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心臓ネットワーク数理モデルの構築と分岐解析による交互脈の制御

研究課題

研究課題/領域番号 23500367
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関香川大学

研究代表者

北島 博之  香川大学, 工学部, 教授 (90314905)

研究協力者 矢澤 徹  首都大学, 東京都市教養学部, 助教
堀川 洋  香川大学, 工学部, 教授
田中 芳夫  産業技術総合研究所四国センター, 主任研究員
橋本 尚之  香川大学, 工学部
多田 潤矢  香川大学, 工学部
樽本 知弥  香川大学, 工学部
津山 裕亮  香川大学, 工学部
片岡 裕晶  香川大学, 工学部
藤本 憲市  香川大学, 大学連携e-Learning教育支援センター四国, 助教
井岡 恵理  青山学院大学, 理工学部, 助教
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード分岐 / システムバイオロジー / 交互脈 / 数理モデル / 不整脈 / 心臓数理モデル
研究成果の概要

本研究では,心臓の数理モデルを用いて交互脈の発生メカニズムを解明した.心室筋はペースメーカ細胞からの信号により動いているが,本研究では(1)ペースメーカ細胞が信号を作る場合,(2)心室筋細胞へ正常な信号が入力されたと仮定した場合,の2つについて調査した.結果として,カリウム・イオンの細胞内外への通りやすさの異常により交互脈が発生し,更なる変化で心停止へと至ることが分かった.

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (21件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Robust bifurcation analysis based on optimization of degree of stability2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kitajima, T. Yoshinaga, J. Imura and K. Aihara
    • 雑誌名

      International Journal of Innovative Computing Information and Control

      巻: 11 ページ: 153-162

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A method for finding optimal parameter values using bifurcation-based procedure2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kitajima and T. Yoshinaga
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Nonlinear Theory and Application

      巻: 3 号: 02 ページ: 37-43

    • DOI

      10.4236/ijmnta.2014.32006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of hybrid optical tweezers system for controlled three-dimensional micromanipulation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Tsutsui and H. Kitajima
    • 雑誌名

      Opt. Eng.

      巻: 52 号: 04 ページ: 43002-43002

    • DOI

      10.1117/1.oe.52.4.043002

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exponential transient rotating waves in a bistable ring of unidirectionally coupled maps2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Horikawa and H. Kitajima
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 241 号: 2 ページ: 106-114

    • DOI

      10.1016/j.physd.2011.10.003

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient chaotic rotating waves in a ring of unidirectionally coupled symmetric Bonhoeffer-van der Pol oscillators near a codimension-two bifurcation point2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Horikawa and H. Kitajima
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 22 号: 3 ページ: 33115-33115

    • DOI

      10.1063/1.4737430

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cluster synchronization in coupled systems with hub structure2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kitajima and T. Yoshihara
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 241 号: 21 ページ: 1804-1810

    • DOI

      10.1016/j.physd.2012.08.009

    • NAID

      110007504840

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autonomous control method for wireless sensor networks using pattern formation2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hashimoto and H. Kitajima
    • 雑誌名

      Journal of Signal Processing

      巻: 16 ページ: 427-432

    • NAID

      110008675883

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quasiperiodic and exponential transient phase waves and their bifurcations in a ring of unidirectionally coupled parametric oscillators2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Horikawa and H. Kitajima
    • 雑誌名

      Nonlinear Dynamics

      巻: 70 号: 2 ページ: 1079-1094

    • DOI

      10.1007/s11071-012-0514-z

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronization in Neurons Driven by Synaptic Currents with Multiple Frequencies2011

    • 著者名/発表者名
      E. Ioka, H. Kitajima and Y. Matsuya
    • 雑誌名

      電気学会英文論文誌

      巻: 131-C(3) ページ: 521-527

    • NAID

      10027804272

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FPGAを用いた心臓興奮伝導シミュレータ2015

    • 著者名/発表者名
      多田潤矢
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-03 – 2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Alternans in a mathematical crustacean cardiac model2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tarumoto
    • 学会等名
      International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing
    • 発表場所
      クアラルンプール
    • 年月日
      2015-02-27 – 2015-03-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 甲殻類の心臓数理モデルにおける不規則リズム2014

