Scroll-wave dynamics in the presence of ionic and conduction inhomogeneities in an anatomically realistic mathematical model for the pig heart


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Nonlinear waves of the reaction–diffusion (RD) type occur in many biophysical systems, including the heart, where they initiate cardiac contraction. Such waves can form vortices called scroll waves, which result in the onset of life-threatening cardiac arrhythmias. The dynamics of scroll waves is affected by the presence of inhomogeneities, which, in a very general way, can be of (i) ionic type; i.e., they affect the reaction part, or (ii) conduction type, i.e., they affect the diffusion part of an RD-equation. We demonstrate, for the first time, by using a state-of-the-art, anatomically realistic model of the pig heart, how differences in the geometrical and biophysical nature of such inhomogeneities can influence scroll-wave dynamics in different ways. Our study reveals that conduction-type inhomogeneities become increasingly important at small length scales, i.e., in the case of multiple, randomly distributed, obstacles in space at the cellular scale (0.2–0.4 mm). Such configurations can lead to scroll-wave break up. In contrast, ionic inhomogeneities affect scroll-wave dynamics significantly at large length scales, when these inhomogeneities are localized in space at the tissue level (5–10 mm). In such configurations, these inhomogeneities can attract scroll waves, by pinning them to the heterogeneity, or lead to scroll-wave breakup.

Об авторах

R. Majumder

Laboratory of Experimental Cardiology, Department of Cardiology

Email: Alexander.Panfilov@ugent.be
Нидерланды, Leiden, 2333ZA

R. Pandit

Centre for Condensed Matter Theory, Department of Physics; Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research

Email: Alexander.Panfilov@ugent.be
Индия, Bangalore, 560012; Bangalore

A. Panfilov

Department of Physics and Astronomy; Moscow Institute of Physics and Technology (State University)

Автор, ответственный за переписку.
Email: Alexander.Panfilov@ugent.be
Бельгия, Krijgslaan 281, S9, Gent, 9000; Dolgoprudnyi, Moscow region, 141700

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».