根據(jù)最近的一項(xiàng)研究，一種新開發(fā)的算法可能是優(yōu)化咖啡因提神的關(guān)鍵。

咖啡因是一種被廣泛使用的興奮劑，用來對(duì)抗睡眠不足對(duì)神經(jīng)行為表現(xiàn)的影響。然而，為了安全、有效，它必須在正確的時(shí)間和正確的數(shù)量上被消耗。這項(xiàng)研究提出了一種自動(dòng)優(yōu)化算法，以確定安全有效的咖啡因劑量策略，在任何睡眠缺失的情況下，都能達(dá)到最佳的提神效果。

“我們發(fā)現(xiàn)，通過使用我們的算法來決定一個(gè)人應(yīng)該攝入多少咖啡因，在攝入同樣的咖啡因量時(shí)，我們可以比之前提高高達(dá)64%的警覺性，”首席研究員兼資深作家Jaques Reifman博士說�！傲硪环N情況是，一個(gè)受試者可以減少高達(dá)65%的咖啡因攝入量，并能在警覺性方面達(dá)到同樣的效果。”

Reifman是美國(guó)國(guó)防部生物技術(shù)高性能計(jì)算軟件應(yīng)用研究所的高級(jí)研究科學(xué)家和主任，同時(shí)也是位于馬里蘭州Detrick的美國(guó)陸軍醫(yī)學(xué)研究和材料司令部的遠(yuǎn)程醫(yī)療和高級(jí)技術(shù)研究中心。

該研究使用了一種經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)學(xué)模型，該模型預(yù)測(cè)了睡眠缺失和咖啡因?qū)�精神運(yùn)動(dòng)警覺任務(wù)（PVT）性能的影響，并將其與一種計(jì)算效率的優(yōu)化算法結(jié)合起來，以確定在睡眠缺失期間，在多大程度上攝入咖啡因可以安全地提高警覺性。該算法采用用戶提供的睡眠/喚醒時(shí)間表和最大允許咖啡因作為輸入，并提供了咖啡因加劑量策略作為輸出。

通過計(jì)算和比較之前發(fā)表的四項(xiàng)關(guān)于睡眠缺失的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)該算法進(jìn)行了評(píng)估。在每項(xiàng)研究中，都計(jì)算出了兩種劑量策略——一種利用與原研究相同的咖啡因總量來增強(qiáng)預(yù)測(cè)的PVT性能，另一種則在最初的研究中使用較少的咖啡因，達(dá)到了同等水平的效果。

與研究中使用的原始劑量策略相比，美國(guó)陸軍的算法確定了增強(qiáng)神經(jīng)行為表現(xiàn)的策略，提高了64%，或者減少了65%的咖啡因攝入量。根據(jù)作者的研究，這些結(jié)果表明，該算法可以根據(jù)每個(gè)研究條件的特定睡眠/蘇醒時(shí)間來調(diào)整咖啡因的時(shí)間和數(shù)量，從而最大限度地提高它的益處。

Reifman說：“我們的算法是第一個(gè)定量的工具，它為安全有效的咖啡因提供了自動(dòng)的、定制的指導(dǎo)，在任何睡眠缺失的情況下，在最需要的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳的警覺性。”