مدل‌سازی بیماری آپنه‌ی انسدادی خواب (osa) با استفاده از دیدگاه انتقال فاز دینامیکی

خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیت‌های انسان می‌باشد، در حالی که  هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسک‌های سلامتی به شمار می‌آید که می‌تواند باعث وقوع بیماری‌های قلبی یا دیابت و هم‌چنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن محرومیت از خواب به طور کامل اتفاق نمی‌افتد، اما خواب فرد به طور متناوب با انگیختگی‌هایی که منشا آن‌ها عوامل خارجی (نویز) یا عوامل داخلی (آپنه) است، آشفته می‌شود. مدل‌سازی ریاضی یک ابزار مناسب برای شناخت مکانیسم‌های پیچیده‌ی بیولوژیکی است. در این مقاله، مدلی از پدیده‌های اساسی تنظیم چرخه‌ی خواب–بیداری، پیاده‌سازی شده، دینامیک آن مورد بررسی قرار گرفته و سپس عواملی که سبب بروز آپنه‌ی انسدادی خواب می‌شوند، شناسایی و ارزیابی می‌گردند. این مدل شامل دو جمعیت  نورونی اصلی می‌باشد: 1 سیستم تحریک صعودی مغز در ساقه‌ی مغزی، که مسئول ایجاد بیداری است و 2 جمعیت نورونی vlpo از هیپوتالاموس، که خواب را  شکل می‌دهد. این دو منطقه، در مهار متقابل قرار داده شده و انتقال بین دو حالت رفتاری خواب و بیداری را به صورت سوئیچی پدید می‌آورند. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که هیسترسیس موجود در انتقال بین خواب و بیداری، تحت تاثیر عواملی که باعث انگیختگی می‌شوند، کوچک و ناپایدار شده و به تبع آن، انتقال‌های سریع پدید می‌آید. مدل ارائه شده در این تحقیق توانسته است برخی از نتایج آزمایشگاهی در خصوص خواب آپنه‌ی انسدادی را بازتولید نماید.