Los investigadores están utilizando modelos matemáticos para comprender mejor los efectos de las interrupciones como el horario de verano, los turnos de trabajo nocturnos, el desfase horario o incluso mirar el teléfono a altas horas de la noche en los ritmos circadianos del cuerpo.
Investigadores de la Universidad de Waterloo y la Universidad de Oxford han desarrollado un nuevo modelo matemático para ayudar a los científicos a comprender mejor la resistencia del reloj maestro del cerebro: el grupo de neuronas que coordina los otros ritmos internos del cuerpo. También esperan sugerir formas de ayudar a mejorar esta resiliencia en personas con ritmos circadianos débiles o deteriorados. Las interrupciones sostenidas de dicho ritmo circadiano se han relacionado con la diabetes, la pérdida de memoria y muchos otros trastornos.
“La sociedad actual está experimentando un rápido aumento en la demanda de trabajo fuera del horario tradicional de luz del día”, dijo Stéphanie Abo, estudiante de doctorado en matemáticas aplicadas y autora principal del estudio. “Esto interrumpe en gran medida la forma en que estamos expuestos a la luz, así como otros hábitos, como los patrones de alimentación y sueño”.
Un modelo matemático que estudia los ritmos circadianos a bajo coste
Los ritmos circadianos de los humanos o relojes internos son los ciclos de aproximadamente 24 horas que siguen muchos sistemas corporales, generalmente alternando entre la vigilia y el descanso. Los científicos aún están trabajando para comprender el grupo de neuronas conocido como núcleo supraquiasmático (SCN) o reloj maestro.
Usando técnicas de modelado matemático y ecuaciones diferenciales, el equipo de investigadores de matemáticas aplicadas modeló el SCN como un sistema macroscópico, o de imagen grande, compuesto por un número aparentemente infinito de neuronas. Estaban especialmente interesados en comprender los acoplamientos del sistema: las conexiones entre las neuronas en el SCN que le permiten lograr un ritmo compartido.
Las alteraciones frecuentes y sostenidas de los ritmos circadianos del cuerpo eliminaron el ritmo compartido, lo que implica un debilitamiento de las señales transmitidas entre las neuronas del SCN.
Abo dijo que se sorprendieron al descubrir que “una interrupción lo suficientemente pequeña puede hacer que las conexiones entre las neuronas sean más fuertes”.
“Los modelos matemáticos te permiten manipular los sistemas del cuerpo con una especificidad inviable o antiética en el cuerpo o en una placa de Petri”, dijo Abo. “Esto nos permite investigar y desarrollar buenas hipótesis a un menor costo”.
Artículo de referencia: Can the Clocks Tick Together Despite the Noise? Stochastic Simulations and Analysis
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