特異摂動系の分岐理論に基づく心筋細胞興奮ダイナミクスとパラメータ感受性の徹底解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500216
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 土居 伸二 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50217600)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 心臓 / ペースメーカ細胞 / 同期リズム / 不整脈 / イオンチャネル / 感受性

研究概要

心臓洞房結節におけるペースメーカ細胞のHodgkin-Huxley型モデルを用い,様々なパラメタに対するペースメーカリズムの感受性を徹底的に調べた.その結果,ペースメーカ周期に強い影響を及ぼすイオンチャネルとほとんど影響を及ぼさないイオンチャネルの違いなど,イオンチャネル(電流)のペースメーカリズムへの関わりを明らかにした.これらの結果から,遺伝的または環境の影響により引き起こされたイオンチャネル異常がペースメーカのリズム異常や洞性不整脈を導く仕組みに関する有用な知見を得た.

研究成果

• [雑誌論文] Bifurcation analysis and effects of changing ionic conductances on pacemaker rhythm in a sinoatrial node cell model (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhenxing Pan, Rei Yamaguchi, Shinji Doi
  • 雑誌名: Biosystems 巻: Vol.106 ページ: 9-18
  • DOI: DOI:10.1016/j.biosystems.2011.06.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心臓洞房結節細胞詳細モデルの大域的分岐構造とペースメーカー周期の変動性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 潘振興, 土居伸二
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: 131巻 ページ: 2138-2147
  • DOI: DOI:10.1541/ieejeiss.131.2138
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経振動子の大域結合系における遅い同期振動について (2011)
  • 著者名/発表者名: 恒木亮太郎, 土居伸二
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 NLP2011 ページ: 135-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple time-scale neurodynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinji Doi
  • 雑誌名: 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications NOLTA2011 巻: 4-7 ページ: 76-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chaos and Variability of Inter-Spike Intervals in Neuronal Models with Slow-Fast Dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinj Doi, Junko Inoue
  • 雑誌名: Visarath In, Patrick Longhini, Antonio Palacios Eds 巻: 1339 ページ: 210-221
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3574858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hodgkin-Huxley方程式の大域的分岐構造とパラメータ依存度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 潘振興, 土居伸二
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: 131巻 ページ: 514-520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variability of Pacemaker Rhythm in a Detailed Model of Cardiac Sinoatrial Node Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhenxing Pan, Shinji Doi
  • 雑誌名: IEEE Region 10 Conference-TENCON 2010 ページ: 390-395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Bifurcations and Variabilities of Rhythm in a Cardiac Pacemaker Cell Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhenxing Pan, Rei Yamaguchi, Shinji Doi
  • 雑誌名: 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications NOLTA' 09 ページ: 360-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心臓洞房結節細胞のペースメーカー活動について (2009)
  • 著者名/発表者名: 潘振興, 土居伸二
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告NLP2009 ページ: 71-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心筋細胞モデルの大域的分岐構造とパラメータ感受性について (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口麗, 潘振興, 妹尾真人, 土居伸二
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録1663 ページ: 182-187
  • 査読あり
• [学会発表] 大域結合した神経振動子集団におけるスパイク間隔の変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 恒木亮太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会2011年ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 心臓ペースメーカ部位における周辺・中心細胞の周期変動性の違いについて (2010)
  • 著者名/発表者名: 潘振興
  • 学会等名: 第20回日本数理生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 心臓ペースメーカ細胞モデルの大域的分岐構造と振動周期の変動性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 潘振興
  • 学会等名: 機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 2010-01-10
• [図書] Computational Electrophysiology : Dynamical Systems and Bifurcations (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinji Doi, Junko Inoue, Zhenxing Pan, Kunichika Tsumoto
  • 総ページ数: 153
  • 出版者: Springer