குழந்தைகள் பகலில் தூங்குவதற்கும், டீனேஜர்கள் தாமதமாக தூங்குவதற்கும், வயதானவர்கள் சீக்கிரம் எழுந்திருப்பதற்கும் கணிதம் விளக்குகிறது.

குழந்தைகள் சில நாட்களில் தூங்கிவிட்டு மற்ற நாட்களில் தூங்காமல் இருப்பது ஏன்? அல்லது வயதானவர்கள் ஏன் சீக்கிரமாக எழுந்திருப்பார்கள் என்று எப்போதாவது யோசித்திருக்கிறீர்களா? சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தின் புதிய ஆய்வின்படி, தூக்க ஒழுங்குமுறையின் கணித மாதிரியாக்கம் இந்த மற்றும் பிற கேள்விகளுக்கு எதிர்பாராத பதில்களை வழங்குகிறது.

npj Biological Timing and Sleep இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வறிக்கையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் 1980களில் முதன்முதலில் முன்மொழியப்பட்ட தூக்க ஒழுங்குமுறையின் இரட்டை-செயல்முறை மாதிரியின் (2PM) கணித அமைப்பை பகுப்பாய்வு செய்தனர். 2PM நமது தூக்க முறைகள் இரண்டு காரணிகளால் எவ்வாறு வடிவமைக்கப்படுகின்றன என்பதை விளக்குகிறது: தூக்க அழுத்தம், இது நாம் விழித்திருக்கும் நேரத்தை அதிகரிக்கிறது மற்றும் தூக்கத்தின் போது குறைகிறது, மற்றும் நமது உள் உயிரியல் கடிகாரத்தின் சர்க்காடியன் ரிதம், இது சுமார் 24 மணி நேரம் நீடிக்கும்.

மூளை தூக்கத்திற்கும் விழிப்புக்கும் இடையில் மாறும்போது, மதியம் 2 மணி எவ்வாறு மூளையின் செயல்முறைகளைப் பிரதிபலிக்கிறது என்பதைக் காட்ட சர்ரே குழு கணிதத்தைப் பயன்படுத்தியது. வளர்ச்சியின் சில கட்டங்களில் உள்ள குழந்தைகள் குறிப்பிட்ட நாட்களில் மட்டுமே ஏன் தூங்குகிறார்கள் என்பதை விளக்க இந்த மாதிரி உதவுகிறது என்று அவர்கள் காட்டினர் - இது ஆஸிலேட்டர் விஞ்ஞானிகளால் "பிசாசின் படிக்கட்டு" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு நிகழ்வு. அதே மாதிரி விலங்குகளின் தூக்க முறைகளை விளக்குகிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் தூக்க-விழிப்பு சுவிட்சுகளின் கணிதத்தை, ஒளி உயிரியல் கடிகாரத்தை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதற்கான கணிதத்துடன் இணைத்தனர். இந்த ஒருங்கிணைந்த மாதிரி, உள் உடலியல் செயல்முறைகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழலின் கலவையால் எத்தனை தூக்க நிகழ்வுகள் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன என்பதை விளக்க உதவுகிறது.

உதாரணமாக, இளம் குழந்தைகளை விட டீனேஜர்கள் ஏன் தூங்கி தாமதமாக எழுந்திருக்கிறார்கள் என்பதை இந்த மாதிரி விளக்குகிறது. விழித்திருக்கும் போது தூக்க அழுத்தத்தில் ஏற்படும் மெதுவான அதிகரிப்பு அவர்களை நீண்ட நேரம் விழித்திருக்க அனுமதிக்கிறது, மேலும் மாலையில் பிரகாசமான ஒளியில் வெளிப்படுவது தூக்கத்தை மேலும் தாமதப்படுத்துகிறது.

இந்த மாதிரி மற்ற பொதுவான வடிவங்களைப் பற்றிய புதிய நுண்ணறிவுகளையும் வழங்குகிறது. ஒரு ஆச்சரியமான கண்டுபிடிப்பு: முதுமையில் சீக்கிரமாக விழித்தெழுவது, பொதுவாகக் கருதப்படுவது போல, உயிரியல் கடிகாரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் அல்ல, மாறாக தூக்கத்தை நிர்வகிக்கும் வெவ்வேறு அமைப்புகள் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன, மேலும் இந்த தொடர்புகள் வயது, சூழல் மற்றும் தனிப்பட்ட உயிரியலுடன் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதன் மூலம் இயக்கப்படலாம்.

