根据最近的一项研究，一种新开发的算法可能是优化咖啡因提神的关键。

咖啡因是一种被广泛使用的兴奋剂，用来对抗睡眠不足对神经行为表现的影响。然而，为了安全、有效，它必须在正确的时间和正确的数量上被消耗。这项研究提出了一种自动优化算法，以确定安全有效的咖啡因剂量策略，在任何睡眠缺失的情况下，都能达到最佳的提神效果。

“我们发现，通过使用我们的算法来决定一个人应该摄入多少咖啡因，在摄入同样的咖啡因量时，我们可以比之前提高高达64%的警觉性，”首席研究员兼资深作家Jaques Reifman博士说。“另一种情况是，一个受试者可以减少高达65%的咖啡因摄入量，并能在警觉性方面达到同样的效果。”

Reifman是美国国防部生物技术高性能计算软件应用研究所的高级研究科学家和主任，同时也是位于马里兰州Detrick的美国陆军医学研究和材料司令部的远程医疗和高级技术研究中心。

该研究使用了一种经过验证的数学模型，该模型预测了睡眠缺失和咖啡因对精神运动警觉任务（PVT）性能的影响，并将其与一种计算效率的优化算法结合起来，以确定在睡眠缺失期间，在多大程度上摄入咖啡因可以安全地提高警觉性。该算法采用用户提供的睡眠/唤醒时间表和最大允许咖啡因作为输入，并提供了咖啡因加剂量策略作为输出。

通过计算和比较之前发表的四项关于睡眠缺失的实验研究，对该算法进行了评估。在每项研究中，都计算出了两种剂量策略——一种利用与原研究相同的咖啡因总量来增强预测的PVT性能，另一种则在最初的研究中使用较少的咖啡因，达到了同等水平的效果。

与研究中使用的原始剂量策略相比，美国陆军的算法确定了增强神经行为表现的策略，提高了64%，或者减少了65%的咖啡因摄入量。根据作者的研究，这些结果表明，该算法可以根据每个研究条件的特定睡眠/苏醒时间来调整咖啡因的时间和数量，从而最大限度地提高它的益处。

Reifman说：“我们的算法是第一个定量的工具，它为安全有效的咖啡因提供了自动的、定制的指导，在任何睡眠缺失的情况下，在最需要的时间内达到最佳的警觉性。”