kurz vor Jahresende auf der 2B-Alert-Plattform verfügbar sein.

Originalartikel über Live-Wissenschaft.


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