சிலர் சீக்கிரம் எழுந்திருப்பதற்கோ அல்லது "சமூக ரீதியாக ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய" நேரத்தில் படுக்கைக்குச் செல்வதற்கோ ஏன் சிரமப்படுகிறார்கள் என்பதைப் பற்றிய நுண்ணறிவை 2PM + ஒளி மாதிரி வழங்குகிறது என்பதை குழுவின் பணி காட்டுகிறது - அவர்களின் உயிரியல் கடிகாரம் "உடைந்திருப்பதால்" அல்ல, மாறாக அவர்களின் (ஒளி) சூழல் அல்லது உடலியல் தூக்கத்தை தாமதப்படுத்துவதால்.

சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தின் கணிதப் பள்ளியின் தலைவரும், ஆய்வின் முதன்மை ஆசிரியருமான பேராசிரியர் அன்னே ஸ்கெல்டன் கூறினார்:

"இந்த மாதிரி தூக்கப் பிரச்சினைகளை நன்கு புரிந்துகொள்வதற்கும் தீர்வுகளுக்கும் நம்பிக்கையை வழங்குகிறது. கணிதத்தைப் பயன்படுத்தி, வெளிச்சம், வழக்கம் அல்லது உயிரியலில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்கள் எவ்வாறு தூக்க முறைகளை மாற்றுகின்றன என்பதைக் காணலாம் மற்றும் அனைவருக்கும் தூக்கத்தை மேம்படுத்துவதற்கான நடைமுறை வழிகளைச் சோதிக்கலாம். இது மக்களின் வாழ்க்கைத் தரத்தை மேம்படுத்தக்கூடிய தனிப்பயனாக்கப்பட்ட, பயனுள்ள தீர்வுகளை நோக்கிய ஒரு படியாகும்."

கணிதத்தைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் 2PM + ஒளி மாதிரியானது ஒரு நேரியல் அல்லாத அலையியற்றிகளின் அமைப்பைப் போல செயல்படுகிறது என்பதைக் காட்டினர் - ஒரு தூக்க-விழிப்பு அலையியற்றி, உயிரியல் கடிகாரத்தின் அலைவுகள் மற்றும் கண்கள் வழியாக மூளையை அடையும் ஒரு ஒளி/இருண்ட முறை.

தூக்கம்-விழிப்பு அலையியற்றி பொதுவாக 24 மணி நேர தாளத்தைப் பின்பற்றுவதில்லை என்று விஞ்ஞானிகள் விளக்குகிறார்கள், ஆனால் உயிரியல் கடிகாரம் மற்றும் ஒளி சுழற்சிகளுடனான தொடர்புதான் "நுழைவு" எனப்படும் ஒரு செயல்முறை மூலம் பகல்-இரவு சுழற்சியுடன் ஒத்திசைவாக இருக்க உதவுகிறது.

இந்த அலைவு இடைவினைகளை மேலும் ஆராய, விஞ்ஞானிகள் 2PM + ஒளி மாதிரியைப் பயன்படுத்தி கணித உருவகப்படுத்துதல்களை நடத்தினர். பகலில் பெரும்பாலான நேரம் வீட்டிற்குள் இருப்பதும், மாலையில் பிரகாசமான விளக்குகளை எரிய வைப்பதும் அலைவு அமைப்பையும், அதனுடன் தூக்கத்தையும் சீர்குலைக்கிறது என்பதை உருவகப்படுத்துதல்கள் காட்டின. இது மாலை நேர ஒளி வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகு தூக்க மாற்றங்கள் அல்லது வழக்கமான தூக்கத்தைப் பெறுவதில் சிரமம் போன்ற பல நடத்தைகளை அவர்கள் கணிக்க அனுமதித்தது.

ஆய்வின் இணை ஆசிரியரும் சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தின் தூக்க ஆராய்ச்சி மையத்தின் இயக்குநருமான பேராசிரியர் டெர்க்-ஜான் டிஜ்க் மேலும் கூறியதாவது:

"தூக்கம் போன்ற சிக்கலான மற்றும் தனிப்பட்ட செயல்முறைகளில் கணிதம் எவ்வாறு வெளிச்சம் போட முடியும் என்பதை இந்த வேலை காட்டுகிறது. சரியான தரவு மற்றும் மாதிரிகள் மூலம், நவீன வழக்கங்கள், முதுமை அல்லது நோய்களால் ஓய்வெடுக்கும் நபர்களுக்கு தூக்கத்தை மேம்படுத்த சிறந்த பரிந்துரைகளை வழங்கவும் புதிய தலையீடுகளை உருவாக்கவும் முடியும்."