Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Matematika je srdeční záležitostí

Srdeční elektrofyziologie má nový rozměr v matematické analýze, která se zabývá šířením elektrických impulsů v srdeční tkáni. Vědci vytvořili model akčního potenciálu zobrazením srdeční membrány jako elektrického obvodu.

Mělo by to vést k lepšímu porozumění srdečním poruchám, jako je např. arytmie, tachykardie apod.

John W. Cain, matematik z Virginia Commonwealth University v americkém Richmondu se zabývá zajímavým oborem – matematickou kardiologií.

Podle něho má čestné místo mezi nejzajímavějšími problémy v matematické kardiologii modelování a analýza elektrických impulsů ve tkáni srdečního svalu. K čemu může sloužit?

Akční potenciál buňky

Během života se velmi pravděpodobně každý z nás setká s tím, že s přilepenými elektrodami bude poslouchat pípání přístroje, elektrokardiografu, který zakresluje elektrokardiogram (EKG), záznam elektrické aktivity srdce.

Abychom si uměli představit, jak taková elektrická aktivita vzniká, musíme se přiblížit velikosti molekulárního průzkumníka.

Tělesné tekutiny, jako krev, obsahují kladně nabité ionty. Když tyto ionty procházejí buněčnými membránami, mění se na membráně napětí a aby bylo vyrovnáno, vzniká elektrický proud.

Je-li dostatečně silný proud aplikován na buňku v klidové fázi, pak buňka dostane akční potenciál, napětí se zvýší, a v buňkách srdeční tkáně zůstává po nějakou dobu zvýšené (viz rámeček).

Tyto akční potenciály určují rytmus srdeční činnosti, a jsou proto rozhodující pro porozumění a léčbu poruch, jako je arytmie (poruchy srdečního rytmu) nebo tachykardie (srdeční rytmus rychlejší než normální).

Matematický model nepředvídatelného

Vědci vytvořili matematický model zobrazením buněčné membrány buněk srdečního svalu jako elektrického obvodu. Hlavním úkolem bylo nastolení rovnováhy mezi proveditelností a složitostí.

Bylo třeba minimalizovat komplikace tak, aby model byl přístupný matematické analýze, ale dostatečně podrobný, aby co nejvíce reprodukoval klinicky relevantní data.

Rovnice, kterými se řídí model (nelineární parciální diferenciální rovnice) nelze řešit explicitně (přímo) ale přiblížením, s použitím aproximativních metod.

Další komplikací je složitá geometrie srdce a skutečnost, že různé druhy srdeční tkáně mají různé vlastnosti vedení signálu.

Udržování vratké rovnováhy

Zdravé srdce nebije v dokonale pravidelném vzoru, ​​to by ve skutečnosti mohlo být známkou potenciálně závažného onemocnění. Vyplývá to z toho, že lidské tělo je neustále v pohybu.

Je vnějšími vlivy vychylováno z rovnováhy a chová se tak, aby ji co nejrychleji obnovilo.

To se projeví i mírnými nepravidelnostmi v srdečním rytmu. Právě to se pokusili matematici ve spolupráci s kardiology popsat ve své práci.

Jako „RR interval“ si označili interval mezi dvěma po sobě jdoucími údery srdce zaznamenanými EKG. Pokus o kvantifikaci variability srdeční frekvence pak představuje obvykle matematické analýzy časových řad RR intervalů.

Srdce hlídané výpočty?

Bohužel, některé způsoby jak analyzovat tyto časové řady, stále ještě poskytují stejné výsledky pro pacienty, kteří mají vážné srdeční abnormality i pro ty se zdravým srdcem.

Jednou z výzev pro matematiky a statistiky je proto vypracovat kvantitativní metody pro rozlišování mezi RR časovými řadami lidí se zdravým srdcem a pacientů se srdeční patologií.

Pak je otázka, zda některé patologie mohou být spolehlivě předpovězeny a odhaleny pouze na základě analýzy časových řad RR, a pokud ano, pak jaké?

Taková metoda odhalení i „jemné patologie“ hned v počáteční fázi by byla významnou diagnostickou pomůckou, která by pomohla chránit zdraví mnoha pacientů s ohroženým srdcem.

