В недалеком будущем дорожная полиция может получить в свое распоряжение принципиально новый инструмент контроля, способный положить конец спорам о том, кто виноват в аварии — уставший водитель или нет. Швейцарские ученые из Цюрихского университета совершили прорыв, который может стать основой для создания «алкотестера для усталости». Их исследование доказало, что всего одна бессонная ночь оставляет в организме человека специфический и легко обнаруживаемый химический след в слюне. Точность идентификации этого состояния с помощью анализа достигает впечатляющих 96%.
Суть открытия заключается в том, что острая нехватка сна вызывает каскад биохимических реакций, которые кардинально меняют состав слюны. Чтобы доказать это, команда исследователей провела строгий эксперимент. В качестве испытуемых выступили 20 здоровых молодых мужчин (средний возраст — около 24 лет). Каждый из них прошел через три различных сценария в случайном порядке: полноценный восьмичасовой сон, хронический недосып (четыре ночи подряд по шесть часов) и полное, 24-часовое лишение сна. Для чистоты эксперимента между сценариями делался недельный перерыв для полного восстановления организма.
На протяжении всех этапов ученые собирали у участников образцы слюны в разное время суток. Эти образцы затем подвергались глубокому анализу с помощью масс-спектрометрии. Этот метод позволяет разложить сложную смесь молекул на составляющие и одновременно идентифицировать тысячи различных веществ. Обработка колоссального массива данных легла на плечи алгоритма машинного обучения. Искусственный интеллект проанализировал более шести тысяч компонентов и смог выделить узкую группу биомаркеров — всего 10–12 веществ, концентрация которых менялась только при полном отсутствии сна.
«Нам удалось установить, что острое лишение сна влияет примерно на 10% всех биомолекул в слюне. Мы смогли выделить 10 биомаркеров, которые точно указывают на усталость», — прокомментировал результаты автор исследования Михаэль Шольц.
Однако самым неожиданным и важным открытием стала реакция организма на разные типы недосыпа. Исследование показало, что алгоритм не смог отличить анализы слюны после четырех ночей по шесть часов от анализов полностью выспавшегося человека. Это говорит о том, что постепенный, накопленный недосып организм переносит иначе, чем внезапный и полный отказ от сна на сутки. Химический «отпечаток» оставляет именно шоковое состояние.
Практическое значение этой научной работы трудно переоценить. В настоящее время во многих юрисдикциях вождение автомобиля после 24 часов без сна юридически приравнивается к опасному вождению в состоянии сильного опьянения. Однако, в отличие от алкоголя, доказать факт такой усталости на месте практически невозможно. Все существующие методы носят субъективный характер (тесты на реакцию, наблюдение за поведением). Слюнный тест мог бы стать первым в истории объективным инструментом контроля. Он позволит неопровержимо доказать, что водитель находился за рулем в состоянии крайнего переутомления, что открывает новые горизонты для обеспечения безопасности на дорогах и расследования ДТП.
Изображение: разработано Мagnific.
