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
Vypadají jako nerváci: Když si vedle nich sednete a rozbalíte fast food, zvednou se a vytratí. Když to nejde, nasadí podivně strnulý výraz. Problém nemají s vaším výběrem jídla, ale s tím, že ho žvýkáte a polykáte. Pro lidi postižené misofonií jsou to zvuky, které se nedají vydržet.   Většině z nás vadí skřípání křídy […]
To, co bylo dlouho považováno za genetický „šum“, se ukazuje jako významná součást regulační sítě na úrovni buňky i celého organismu. Tvrdí to nový přehledový článek vědců z MBÚ AV ČR, který se věnuje tzv. dlouhým nekódujícím RNA.   To, co biologové po desetiletí označovali za „nekódující RNA“, nemusí být ve skutečnosti tak nekódující, jak […]
Ať už tajně, nebo otevřeně, letní flirtování k prázdninové atmosféře jednoduše patří. Že na výletech nebo v zahraničí snadněji podléháme novým lákadlům, potvrzují i statistiky českého sexshopu YOO.cz – celých 38 % Čechů uvádí, že se rádi seznamují na cestách   Není se čemu divit – nové prostředí stimuluje smysly a pomáhá se uvolnit. Jen […]
Pražská Ice Arena Kateřinky dokončila testování nové technologie HIPPOTRON ICE, která pomohla snížit měsíční náklady na elektrickou energii v průměru o 28 000 Kč a zároveň výrazně zvýšila kvalitu ledové plochy. Testování zařízení probíhalo od května do července s cílem prověřit jeho skutečný přínos a spolehlivost v energeticky náročném letním provozu.   Dodavatelem řešení je […]
reklama
Historie
Pláž hanby lákala plavce i šmíráky
„Pláž hanby!“ pohoršují se nad skandální vymožeností u švýcarského Lucernského jezera místní mravopočestní občané. Otevření prvního městského koupaliště ve Švýcarsku, kde se návštěvníci nerozdělují podle pohlaví, vyvolá velkou senzaci. V roce 1919 totiž nebývá zvykem, že by se u vody vyskytovali v koupacích úborech muži a ženy pospolu.   Chtělo by to nějakou novinku. První světová válka […]
Obránce Vídně dostal maršálskou hůl se zpožděním
Nejvyšší velitel obléhaného města vystupuje na hradby a obhlíží situaci. Dlouhé dva měsíce dokázal Vídeň bránit, ale teď docházejí síly. Přijde záchrana včas?   Významné postavení v zemi je Zdeňku Kašparu Kaplířovi ze Sulevic (1611–1686) předurčeno. Jeho otec Albrecht Kaplíř (1583–1616) je významným plukovníkem a apelačním radou, dědeček Kašpar Kaplíř (1535–1621) zase zastává funkce císařského rady […]
Hanácký obr bavil císaře
Když mu chtěl otec v devíti letech koupit boty, trhovci se zděsili. Tak velkou nohu totiž dosud neviděli. Už jako chlapec měl Josef takovou sílu, že jedním úderem dokázal zmrzačit krávu.   Josef Drásal (†1886) přišel na svět 4. července 1841 v Chromči na Šumpersku do chudé rodiny brusiče jehel. Vzrůstem se už od útlého věku liší od […]
Pohádkové město vyrostlo díky zemětřesení
Nabízeli mu zástupy vznešených nevěst. On se však osudově zamiloval do vdané šlechtičny Eleonory Teles de Menezes. Potají si ji v roce 1371 vzal za ženu a vzápětí ji začal zahrnovat statky z královského majetku. Je mezi nimi i Sintra. Když mu okolí dá najevo svou nevoli, král Ferdinand I. se uchýlí právě tam. Místo […]
Zajímavosti
Atentát na Augustina Gölzera: Heydrich nebyl jediný!
Odbojová skupina Předvoj funguje na území Protektorátu už od roku 1943, kdy se pasivní odpor vůči nacismu přetaví do akce. „Někdo musí něco začít dělat!“ rozhodují se studenti scházející se v evangelickém sboru na pražském Smíchově.   Brzy se členská základna rozšíří a začne navazovat kontakty i jinde po republice. Rozsáhlá odbojová činnost nezůstane gestapu […]
Taneční maratony: Klakson, facky i smrt vyčerpáním
Na první pohled to vypadá jako neškodná zábava. Hudba hraje, páry se drží za ruce, publikum tleská a parket nikdy neztichne. Ve Spojených státech se ve 20. a 30. letech 20. století stávají taneční maratony masovou atrakcí.   Soutěžící tančí – nebo spíš chodí, kolébají se a drží jeden druhého – celé dny i noci. […]
Tajemství frenologie: Co všechno se dá vyčíst z naší lebky?
