Японские ученые в точности воспроизвели модель бьющегося сердца
В потенциале это даст возможность врачам получить мощнейший инструмент для поиска оптимального варианта лечения каждого отдельного пациента.
Основу механического сердца составляют математические модели молекулярных внутриклеточных "двигателей", которые приводят в действие сердца всех живых существ.
"В нашей математической модели мы учитываем движение и поведение абсолютно всех молекул тканей сердца, которые на более высоком уровне превращаются в движение сокращающихся мускулов, обеспечивающих всю динамику сердцебиения. Это требует поистине огромной вычислительной мощности", — сообщают ученые.
Вычислительные методы, описывающие взаимосвязи между микро- и макромиром, настолько сложны, что смоделировать их нельзя даже на суперкомпьютере среднего класса. Для этого у него нет достаточного количества ресурсов и мощности.
Поэтому основу вычислений японских ученых составляют законы Ньютоновской динамики, которые тесно взаимосвязаны с влиянием химических и биохимических реакций.
Основной задачей, над которой работает модель бьющегося сердца, является постоянный поиск состояния динамического равновесия всех сил, что является крайне сложной задачей.
Кроме этого, модель учитывает и ряд других факторов. В частности, давление, оказываемое кровью на стенки сосудов, сердечную мембрану, мышцу и клапаны.
Благодаря суперкомпьютеру под названием "K" ученые впервые приблизились к возможности наблюдать и анализировать деятельность сердца в мельчайших деталях.
В скором времени исследователи дополнят разработанную математическую модель молекулярными мутациями, которые приводят к возникновению различных заболеваний сердечно-сосудистой системы.