经光遗传修饰的心脏组织中电湍流的一种机制
生物物理
2020-10-23 v1 计算物理
摘要
非线性波传播的中断，通常称为波断裂，是许多复杂激发系统的典型现象。在心脏中，它们导致致命的节律障碍，即所谓的心律失常，这是工业化世界猝死的主要原因之一。心脏病心律失常治疗和疗法的进展需要详细了解这些波断裂的触发因素和动力学。特别是，两个非常重要的问题是：1）是什么决定了波断裂引发折返的潜力？以及 2）这些断裂如何演化以使系统能够维持时空混沌的电活动？在此，我们通过在经历慢性心房颤动（cAF）重塑的人心房组织计算机模型中利用光遗传学，从数值上探讨这些问题。在较少为人所知的亚阈值光照 regime 下，我们发现了心脏组织中一种新的波断裂引发机制，该机制发生于复原特性斜率较缓的情况。该机制涉及将波剖面从波前到波后“调节”或重塑，使得外部光源移除时波后细胞迅速恢复，从而在空间扩展系统中产生用于持续折返的易损窗口。
引用
@article{arxiv.2010.11520,
title = {A mechanism for electric turbulence in cardiac tissue with optogenetic modification},
author = {Rupamanjari Majumder and Sayedeh Hussaini and Vladimir S. Zykov and Stefan Luther and Eberhard Bodenschatz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.11520},
year = {2020}
}