Nonlinear and Stochastic Dynamics in the Heart.
Nonlinear and Stochastic Dynamics in the Heart.
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DOI：
10.1016/j.physrep.2014.05.002
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发表时间：
2014-10-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Weiss JN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qu Z;Hu G;Garfinkel A;Weiss JN
在正常人的一生中，心脏跳动大约20亿到30亿次。在患病的情况下，心脏可能会失去其正常的节奏，并突然退化成更快和不规则的节奏，称为心律失常，这可能导致猝死。从正常节律到心律失常的转变是心脏中从规则电波传导到不规则或湍流波传导的转变，因此该医学问题也是物理和数学问题。在上个世纪，临床、实验和理论研究表明，动力学理论在理解正常心律和致死性心律失常的发生机制中起着基础性作用。在这篇文章中，我们详细总结了心脏中发生的非线性和随机动力学及其与正常心脏功能和心律失常的联系，通过整合从分子（微观）尺度到细胞器（介观）尺度，到细胞，组织和器官（宏观）尺度的动力学提供了一个整体的观点。我们讨论了现有的问题和挑战是等待解决的，以及如何多尺度数学建模和非线性动力学可能有助于解决这些问题。
In a normal human life span, the heart beats about 2 to 3 billion times. Under diseased conditions, a heart may lose its normal rhythm and degenerate suddenly into much faster and irregular rhythms, called arrhythmias, which may lead to sudden death. The transition from a normal rhythm to an arrhythmia is a transition from regular electrical wave conduction to irregular or turbulent wave conduction in the heart, and thus this medical problem is also a problem of physics and mathematics. In the last century, clinical, experimental, and theoretical studies have shown that dynamical theories play fundamental roles in understanding the mechanisms of the genesis of the normal heart rhythm as well as lethal arrhythmias. In this article, we summarize in detail the nonlinear and stochastic dynamics occurring in the heart and their links to normal cardiac functions and arrhythmias, providing a holistic view through integrating dynamics from the molecular (microscopic) scale, to the organelle (mesoscopic) scale, to the cellular, tissue, and organ (macroscopic) scales. We discuss what existing problems and challenges are waiting to be solved and how multi-scale mathematical modeling and nonlinear dynamics may be helpful for solving these problems.
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影响因子：
64.8
作者：
AGLADZE, KI;KRINSKY, VI
通讯作者：
KRINSKY, VI
DOI：
10.1073/pnas.262372999
发表时间：
2002-12-24
影响因子：
11.1
作者：
Alseikhan, BA;DeMaria, CD;Yue, DT
通讯作者：
Yue, DT
DOI：
10.1073/pnas.0307156101
发表时间：
2004-03-30
影响因子：
11.1
作者：
Aon, MA;Cortassa, S;O'Rourke, B
通讯作者：
O'Rourke, B
DOI：
10.1016/s0735-1097(96)00588-8
发表时间：
1997-03-15
影响因子：
24
作者：
Asano, Y;Davidenko, JM;Jalife, J
通讯作者：
Jalife, J
DOI：
10.1152/ajpheart.00944.2005
发表时间：
2007-01-01
影响因子：
4.8
作者：
Baher, Ali;Qu, Zhilin;Weiss, James N.
通讯作者：
Weiss, James N.