Zdravé srdce nebije v přesně stanoveném rytmu. Tento rytmus se pokusili matematici popsat. (Zdroj: E. Faccio P.Saccheri, Wikimedia) Běžný průběh signálu elektrokardiogramu (EKG). Zdroj: (Agateller (Anthony Atkielski), Wikimedia)
Související články
Do Českého Švýcarska se vrátil oheň. Plameny z jara jsou sice bezpečně uhašeny, znovu ale vzplály varovné hlasy volající po krocích, které by vzrůstající riziko lesních požárů do budoucna minimalizovaly.   Lesní požáry už nejsou problémem vzdáleného Středomoří. S oteplujícím se klimatem, vysušenou krajinou a desetiletími lidských zásahů se z nich stává nový evropský normál – a […]
Představte si pandemii, trvající 15 milionů let. A představte si, že se netýká jednoho druhu, ale protkává větší část stromu života různě příbuzných druhů savců. A nakonec si představte, že je tato pandemie tak významná, že zanechala svou stopu i v našem vlastním genomu.   Viry s námi i ostatními organismy koexistují už po miliony let a […]
Plných 810 km za pouhých 10 hodin, bez nabíjení – to je výsledek nového českého rekordu s plně elektrickým vozem Mercedes-Benz CLA. Na průběh dohlížela agentura Dobrý den a oficiálně jej zaznamenala jako český rekord dosažený elektromobilem.   Trasa vedla napříč republikou z Vystrkova přes Brno, Ostravu a Hradec Králové byla záměrně zvolena tak, aby […]
Kdy a jak začala planeta Země fungovat, tak jak ji známe dnes? Tým geologů z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy spolu s vědci z Geologického ústavu Akademie věd ČR a České geologické služby přichází s novým objevem, který přispívá do debaty o počátcích pohybů kontinentů. Ve studii publikované v mezinárodním časopise Precambrian Research vědci prokázali, že […]
reklama
Historie
Jindřich II. za svou vášeň pro rytířské turnaje zaplatil životem
Ozve se dunivá rána a koňské zaržání. Král Jindřich II. se zakymácí a na konci kolbiště vypadne ze sedla. Hlavu má posetou dřevěnými úlomky a tvář zalitou krví. Při pohledu na tu hrůzu dvorní dámy vykřiknou. Panovníkova manželka Kateřina Medicejská omdlí.   Z lesa u Fontainebleau nedaleko Paříže se ozývají hlasité výstřely. „Za ním! Rychle!“ […]
Spáchala mafie na operního pěvce bombový útok?
Havanským operním domem se ozve ohlušující rána. Exploze je tak mohutná, že Enrica Carusa, který si připíná plášť, srazí na zem. Jeviště je v plamenech, všude jsou trosky a je slyšet křik.   Uslzená Dorothy Carusová (1893–1955) má sepjaté ruce a už poněkolikáté se modlí. Právě telefonovala s reportérem z United Press. „Dostali jsme zprávu, že dnes večer […]
Císařovna Sisi byla posedlá péčí o vlasy
Lázeň je horká tak akorát. Sisi zkusí prstem vodu a pak si pomalu vleze do velké vany. Komorná jí nadzvedne dlouhé vlasy, vezme štěteček a začne pramen po prameni potírat speciální směsí umíchanou ze žloutků a koňaku. „Opatrně,“ napomene ji císařovna. Nerada by přišla o jediný vlas!   „Kdo tu ženu česal?“ zajímá se císařovna […]
V bitvě u Legnana Barbarossu převezla italská pěchota
Přes 20 let se snaží zlomit odpor vzpurných měst na severu Apeninského poloostrova. Tentokrát se s jejich koaličním vojskem střetne u Legnana. Bitva se pro Fridricha Barbarossu vyvíjí nadějně, skončí ale katastrofou. Italská pěchota totiž v kritické chvíli protivníka dokonale zaskočí!   Je cílevědomý, rázný a podle potřeby umí být i krutý. Jakmile novopečený římský […]
Zajímavosti
Bludičky: Odkud se berou tančící světélka?
V temných mlhavých nocích se nad močály a bažinatými loukami objevují podivná blikající světélka. Lidé jim říkají bludičky. Po staletí u nich vyvolávají úžas i strach, protože je považují za projev nadpřirozených sil.   Když se noc rozhostí nad krajinou, může se stát, že uvidíte malé plamínky tančící nad mokřady. Na první pohled vypadají jako […]
Co by bylo, kdyby dinosauři nevymřeli?
