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Modelli Elettrofisiologici

 

DENIS è stato creato per aiutare i ricercatori per analizzare un gruppo molto ampio di variazioni del modello elettrofisiologico cardiaco. I modelli cardiaci sono rappresentazioni matematiche dell’attività elettrica delle cellule del cuore: i modelli utilizzati in DENIS sono descritti utilizzando il linguaggio “CellML” per facilitare  altri ricercatori ad includere i loro modelli in DENIS. 

I modelli elettrofisiologici pubblicati in letteratura, infatti, cercano di solito di rappresentare un modello "medio": il problema è che c'è una certa variabilità tra cellule dello stesso animale e tra animali diversi. Di recenti molti studi provano a considerare questo fattore e simulano popolazioni di modelli: vengono apportate piccole variazioni ad alcuni parametri del modello per simulare la variabilità naturale. Ogni simulazione di un modello è computazionalmente costosa e normalmente le simulazioni di un ricercatore non possono essere utilizzate da altri ricercatori.

Quando DENIS non esegue progetti di ricerca specifici, utilizziamo la sua capacità di calcolo per generare conoscenza dei modelli elettrofisiologici pubblicati. Questo ci permetterà di:

  • Interpolare i risultati di altre simulazioni per avere una rapida e buona approssimazione al risultato di un marker (senza essere costretti ad eseguire la simulazione).
  • Riutilizzare i risultati di popolazioni di modelli per altri studi.

CellML è un linguaggio standard basato su XML ed è sviluppato dell’Istituto di Bioingegneria dell’Università di Auckland e dai gruppi di ricerca ad esso affiliati. Si possono trovare più informazioni sulla pagina di CellML

 

https://www.cellml.org/

 

modello_elettrofisiologico

Creazione di un modello elettrofisiologico

 

Collaborazione di rete

DENIS mette in contatto i volontari con i ricercatori per aiutarli nei loro progetti. Non importa chi siete. Non importa che tipo di progetto è questo. Vogliamo connetterci con voi. Ma non vogliamo solo mettere in contatto i ricercatori con i volontari: vogliamo mettere in contatto tra di loro anche i ricercatori ed aiutarli a collaborare.

Alcuni ricercatori, infatti, hanno la necessità di simulare molte variazioni dello stesso modello per studiare problemi diversi (per studiare l’effetto di certe patologie sulle cellule, gli effetti di un farmaco, ecc). Per questa ragione, stiamo utilizzando degli standard per permettere ad altri di aggiungere i loro modelli e di simulare le diverse varianti.

 

Ricerca in silico

Avremmo potuto chiedervi di usare il vostro cuore, ma crediamo sia più semplice per voi darci “un po’” del vostro computer. Le simulazioni in silico dell’attività elettrica del cuore sono diventate una tecnica indispensabile per migliorare la nostra conoscenza del comportamento del cuore sia in condizioni normali che quando è ammalato.

Ora questo sotto-progetto sta iniziando. Aggiungeremo progressivamente più modelli e più marcatori fisiologici al database. Abbiamo anche in programma di creare un servizio REST per consentire ad altri programmi di accedere al database.

  • Stato stazionario: i modelli vengono stimolati durante 3000 cicli con diversa lunghezza del ciclo (1000 ms, 2000 ms). Per ogni durata del ciclo, nell'ultimo ciclo, vengono calcolati e salvati i seguenti marker.

APD: durata del potenziale d'azione a diverse percentuali di ripolarizzazione (90, 75, 50, 25). 

Sistolica e diastolica: valore massimo e minimo della concentrazione ionica nell'ultimo ciclo.

 

Condividere la conoscenza

DENIS lavora affinchè i volontari condividano le loro capacità computazionali con noi. E’ per questo motivo che tutti i ricercatori che usano DENIS devono condividere i loro risultati con tutti: tutti i risultati saranno pubblicati e tutte le pubblicazioni derivate dall’uso di DENIS saranno disponibili gratuitamente e tutti i modelli usati in DENIS, una volta terminato il progetto, saranno condivisi.

 


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