مدلسازی بیماری آپنه انسدادی خواب (OSA) با استفاده از دیدگاه انتقال فاز دینامیکی

خواب یک فرآیند ضروری برای حفظ و بهبود فعالیتهای انسان است در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده یک ریسک سلامتی محسوب می شود که متعاقب آن بیماری های قلبی، دیابت و همچنین انحطاط هوشیاری و شناخت پدید خواهد آمد. چند پارگی خواب به پدیده ای گفته می شود که در آن محرومیت از خواب به طور کامل اتفاق نمی افتد اما خواب فرد به طور متناوب با انگیختگیهایی که منشا آنها عوامل خارجی (نویز) و یا عوامل داخلی (آپنه) است آشفته می شود. مدلسازی ریاضی یک ابزار مناسب برای شناخت مکانیسمهای پیچیده بیولوژیکی است. در این مقاله مدلی از پدیده های اساسین تنظیم چرخه خواب –بیداری پیاده سازی شده، دینامیک آن بررسی و سپس عواملی که سبب بروز آپنه انسدادی خواب می شود ارزیابی می شود. این مدل شامل دو جمعیت نورونی اصلی است: سیستم تحریک صعودی مغز در ساقه مغزی که مسئول ایجاد بیداری است و همچنین جمعیت نورونی VLPO از هیپوتالاموس که خواب را شکل می دهد. این دو منطقه در مهار متقابل قرار داده شده و به صورت سوئیچی انتقال بین دو حالت رفتاری خواب و بیداری را پدید می آورند. نتایج مدلسازی نشان می دهد که هیسترزیس موجود در انتقال بین خواب و بیداری تحت تاثیر عواملی که باعث انگیختگی می شوند، کوچک و ناپایدار شده و متعاقباً انتقالهای سریع و اینترمیتنت پدید می آید. مدل ارائه شده توانسته است برخی نتایج آزمایشگاهی در خصوص خواب آپنه انسدادی را بازتولید نماید.