[发明专利]为受试者定制的连续发展的基于随机化改善器官功能的方法

说明书

本公开提供了用于通过挑战性锻炼、训练、和/或培养和/或营养方案来改善器官功能的系统方案、设备和方法，或者旨在用于改善器官表现以及用于防止以及治疗健康受试者和慢性病受试者的锻炼方案的效果丧失、或者希望改善其器官功能的受试者或患有慢性疾病的受试者对锻炼、训练、营养或培养方案缺乏完全反应的设备。本文提供了用于实时或延迟变更训练方案的参数和/或施用时间和/或组合不同的锻炼、训练、营养或培养方案以用于改善方案的长期效果的设备、系统、和方法。根据一些实施例，任何训练方案和/或设备生成的操纵/刺激，其中参数在锻炼方案/操纵周期内被更新，以用于个性化方案参数并增加方案的准确性和功效以实现期望的生理目标，并防止长期适应，以确保延长训练方案对目标器官功能或生理通路的影响。输出参数是连续的、半连续的、或基于提供给被配置成促进闭环机器学习能力的计算电路的测量结果和输入被有条件地更新的。

技术领域

本公开总体上涉及通过改善的基于挑战性训练来改善器官功能的领域。

背景

改善器官功能在许多情况下需要针对器官的锻炼、训练、教学和/或培养(education)方案以及营养的变化。这些方案中的许多方案都是基于诱导专门针对器官的挑战。由于目标器官对挑战的适应效应，诱导针对器官的挑战可以在特定程度上改善其功能。这些挑战通常遵循旨在影响生理或病理变化的设定方案。它们是基于预定的协议在特定范围内被执行的，使得一旦规定了/配置了锻炼、训练、教学或培养的特定模式、或者挑战的协议，直到锻炼完成或者无反应发生都不会改变。此外，在连续使用恒定的规律的/永久训练方案后，大多数锻炼方案会出现益处很小的平稳期效应(plateau effect)。这是当试图改善肌肉、心脏、肺部、脑部、或任何其他类型的器官时的情况。这也是当包含任何类型的锻炼或挑战来改善任何目标器官功能时的情况，而不管目标器官的功能是正常的还是异常的(诸如在进行运动活动的健康受试者或运动员中以及在患有慢性心力衰竭、慢性肺病、阿尔茨海默病等的患者中)。

尽管锻炼、训练、教学、教育、和挑战的诱导在一些情况下用于改善器官功能显示出功效，但对于受试者来说，它往往达到“最大的平稳期”。在许多情况下，很难改善这一点。锻炼、训练、和/或培养对一些受试者来说也可能只是最低限度的有效或根本无效。这是由于身体和/或目标器官对长期暴露于锻炼或挑战出现的适应过程，或任何类型的耐受性的发展，阻止了最大效果和持久效果。因此，在本领域中需要更有效的训练和营养方案，其考虑受试者之间的可变性和他们对各种类型的锻炼、训练、培养和/或器官特定的挑战的生理反应、以及对旨在改善器官表现的任何类型的程序或操纵的效果或最大反应的丧失。

常见的锻炼任务(诸如体育活动)、学习和培养任务(诸如学习数学、语言、使用飞行和/或驾驶模拟器)、以及慢性疾病(包括关节炎、哮喘、慢性肺病、心力衰竭或任何肌肉或神经疾病或影响脑部功能的疾病)的治疗都可以从基于挑战的训练中受益。然而，在大多数情况下，发生对挑战的适应，这抑制了进一步改善器官(多个器官)功能/改善任务表现的能力，并阻止受试者达到通过锻炼可以达到的最大效果。因此，这种适应阻止了受试者达到最大可能的表现。

经历用于改善器官功能的任何类型的运动活动或任何类型的锻炼、或任何类型的训练、培养或教学课程、或任何类型的营养变化的大多数受试者需要基于长期挑战的方案和长期关注营养。对于这些之中的许多，最大效果或甚至大部分效果的丧失，或达到没有进一步的显著改善能够被实现的点，可能在特定时期之后发生，这与若干适应机制相关联。

丧失锻炼的积极效果、或达到通过连续的锻炼或通过对器官的更大挑战而不能从中获得进一步的益处的最大效果，有许多可能的原因，其中一些原因还不太清楚。一些原因可能涉及亚细胞类型、细胞类型或器官类型和/或器官间类型的适应。缺乏达到最大效果的能力，和/或从训练方案中获得最大益处所需的时间延长，是与任何类型的适应相关联的。