مدل‌سازي بيماري آپنه‌ي انسدادي خواب (OSA) با استفاده از ديدگاه انتقال فاز ديناميكي

خواب، يكي از فرايندهاي ضروري براي حفظ و بهبود فعاليت‌هاي انسان مي‌باشد، در حالي كه هنوز بسياري از جزئيات آن به درستي شناخته نشده است. خواب كاهش يافته يا بريده شده، يكي از ريسك‌هاي سلامتي به شمار مي‌آيد كه مي‌تواند باعث وقوع بيماري‌هاي قلبي يا ديابت و هم‌چنين انحطاط هوشياري و شناخت گردد. چند پارگي خواب، به پديده‌اي گفته مي‌شود كه در آن محروميت از خواب به طور كامل اتفاق نمي‌افتد، اما خواب فرد به طور متناوب با انگيختگي‌هايي كه منشا آن‌ها عوامل خارجي (نويز) يا عوامل داخلي (آپنه) است، آشفته مي‌شود. مدل‌سازي رياضي يك ابزار مناسب براي شناخت مكانيسم‌هاي پيچيده‌ي بيولوژيكي است. در اين مقاله، مدلي از پديده‌هاي اساسي تنظيم چرخه‌ي خواب–بيداري، پياده‌سازي شده، ديناميك آن مورد بررسي قرار گرفته و سپس عواملي كه سبب بروز آپنه‌ي انسدادي خواب مي‌شوند، شناسايي و ارزيابي مي‌گردند. اين مدل شامل دو جمعيت نوروني اصلي مي‌باشد: 1- سيستم تحريك صعودي مغز در ساقه‌ي مغزي، كه مسئول ايجاد بيداري است و 2- جمعيت نوروني VLPO از هيپوتالاموس، كه خواب را شكل مي‌دهد. اين دو منطقه، در مهار متقابل قرار داده شده و انتقال بين دو حالت رفتاري خواب و بيداري را به صورت سوئيچي پديد مي‌آورند. نتايج مدل‌سازي نشان مي‌دهد كه هيسترسيس موجود در انتقال بين خواب و بيداري، تحت تاثير عواملي كه باعث انگيختگي مي‌شوند، كوچك و ناپايدار شده و به تبع آن، انتقال‌هاي سريع پديد مي‌آيد. مدل ارائه شده در اين تحقيق توانسته است برخي از نتايج آزمايشگاهي در خصوص خواب آپنه‌ي انسدادي را بازتوليد نمايد.