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Modelado y análisis de autómatas celulares cardíacos híbridos a través de simulación de Monte Carlo acelerada por GPU

Autores: Treml, Lilly Maria; Bartocci, Ezio; Gizzi, Alessio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Modelado y análisis de autómatas celulares cardíacos híbridos a través de simulación de Monte Carlo acelerada por GPU


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Red
Células
Señales eléctricas
Sincronización
Modelado
Análisis

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El corazón está compuesto por una red compleja de miles de millones de células. Bajo condiciones fisiológicas, las células cardíacas propagan señales eléctricas en el espacio, generando el latido del corazón de manera sincrónica y coordinada. Cuando esta sincronización falla, pueden surgir eventos que ponen en peligro la vida. La complejidad inherente de la dinámica no lineal subyacente y el gran número de componentes biológicos involucrados hacen que la modelización y el análisis de las propiedades electrofisiológicas en el tejido cardíaco sigan siendo un desafío abierto. Aquí consideramos un enfoque de Autómatas Celulares Híbridos (HCA) que modela la resistencia de la membrana celular-celular del corazón con una variable libre. Mostramos que este enfoque de modelización puede reproducir propiedades espaciotemporales importantes y complejas, allanando el camino para futuras aplicaciones prometedoras. Mostramos cómo la tecnología basada en GPU puede acelerar considerablemente la simulación y el análisis. Además, estudiamos el comportamiento cardíaco dentro de un dominio unidimensional considerando resistencia no homogénea y realizamos un análisis de Monte Carlo para evaluar nuestro enfoque.

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