Тюменские ученые придумали, как заживлять раны, используя теорию игр

Тюменские ученые придумали, как заживлять раны, используя теорию игр. Исследования проводили в Тюменском медуниверсите.

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.