Тюменские ученые придумали, как заживлять раны, используя теорию игр
Исследования проводили в Тюменском медуниверсите
![Фото Сергея Мжельского](/i/n/232/243232/tn_243232_2cf147e520fdfa8.jpg)
Специалисты ТМУ разработали математическую модель, позволяющую прогнозировать восстановление кожных покровов после различных ран. Они отметили, что использование математического выражения из теории игр помогает наиболее точно учитывать вклад каждого вещества-участника регенеративного процесса. По сообщению РИА Новости, с результатами исследования можно ознакомиться в издании «Университетская медицина Урала».
Сотрудники университета объяснили, что заживление ран – сложный, многоэтапный биохимический процесс. Его развитие сложно предсказывать из-за множества веществ-участников. Прогнозирование регенерации кожных покровов при серьезных повреждениях – важная часть диагностики. Она позволит врачам корректировать лечение пациента и проводить его максимально эффективно.
По словам исследователей, в коже человека выделяют эпидермис, дерму и гиподерму. Кроме того, кожа бывает «толстая» и «тонкая», различается она и по тканевому составу, а также наличию волос и желез. Поэтому «стартовая позиция» всех клеточных участников регенерации оказывается индивидуальной для каждого пациента. Они по-разному вовлекаются в процесс, а время и продолжительность воздействия сторонних веществ, стимулирующих заживление, варьируются.
Сотрудники ТМУ поставили перед собой задачу разработать оптимальную универсальную математическую модель, которая смогла бы «вводить», «удалять» и «замедлять» «игроков» на регенеративном поле. Они решили представить процесс заживления кожной раны с помощью уравнения вектора Шепли – выражения, которое используется в теории игр при описании процессов, где несколько участников с разными «стартовыми позициями» и возможностями объединяют свои усилия для достижения наиболее благоприятного исхода.
Вектор Шепли используется в машинном обучении и для классификации объектов по различным неравноправным признакам. По мнению авторов работы, восстановление пораженного участка кожи достижимо при выполнении условий вектора Шепли различными клеточными структурами в составе эпидермиса и дермы, описанными через количественные иммуногистохимические характеристики.
К таким условиям относится аксиома болвана, пояснили специалисты. Она позволяет учесть бесполезных «игроков» в процессе заживления повреждений кожного покрова.
– Для объяснения можно привести аналогию российского математика Алексея Савватеева. Представьте группу музыкантов, играющих на улице и получающих деньги от прохожих. Деньги поступают в общую «кассу», в конце рабочего дня музыканты делят доход. Если поровну, то вопросов не возникает. А если музыканты зададутся вопросом, кто из них вносит больший вклад в общее дело, то каким методом воспользоваться? Как сравнить гитариста и барабанщика, скрипача и вокалиста? – сказала старший преподаватель кафедры мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф медуниверситета Вита Созонюк.
Одним из таких методов может быть теория игр – математический подход для изучения оптимальных стратегий в играх, сделала вывод преподаватель. Под игрой понимается процесс, в котором участвуют две и более стороны, ведущие борьбу за реализацию своих интересов. Каждая из сторон имеет свою цель и использует некоторую стратегию, которая может вести к выигрышу или проигрышу в зависимости от поведения других игроков. Теория игр помогает выбрать лучшие стратегии с учетом представлений о других участниках, их ресурсах и их возможных поступках.
Специалисты ТМУ математически смоделировали регенеративный процесс кожных ран различной природы и показали, что именно вектор Шепли достаточно гибко и одновременно точно описывает наблюдаемые при заживлении изменения в тканях.
– В конечном итоге цикл работ по репаративной регенерации, то есть по восстановлению тканей, должен приблизить коллектив ТМУ к разработке опытного образца скаффолда – «строительных лесов» для заживления полнослойной раны, кожных покровов и других систем организма, — поделилась результатами Вита Созонюк.