    • 著者名/発表者名
      樽本知弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シグモイド関数を用いた不連続系から連続系への変換2014

    • 著者名/発表者名
      津山裕亮
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CA-based autonomous control method for networks of randomly distributed sensors2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hashimoto and H. Kitajima
    • 学会等名
      International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing
    • 発表場所
      ホノルル,アメリカ合衆国
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Synchronization in inhibitory coupled Morris-Lecar neurons2012

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi and H. Kitajima
    • 学会等名
      International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing
    • 発表場所
      ホノルル,アメリカ合衆国
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Bifurcation in mutually coupled three neurons with inhibitory synapses2011

    • 著者名/発表者名
      E. Ioka, Y. Matsuya and H. Kitajima
    • 学会等名
      European Conference on Circuits Theory and Design
    • 発表場所
      リンショーピン,スエーデン
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Exponential Transient Phase Waves in a Ring of Unidirectionally Coupled Parametric Oscillators2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Horikawa and H. Kitajima
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Cluster Synchronization in Inhibitory Coupled Neurons2011

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi and H. Kitajima
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Autonomous control method for wireless sensor networks using pattern formation2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hashimoto and H. Kitajima
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Modified Luo-Rudy Model and its Bifurcation Analysis for Suppressing Alternans2011

    • 著者名/発表者名
      H. Kitajima and T. Yazawa
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Exponential Transient Rotating Waves and Their Bifurcations in a Ring of Unidirectionally Coupled Bistable Lorenz Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Horikawa and H. Kitajima
    • 学会等名
      International Union of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Bifurcation analysis of a cardiac mathematical model using GPU2011

    • 著者名/発表者名
      H. Kitajima, M. Hayashi and T. Yazawa
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Nonlinear Circuit Networks(招待講演)
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Autonomous control method for networks of randomly distributed sensors2011

    • 著者名/発表者名
      N. Hashimoto and H. Kitajima
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Nonlinear Circuit Networks
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Controlling Method to Avoid Bifurcations of Periodic Points Using Maximum Lyapunov Exponent

    • 著者名/発表者名
      K. Fujimoto, T. Otsu, T. Yoshinaga, T. Ueta, H. Kitajima and K. Aihara
    • 学会等名
      Proc. NOLTA'13
    • 発表場所
      Santa Fe, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A simulation study of alternans-arrhythmia based on physiology of invertebrate heart

    • 著者名/発表者名
      T. Yazawa, H. Kitajima and A. Shimizu
    • 学会等名
      Proc. WCECS'13
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Autonomous control method for sensor networks using cellular automaton

    • 著者名/発表者名
      E. Nagao and H. Kitajima
    • 学会等名
      Proc. NCSP'14
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Alternans-Arrhythmia: A Simulation Study Based on Invertebrate Heart Neurobiology

    • 著者名/発表者名
      T. Yazawa and H. Kitajima
    • 学会等名
      Proc. IMCIC'14
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Bifurcations of Synchronized States in Inhibitory Coupled Neurons

    • 著者名/発表者名
      K. Kai and H. Kitajima
    • 学会等名
      IEICE, NOLTA'12
    • 発表場所
      スペイン,マヨルカ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Synchronization in Coupled Excitatory and Inhibitory Neurons with Ladder Structure

    • 著者名/発表者名
      E. Ioka, H. Kitajima, Y. Matsuya
    • 学会等名
      IEICE, NOLTA'12
    • 発表場所
      スペイン,マヨルカ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of FPGA simulator for bifurcation analysis

    • 著者名/発表者名
      J. Tada, T. Yamaguchi and H. Kitajima
    • 学会等名
      NCSP'13
    • 発表場所
      アメリカ合衆国,コナ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Robust bifurcation analysis based on degree of stability, in Analysis and Control of Complex Dynamical Systems2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kitajima, T. Yoshinaga, J. Imura and K. Aihara
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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