Các nhà khoa học đã phát triển một khuôn khổ chung mới để so sánh các dao động khác nhau, cung cấp những hiểu biết quan trọng về khoa học thần kinh và tim mạch. Bằng cách chuyển đổi bài toán so sánh các bộ dao động thành một bài toán đại số tuyến tính, giờ đây nhóm nghiên cứu có thể so sánh và hiểu các bộ dao động trước đây được cho là có các đặc tính khác nhau, với các ứng dụng có thể bao gồm từ hiểu dao động của tim và não cho đến phân tích sự lắc lư của các tòa nhà chọc trời.
Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã đề xuất một cấu trúc phổ quát để giải thích các "dao động".
Nhịp điệu ngẫu nhiên của cuộc sống xung quanh chúng ta -- từ ánh chớp đồng bộ đầy thôi miên của đom đóm... đến tiếng lắc lư qua lại của một đứa trẻ trên xích đu... cho đến những thay đổi tinh tế trong nhịp điệu "pop-pop" vốn dĩ đều đặn của trái tim con người.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa biết làm thế nào để thực sự hiểu được những mô hình này, được gọi là dao động ngẫu nhiên hoặc dao động ngẫu nhiên. Mặc dù có một số tiến bộ trong việc phân tích sóng não và nhịp tim, các nhà nghiên cứu và bác sĩ lâm sàng vẫn không thể so sánh hoặc lập danh mục vô số thay đổi và nguồn gốc.
Peter Thomas, giáo sư toán ứng dụng tại Đại học Case Western Reserve, cho biết: "Nếu chúng ta có thể hiểu sâu hơn về nguyên nhân sâu xa của dao động, chúng ta có thể có rất nhiều tiềm năng trong khoa học thần kinh, khoa học tim mạch và nhiều lĩnh vực khác."
Thomas là thành viên của một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế cho biết họ đã phát triển một khuôn khổ chung mới để so sánh và đối chiếu các dao động - bất kể cơ chế cơ bản của chúng là gì - mà một ngày nào đó có thể là một bước quan trọng để hiểu đầy đủ về các dao động.
Kết quả nghiên cứu của họ gần đây đã được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
" Thomas nói: "Chúng tôi đã biến bài toán so sánh các bộ dao động thành một bài toán đại số tuyến tính. Những gì chúng tôi đã làm chính xác hơn nhiều so với các nghiên cứu trước đây. Đây là một tiến bộ lớn về mặt khái niệm. "
Những người khác giờ đây có thể so sánh, hiểu rõ hơn và thậm chí điều khiển các bộ dao động trước đây được cho là có các đặc tính hoàn toàn khác nhau.
Ví dụ: nếu tế bào tim của bạn không đồng bộ, bạn sẽ chết vì rung tâm nhĩ. Nhưng nếu các tế bào não của bạn quá đồng bộ, Từng bước, bạn sẽ mắc bệnh Parkinson hoặc động kinh, tùy thuộc vào nơi xảy ra sự đồng bộ hóa.
Thomas cho biết, bằng cách sử dụng khuôn khổ mới của chúng tôi, các nhà khoa học về tim hoặc não có thể hiểu rõ hơn ý nghĩa của các dao động cũng như cách thức hoạt động hoặc thay đổi của tim hoặc não theo thời gian. Các nhà nghiên cứu (bao gồm cả các cộng tác viên từ các trường đại học Pháp, Đức và Tây Ban Nha) đã phát hiện ra một cách mới để mô tả thời gian của các bộ dao động và “tiếng ồn” hoặc thời gian không chính xác của chúng theo số phức. Hầu hết các dao động đều không đều theo một cách nào đó. Ví dụ, sự thay đổi tự nhiên từ 5% -10% nhịp tim được coi là lành mạnh. Vấn đề dao động có thể được minh họa bằng hai ví dụ riêng biệt: nhịp điệu của não và những tòa nhà chọc trời lắc lư.
Ông nói: "Ở San Francisco, các tòa nhà chọc trời hiện đại lắc lư trong gió, bị ảnh hưởng bởi các luồng không khí thay đổi ngẫu nhiên - chúng hơi bị đẩy ra khỏi phương thẳng đứng, nhưng các đặc tính cơ học của cấu trúc đã kéo chúng trở lại." Sự kết hợp giữa tính linh hoạt và khả năng phục hồi này giúp các tòa nhà cao tầng chịu được rung lắc khi động đất. Bạn sẽ không nghĩ rằng quá trình này có thể so sánh được với sóng não, nhưng khuôn khổ mới của chúng tôi cho phép bạn làm điều đó. "
Làm thế nào khám phá của họ có thể giúp ích cho hai ngành kỹ thuật cơ khí và khoa học thần kinh có thể vẫn chưa được biết. Ông so sánh tiến bộ về mặt khái niệm này với việc Galileo khám phá ra các mặt trăng quay quanh Sao Mộc.
Ông nói: "Điều Galileo nhận ra là một góc nhìn mới. Mặc dù khám phá của chúng tôi không có tầm ảnh hưởng sâu rộng như của Galileo nhưng nó vẫn là một sự thay đổi về góc nhìn. Những gì chúng tôi báo cáo trong bài báo là một góc nhìn hoàn toàn mới về các bộ dao động ngẫu nhiên."