Před zhruba 66,5 miliony let dopadne do oblasti Mexického zálivu asteroid s průměrem cca 10 až 15 kilometrů. Vytvoří kráter velikosti středních Čech a spálí všechno v dosahu 2000 kilometrů. Následuje nevídaná vlna tsunami a do atmosféry se zvednou oblaka dýmu a prachu, která způsobí drastické ochlazení.   Během dalších let, než je rovnováha obnovena, vymírá […]
Klinika Am Spiegelgrund: Smrt v ní najde osm stovek nevinných dětí!
Za masivními zdmi nemocničních pavilonů vídeňské kliniky Am Spiegelgrund mají děti léčit, jenže opak je pravdou. Malé pacienty vystavují trýznění, které je zakončeno smrtí.   Už od roku 1938 nechávají nacisté systematicky dokumentovat děti, a to už od novorozeneckého věku. Jakékoliv abnormality se musejí hlásit a děti, které neodpovídají rasovým tabulkám, jsou posíláni do speciálních […]
Buben: Křesťané ho mají za pohanský nástroj
Mají hned několik využití: přes tajemné šamanské rituály, přes komunikaci a vojenské signály to dotáhnou až k hudbě. Tu si bez bubnů dnes už nedokážeme představit.   Obyvatelé neolitické Číny vyrábí keramické nádoby a přes ně napínají krokodýlí kůži – dávají tak vzniknout aligátořím bubnům. Ty používají především při náboženských obřadech a v kontaktu s […]
Záhady a napětí
Obyvatele indické vesnice děsí duchové: Mohou za to zlé síly?
Obyvatelé vesnice Mariguda v indickém státě Urísa žijí od konce roku 2025 v rostoucím strachu. Několik vesničanů totiž za záhadných okolností umírá a jejich duše nyní údajně straší ve vesnici. Podle některých vesničanů může vše souviset se stavebními pracemi u zdejší řeky, kde se dříve konaly náboženské rituály. Probudila snad stavba zlé síly?   Klidná […]
Neviditelné tajemství královského města: Co se ukrývá pod Vysokým Mýtem?
Pod historickým centrem Vysokého Mýta v Pardubickém kraji se rozprostírá síť chodeb a sklepů, jejíž skutečný rozsah dodnes nikdo přesně nezná, a která vyvolává otázky, zda jde jen o praktické zázemí města, nebo o něco mnohem tajemnějšího. Možná právě proto se o ní vyprávějí příběhy, které se nikdy nepodařilo úplně vysvětlit.   Když člověk stojí na […]
Pozoruhodný případ Anny Monaro: Z její hrudi vychází záhadné světlo!
Zprvu je 42letá pacientka ze slovinského města Pirana hospitalizovaná kvůli silným astmatickým záchvatům, brzy je ale veškerá pozornost nemocničního personálu věnována něčemu docela jinému. Z hrudi ženy vychází viditelné světlo a nikdo netuší, jak je to možné! Případ Anny Monaro je dodnes jednou z největších lékařských záhad.   Je 8. března roku 1934 a do […]
Co se to děje? Německo hlásí rekordní počet UFO!
Německá organizace, která se zabývá shromažďováním a vyhodnocováním pozorování UFO, v posledních pěti letech zaznamenává trvalý nárůst hlášených případů. Rok 2025 byl statisticky zatím rekordní! O čem to vypovídá? Plní se nebe u našich sousedů neidentifikovanými létajícími objekty?   Centrální výzkumná síť pro mimořádné jevy na obloze (zkráceně CENAP) je německá obdoba známé mezinárodní organizace […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Schneiderové dopálila přítele, a dostala kopačky?
nasehvezdy.cz
Schneiderové dopálila přítele, a dostala kopačky?
Zatím šlo stále jen o spekulace. Teď se ale zdá, že rozchod herečky známé ze seriálu Místo zločinu Zlín Jitky Schneiderové (53) a designéra Lukáše Pittera (45) je drsnou realitou. Podle člověka z bl
Znojemské historické vinobraní
epochanacestach.cz
Znojemské historické vinobraní
Historické centrum Znojma ožije 11.–13. září 2026 největší slavností vína a historie v České republice. Znojemské historické vinobraní nabídne čtrnáct multižánrových scén, stovky programových bodů, desítky vinařů, velkolepý historický průvod krále Jana Lucemburského i koncerty známých českých interpretů. Na jeden víkend se celé město promění v živoucí kulisu středověku, kde se historie prolíná se současnou
Cloumají s vámi hormony?
panidomu.cz
Cloumají s vámi hormony?
