Bifurcation analysis method for transient phenomena and its application to mathematical cardiac systems
| Project/Area Number |
20K11853
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 60100:Computational science-related
|
|---|
| Research Institution | Kagawa University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
|
|---|
| Keywords | 心臓数理モデル / 分岐 / 早期後脱分極 / 過渡現象 / 数理心臓モデル / 一過性EAD / 数理モデル / EAD |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究は，一過性の早期後脱分極（EAD）の発生メカニズムを数理的に解明する．EADは心電図におけるQT延長や心室細動，更には心機能停止につながる非常に危険な不整脈である．従来の数理モデルを用いた研究では，EADが常時起こる持続性のみしか解析できなかったが，本研究では持続性よりも早期に起こる一過性EADを分岐解析するための手法を開発する． この新たに開発する手法の分岐解析により，どのイオン電流の変化が一過性EADの発生に係わるのかが明らかとなる．それにより，イオンチャンネル開閉性能を制御する創薬につながり，結果として心臓突然死のリスクを減らすことができると考える．
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed effective algorithms to investigate transient early afterdepolarizations (EADs) in mathematical cardiac systems. Using this algorithm, we obtained that the transient EADs were caused by increased L-type calcium current and increased intracellular sodium concentration. We also reproduced the deteriorating process of the heart such as normal states to ventricular fibrillation through delayed afterdepolarization (DAD), EAD, and tachycardia.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来の数理モデルを用いた解析では，持続的に表れる現象のみが解析対象であった．本研究では，一時的に表れる現象を数理的に解析する手法を提案した．それを心臓数理モデルに適用し，一時的に発生する不整脈の解析に応用した．結果として，持続的に表れる前の，一時的に表れる不整脈が発生するメカニズムを数理的に解明した．それらのことにより，突然死に繋がる不整脈が起こる原因の一端が解明され，突然死のリスクを減らすことにつながる．
|
Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