George Combe soustředěně prohmatává hlavu devítiletého hocha. Jednou se na ní usadí královská koruna. Píše se rok 1850 a jeden z nejslavnějších frenologů má konečně jasno: „Přední část mozku zodpovídající za intelekt není příliš rozvinuta.“ Královna Viktorie se tváří, jakoby se právě zakousla do kyselé okurky.   Přes 20 let se činí jako mluvčí frenologického hnutí. […]
Když se ztratí premiér: Záhada Harolda Holta není dodnes objasněna
Z funkce australského premiéra ho nesesadí prohra ve volbách, korupční skandál či jiná pikantní aféra. Harold Holt (1908–1967) jednoduše zmizí a už se nikdy neobjeví.   Na svět vykoukne v Sydney, vzdělání se mu ale dostává v Melbourne – zaujme ho svět právních paragrafů. Chvíli pracuje jako koncipient, když se píše rok 1934, kandiduje do parlamentu. Vyjde […]
Záhady a napětí
Legendní režisér Steven Spielberg šokuje: Věří v existenci mimozemšťanů! Má přístup k tajným materiálům?
Uznávaný režisér Steven Spielberg svým novým filmem Den odhalení, který měl nedávno premiéru i v českých kinech, vyvolal poprask. Jeho téma totiž údajně není až tak moc sci-fi, jak si mnozí myslí. Samotný režisér v existenci mimozemšťanů věří a říká, že tu možná byli vždycky!   Každý nový film legendárního režiséra Stevena Spielberga (*1946) poutá […]
Winchester Mystery House: Stavěla slavná dědička past na duchy?
Dveře se otevřou a za nimi není pokoj, ale prázdný prostor. Schodiště stoupá ke stropu a chodba se bez varování zlomí jiným směrem. V kalifornském San José stojí sídlo, které působí, jako by ho někdo stavěl podle plánů, jimž měl rozumět spíš mrtvý než živý. Byl Winchester Mystery House jen výstředním domem bohaté vdovy, nebo […]
Záhadná smrt ruského turisty: Chtěl ho zabít duch?
V květnu 2025 po pádu z devátého patra bytového domu v Thajsku umírá ruský turista. Těsně před smrtí muž prohlašuje, že ho pronásleduje „vražedný duch s vypoulenýma očima“. S tímto tvrzením se dokonce obrátí i na hlídače v budově, nikdo mu ale nedokáže pomoci. Stojí za jeho smrtí skutečně vražedný duch, nebo spíš drogy či […]
Bell Witch Cave: Jeskyně nejděsivějšího amerického poltergeista?
Někdo si z jeskyně odnese malý kámen. Jen jako suvenýr, nic víc. Brzy se ale začnou doma ozývat kroky, šepot a rány, které nemají původ. Jako by si návštěvník z Bell Witch Cave se sebou přinesl i pozornost něčeho, co v podzemí čeká už staletí. Proč se právě tato jeskyně v Tennessee stala jedním z […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Dýňový ráj na Farmě Vraňany láká na podzimní dobrodružství
epochanacestach.cz
Dýňový ráj na Farmě Vraňany láká na podzimní dobrodružství
Na tisíce nejrůznějších odstínů oranžové, dýně nejrůznějších tvarů, vůně podzimních specialit a bohatý program, který zabaví děti i rodiče. Pokud hledáte příjemný říjnový výlet kousek od Prahy, Farma Vraňany se na celý měsíc promění v Dýňový ráj. Dýně jsou tady doslova všude. Malé, obrovské, kulaté, protáhlé i roztodivně tvarované vytvářejí kulisy, ve kterých se člověk
Šatník má být pro život. Ne naopak.
panidomu.cz
Šatník má být pro život. Ne naopak.
Existují kousky, které vypadají dokonale na ramínku, ale v běžném životě pro ně nějak nedokážeme najít příležitost. Šaty čekající na tu správnou událost, sako, ke kterému se nic nehodí, nebo boty, ve kterých zvládneme dojít maximálně od auta ke stolu. A pak jsou tu věci, které nosíme pořád dokola. Nejsou možná nejvýraznější v našem šatníku,
Mleté bochánky v krustě
tisicereceptu.cz
Mleté bochánky v krustě
Pořádáte večírek a chcete své hosty překvapit něčím, co neznají? Sáhněte po formě na muffiny a připravte tyto skvělé bochánky. Zapráší se o nich! Suroviny na 6 porcí 4 plátky toustového chleba
Radost z vnoučete, ale manželství se Salmě Hayek hroutí?
nasehvezdy.cz
Radost z vnoučete, ale manželství se Salmě Hayek hroutí?
