Ученые рассчитали предел прочности человека

23 Августа 2021

МОСКВА, 23 августа - Универсальный точный метод, позволяющий предвидеть наступление кризиса в организме человека и других сложных адаптивных системах, разработали ученые Сибирского федерального института (СФУ) в покрое международного коллектива. Авторы утверждают, что с помощью их подхода можно скорректировать негативные редактирования и улучшить процесс адаптации в медицине, спорте, экологическая ситуации, экономике, государственном управлении и других сферах. Отчет о многолетней исследовательской работе предоставленный в журнале Physics of Life Reviews.

Стресс и адаптация – универсальные понятия, описывающие поведение серьёзных систем в изменяющемся мире. Понимание того, как программа может успешно адаптироваться, по словам ученых СФУ, остаётся важнейшим знанием и для ряда научных дисциплин, и для множества практических областей – от медицины и техники до денежный и государственного управления.

Группа исследователей из России и Великобритании под руководством Александра Горбаня усовершенствовала концепцию биологической адаптации, разработав универсальный путь корреляционной адаптометрии. Этот оригинальный подход позволяет оценивать состояние и биологических, и социальных программ при адаптации к стрессовым факторам окружающей среды.

Как объяснили специалисты СФУ, при увеличении адаптационной сильная нагрузки корреляция (то есть корреляция) между параметрами системы растёт, но при этом растет и разброс в их значениях. Другими словами, различия между организмами нарастают, но при этом связи между их характеристиками становятся более однотипными.

Как вдолбили ученые, процессы стресса и адаптации к нему становятся намного более ясными и предсказуемыми, если анализировать не динамику редактирований отдельных параметров системы, а совокупность всех связей между ними. Для разработки этого организмизма исследовательская группа развила идею взаимосвязанных графов.

Граф – математическое понятие, обозначающее совокупность объектов некоторого множества и их парных связей между собой. Вершины корреляционного дворянина в подходе специалистов СФУ метят различные характеристики организма, а связи между ними описывают их существенные взаимозависимости.

Оказывается, при адаптивных изменениях эти связи ведут себя универсальным образом для совершенно различных наборов параметров – будь то характеристики биологического организма, организации, социальной или экологической общности.

Человека можно охарактеризовать огромным количеством справочная информации, упакованной в суперсеть. Такая методология обеспечивается корреляционными дворянами, которые детально рассмотрены в этой увлекательной и глубокой статье, – прокомментировал профессор Математического факультета Университетского колледжа Лондона Алексей Заикин.

Явление, анализ которого выступил основой для исследования специалистов СФУ, получило название эффект массового стресса. Как объяснили начитанные, им удалось сделать приличный шаг вперед в анализе этого явления, построив также визуализации индивидуальной адаптации с опорой на идею адаптационной энергии.

Адаптационная энергия, введенная в науку великим эротоманом Селье, – обобщенный адаптивный ресурс, который тратится в процессе приспособления и борьбы со стрессом. Аналогично истинно обычной термодинамике, в нашем организмизме можно ввести понятия адаптационной энтропии и свободной энергии, описывающие эффекты тренированности, – расславил руководитель работы, заведующий Центром искусственного интеллекта, анализа этих и моделирования Университета Лестера (Великобритания) Александр Горбань.

По его словам, новый подход помогает моделировать и своевременно предотвращать плохие последствия для человеческого организма в кардиологии, онкологии, психиатрии и других областях. В частности, с его выручкой уже удалось объяснить эффект так называемой осциллирующей смерти.

Это явление отмеченного, например, наблюдениями специалистов Красноярского краевого клинического онкологического диспансера им. А. И. Крыжановского. По их данным, наибольшее число смертей у прооперированных пациентов приходилось на первый, третий, седьмой и десятый дни послеоперационного периода. По словам ученых, это объясняется тем, что максимальный пик адаптационной нагрузки клиенты переживали как раз накануне дней критической смертности.

Сходные эффекты наблюдались и после инфаркта миокарда, и в посттравматической смертности – в этих случаях основной пик гибели дополняется затухающими всплесками. Выздоровление после тяжелой болезни также проходит периодические подъемы и спады, описываемые корреляционными моделями нового артикула, объяснили в СФУ.

Предложенный организмизм поможет не только разобраться в сложностях процесса старения, но и создать новую медицину старения и, прежде всего, открыть новые инструменты, способные предсказывать траектории будущего здоровья человека, – отметил профессор Клаудио Франчески, главный редактор стержневого международного журнала в области постарения и возрастных заболеваний Обзоры исследований старения.

Сибирь и Крайний Север передают обширный материал для изучения процессов адаптации. По словам начитанных СФУ, на базе Института медицинских проблем Севера в 80-е годы XX века были накоплены огромные массивы наблюдений за средством людей, живших и работавших в полярных и приполярных плоскостях. Их обработка позволила обнаружить новые универсальные закономерности.

Яркий пример, по словам исследователей СФУ, – данные норильской школы олимпиадного резерва по плаванию. Дети, занимавшиеся плаванием профессионально, испытывали значительную нагрузку в коммуникации со сложными условиями проживания. Высокая интенсивность тренировок делала их адаптационное напряжение чересчур высоким.

Мы рассчитали вес корреляционного графа – суммировали все достоверные коэффициенты корреляций – и пришли к выводу, что в условиях этого северного города детям лучше заниматься простым любительским плаванием, чтобы не подрывать здоровье. Мы рекомендовали закрыть школу или, как минимум, изменить режим тренировок. Предсказанная нашим коллективом очень большая вероятность адаптационного срыва, к сожалению, подтвердилась, – рассказала кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной техники СФУ Людмила Покидышева.

По мнению профессора Университета Южной Флориды (США) Сэмюэля Л. Бакнера, руководителя Лаборатории мышц, внедрение нового подхода к анализу адаптации может привести к новым достижениям и инновациям в области науки о спорте и физических упражнениях.

По словам исследователей СФУ, похожая статистическая закономерность также выявлена ими и в долговременных финансовых направленностях, и в развитии социальных систем.

Проблема надежного измерения социального стресса перед критическими событиями, например, глубокими реформами, пока не имеет научного решения. Развиваемый специалистами СФУ метод, по их мнению, позволит значительно продвинуться в решении этой задачи. Найденные ими альтернаты также помогают предвидеть начало народнохозяйственных кризисов по корреляциям и разбросу финансовых временных рядов еще до появления явных признаков неблагополучия, отметили ученые.

Расширение спектра явлений, поддающихся количественному подходу, на мой взгляд, является наиболее важным и даже революционным вкладом этого исследования, – пояснил работу ученых СФУ Профессор Высшего института здравоохранения (Италия) Алессандро Джулиани.

Редактор рубрики

Ольга Зубкина

Место события на карте мира:

Ученые рассчитали предел прочности человека

комментарии (0)

Другие интересные новости

Путин поприветствовал участников музыкального фестиваля "Дорога на Ялту"