Nye publikasjoner
Superdatasimulering avslører årsaker til atrieflimmerprogresjon
Sist anmeldt: 03.08.2025
Alt iLive-innhold blir gjennomgått med medisin eller faktisk kontrollert for å sikre så mye faktuell nøyaktighet som mulig.
Vi har strenge retningslinjer for innkjøp og kun kobling til anerkjente medieområder, akademiske forskningsinstitusjoner og, når det er mulig, medisinsk peer-evaluerte studier. Merk at tallene i parenteser ([1], [2], etc.) er klikkbare koblinger til disse studiene.
Hvis du føler at noe av innholdet vårt er unøyaktig, utdatert eller ellers tvilsomt, velg det og trykk Ctrl + Enter.
Atrieflimmer (AF) er den vanligste typen uregelmessig hjerterytme, og over tid kan den forverres og bli permanent – en alvorlig lidelse som er den ledende forebyggbare årsaken til iskemisk hjerneslag, ifølge NIH.
Nicolae Moise, en postdoktor ved Institutt for biomedisinsk ingeniørfag ved Ohio State University (OSU), bruker dataressursene til NCSA og OSC til å studere den langsiktige utviklingen av atrieflimmer i håp om at arbeidet hans vil bidra til å utvikle behandlinger som kan stoppe atrieflimmer før det blir en livslang tilstand. Forskningen hans ble nylig publisert i JACC : Clinical Electrophysiology.
Atrieflimmer er en type uregelmessig hjerterytme der de øvre kamrene i hjertet, atriene, slår i usynkronisering med de nedre kamrene. Det som begynner som et episodisk fenomen blir til slutt permanent. Det er vanskelig å utføre menneskelige eksperimenter med nødvendige detaljer, så Moise modellerer prosessene på en datamaskin.
«Vi bruker elektrofysiologiske modeller for hjertesykdom for å undersøke hvordan kortsiktig hjerteaktivitet (millisekunder til sekunder) driver langsiktige endringer i hjertevevet (dager til uker til måneder),» sa Moise. «Så vidt jeg vet er simuleringene våre de lengste hittil: vi modellerer opptil 24 timer med kontinuerlig 2D elektrisk aktivitet.»
Simuleringer lar forskere overvåke alle aspekter av hvordan hjertet fungerer over lange tidsperioder. Selv om hjertet kan virke relativt enkelt, krever det mye beregning å kjøre en simulering på dette detaljnivået.
«Alle 2D-simuleringene ble kjørt med CUDA-kode på NCSA GPU-er og DSP, noe som var avgjørende for å studere så lange tidsskalaer», sa Moise.
«NCSA-ressursene vi brukte inkluderte NVIDIA GPU-er tilgjengelig gjennom Delta. Ved å kjøre CUDA-kode på NVIDIA GPU-er kunne vi øke hastigheten på simuleringene våre med omtrent 250 ganger. Siden de lengste simuleringene i denne studien varte i omtrent en uke, ville de ha tatt år på en typisk PC eller bærbar PC.»
Moises team oppdaget en interessant egenskap ved hjertet ved atrieflimmer. Etter hvert som en persons hjertefrekvens øker, tilpasser cellene i hjertet seg for å opprettholde kalsiumbalansen. Denne fantastiske evnen til cellene kommer med en alvorlig ulempe: De samme tilpasningene gjør hjertet utsatt for ytterligere arytmier. En ond sirkel følger: Flere celler tilpasser seg for å balansere kalsium etter hvert som tilstanden fortsetter, noe som ytterligere øker mottakeligheten for arytmier og til slutt fører til en vedvarende uregelmessig hjerterytme.
Moises arbeid viser hvorfor det er så viktig å oppdage atrieflimmer tidlig og behandle det for å opprettholde hjertehelsen.
«Studien vår fokuserer på den vanligste hjertearytmien, atrieflimmer, en viktig årsak til hjerneslag og høy sykelighet og dødelighet, gjennom datasimuleringer av hjertets elektriske aktivitet», sa Moise. «Dette arbeidet lar oss for første gang spore initieringen og den langsiktige utviklingen av denne sykdommen, noe som til slutt vil føre til utvikling av bedre legemidler for å forhindre eller stoppe utviklingen.»
Moises forskning har potensial til å forbedre behandlingen av atrieflimmer betydelig ved å gi leger og forskere et nytt perspektiv på mekanismene som fører til dens progresjon. Denne tilnærmingen kan inspirere forskere som arbeider innen beslektede områder innen kardiologi og utover.
«Vi tror at arbeidet vårt åpner opp en ny tidsmessig dimensjon innen elektrofysiologiske simuleringer av hjertet, og viser at simuleringer over én dag (og enda lenger) er teknisk mulig», sa Moise. «Denne tilnærmingen kan brukes på en rekke sykdommer, som for eksempel sinusnodedysfunksjon eller arytmier forårsaket av hjerteinfarkt. I tillegg fremmer dette arbeidet direkte forskningen på atrieflimmer ved å for første gang gjøre det mulig å modellere dens langsiktige progresjon forårsaket av arytmisk elektrisk aktivitet, samt åpne muligheten for å teste terapier som er rettet mot det intracellulære reguleringsmaskineriet. Til slutt, mer generelt, håper vi at arbeidet vårt vil inspirere andre forskere til å takle biologiske utfordringer som strekker seg over lengre tidsskalaer.»
I fremtidige studier planlegger Moise å forbedre simuleringen sin for å innlemme potensielle behandlinger og validere funnene sine ytterligere med ytterligere eksperimenter. Tidligere relatert arbeid ble publisert i Biophysical Journal.