Vyměnila partnerskou lásku za tu mateřskou? Herečka Salma Hayek (60) se s hrdostí chlubí, kudy chodí, vnoučkem Françoisem, kterého přivedl na svět její nevlastní syn François, resp. jeho manželka Lara
Antalya: Klenot na pobřeží Turecké riviéry
nejsemsama.cz
Antalya: Klenot na pobřeží Turecké riviéry
Navštivte město na pobřeží Středozemního moře, které je jedinečnou kombinací tyrkysového moře, dlouhých pláží, bohatých památek a příjemného počasí. Tady je ten nejlepší výběr tipů na výlety, které v turecké Antalyi můžete podniknout. Ochutnáte kus přírody i historie! Apollónův chrám Neváhejte vycestovat i za město Antalya, třeba na poloostrov Side 75 kilometrů východně, kde se nachází Apollónův chrám, pozůstatek řeckého bohatství. Stojí
Dá se pít brčkem i ve vesmíru?
epochaplus.cz
Dá se pít brčkem i ve vesmíru?
Na první pohled na tom nic není. Prostě ponoříme brčko do nápoje a kapalinu nasajeme do úst. Za chvíli bude sklenice prázdná. Ale fungovalo by to tak všude stejně? A jak je to ve vesmíru s dalšími běžnými činnostmi, které děláme na Zemi? I pokud byste se vydali „jen“ na Mount Everest, láhev s brčkem
Vědci ze Stanfordu zjistili, že lidský mozek tvoří ve skutečnosti dva oddělené orgány
21stoleti.cz
Vědci ze Stanfordu zjistili, že lidský mozek tvoří ve skutečnosti dva oddělené orgány
Podle odborníků se nás mozek vyvíjí ze dvou odlišných buněčných systémů, což naznačuje, že evoluce sloučila dva starověké nervové systémy s velmi odlišnými funkcemi. Objev vědcům také umožnil pěstován
Anglo-irácká válka: Došlo luftwaffe v zemi ropy palivo?
historyplus.cz
Anglo-irácká válka: Došlo luftwaffe v zemi ropy palivo?
Je to k vzteku. Letiště v Bagdádu a Mosulu mají nedostatečnou protivzdušnou obranu. Zvláštní jednotka luftwaffe tak musí využívat jiné, bezpečnější základny, které jsou však v horším stavu. Navíc leží daleko od fronty, což Němcům komplikuje plánování jednotlivých operací. Problémů, jimž piloti plukovníka Juncka během mise v Iráku čelí, je ale mnohem víc!   Iráčtí nacionalisté se dočkali. Velká
Textury a dekory pro stěny
rezidenceonline.cz
Textury a dekory pro stěny
Tapeta jako výrazové gesto definuje atmosféru místnosti. Vzor, textura, barevnost, to vše vytváří vizuální rytmus, který ovlivňuje vnímání prostoru. Nálada interiéru tak může být ve výsledku klidná i bouřlivá, ale vždy by měla být promyšlená. Dobře zvolená tapeta dokáže proměnit prostor bez nutnosti stavebních zásahů. Je to nástroj, který pracuje s emocí, rytmem i světlem,
Zázraky svatého Václava: Krev, která nezmizí, andělé i tělo, které se brání cestě
enigmaplus.cz
Zázraky svatého Václava: Krev, která nezmizí, andělé i tělo, které se brání cestě
O svatém Václavovi se vyprávějí příběhy, v nichž se realita náhle láme do něčeho nevysvětlitelného. Na místě jeho vraždy se znovu objevuje krev, nad jeho hlavou se ukazují andělé a při převozu ostatků
Straka Julinka pro mě za odměnu kradla
skutecnepribehy.cz
Straka Julinka pro mě za odměnu kradla
Odpočívala jsem na terase naší chalupy, když ke mně přiletěla. Začala jsem ji krmit a ona mi za to nosila neuvěřitelné dárky. Bylo krásné ráno, a já s kávou v ruce lenošila na terase před chalupou. Děti ještě spaly. Na terase hned vedle mě stála velká tabule, na které si děti rády kreslily. Křídy ležely rozházené
Lexus zahajuje mezinárodní prodej luxusní jachty LY680
iluxus.cz
Lexus zahajuje mezinárodní prodej luxusní jachty LY680
Po uvedení na japonský trh v roce 2024 a oficiální světové premiéře v březnu tohoto roku rozšiřuje Lexus prodej luxusní jachty LY680 na globální trhy. Jachtu představí na mezinárodní přehlídce lodí Fo
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