Není to vyloučeno a možná o tom ani nevíte. Nemáte potíže s padáním vlasů? S únavou nebo vytrvalým nárůstem váhy? Pokud se nenajde jiné vysvětlení, pak podezření padá na hormony. Hormony jsou velmi účinné i v nepatrném množství a na tělo mají mnohem větší vliv, než si dokážeme představit. Z toho také vyplývá, že každé
Jaká jste podle čínského horoskopu?
nejsemsama.cz
Jaká jste podle čínského horoskopu?
Zapomeňte na hvězdy, o vašem osudu rozhoduje rok narození. Stejně jako astrologický horoskop má i ten čínský dvanáct znamení, ovšem nezáleží na měsíci, kdy jste se narodila, ale na roce. Jaké zvířecí znamení je právě to vaše? Krysa – 1936, 1948, 1960, 1972, 1984 Zmatkářky, ale zároveň dobré duše, které milují své přátele. Udělají pro ně doslova první poslední. Do všeho
Měsíční menu aneb Co měla na talíři posádka mise Artemis II
21stoleti.cz
Měsíční menu aneb Co měla na talíři posádka mise Artemis II
Jídlo pro astronauty řešili vědci už při misích Apollo, o kulinářské zážitky se ovšem tehdy úplně nejednalo. Ale stejně byla jednou z prvních věcí, které Neil Armstrong a Buzz Aldrin udělali po přistá
Opulentní klasika dubajské vily
rezidenceonline.cz
Opulentní klasika dubajské vily
Rezidence navržená studiem Covet House, situovaná v srdci „Města zlata“, je oslavou dokonale propracovaného designu. Mistrná kombinace vznešenosti a sofistikovanosti v ní vytváří prostory, odrážející osvědčenou zdejší tradici v kontextu s aktuální modernou.   Nádheru klasického designu podtrhují mramorové detaily, současný nábytek, osvětlení a doplňky z bohaté nabídky Covet House pak vnášejí do interiérů potřebný
Tragédie hraběnky Larischové: Sisi vinila oblíbenou neteř ze smrti syna
historyplus.cz
Tragédie hraběnky Larischové: Sisi vinila oblíbenou neteř ze smrti syna
„Císařovna mne za vámi poslala,“ promlouvá doktor Hermann von Widerhofer k Marii Louise. „Chce mě teta vidět?“ opáčí dychtivě hraběnka Larischová-Wallersee. Doktor zavrtí hlavou. „Ne. Žádá odpověď na otázku, co víte o té nešťastné věci.“ Marie Louisa zklamaně vzdychne.   „Věřte mi, že o tom nevím nic. Řekněte mi, co se stalo,“ naléhá hraběnka Marie
Nejlepší z nejlepších. Čtyři dream teamy, které zanechají stopu v historii
epochaplus.cz
Nejlepší z nejlepších. Čtyři dream teamy, které zanechají stopu v historii
Jeho obličej zná téměř každý, jenže na místo sportovní střídačky teď sedí na lavici obžalovaných. Soud ho viní z dvojnásobné vraždy, to samozřejmě odmítá, a tak si najímá právnická esa. Ty se spojí v jeden tým a svého klienta po několika měsících ze šlamastyky vysekají. Hvězda vedle hvězdy, i tak by se dalo v krátkosti vysvětlit sousloví dream
Ovocný salát s kuřetem a jogurtem
tisicereceptu.cz
Ovocný salát s kuřetem a jogurtem
Suroviny 250 g kuřecích prsou citronová šťáva 1 jablko 1 pomeranč 1 ananas 150 g jogurtu (bílý) majonéza lžička medu sůl Postup Kuřecí prsa si naklepeme, osolíme, opepříme a dáme na s
Záhadná smrt Christophera Case: Zabil ho strach, nebo kletba odmítnuté ženy?
enigmaplus.cz
Záhadná smrt Christophera Case: Zabil ho strach, nebo kletba odmítnuté ženy?
Mladý Američan se v baru dá do řeči s neznámou ženou, která mu nakonec nabídne sex. Když odmítne, ženu to rozzuří. Začne vykřikovat, že je čarodějnice a sesílá na něj kletbu. Mohla by to po čase být h
DS Automobiles ČR vstoupila do světa českého golfu
iluxus.cz
DS Automobiles ČR vstoupila do světa českého golfu
DS Automobiles ČR vstoupila do světa českého golfu jako partner 2. turnaje prestižní série Be Birdie Tour v Royal Golf Clubu Beroun. Účastníci měli příležitost seznámit se s novou vlajkovou lodí značk
Kvůli aférce jsem zničila celou rodinu
skutecnepribehy.cz
Kvůli aférce jsem zničila celou rodinu
Byla to tichá, plíživá katastrofa, která nepřišla jako blesk z čistého nebe, ale začala takovým příjemným chvěním v mém nitru. A pak se daly věci do pohybu. Říká se, že vášeň je oheň, který hřeje. Jenže v mém případě to byla spíš ledová sprcha nebo jed, který mě pomalu rozežíral zevnitř, až nakonec zničil všechno, na čem mi záleželo.
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz