Irreguläre Erregungszustände in Reaktions-Diffusions-Systemen als Folge wechselseitiger Störung von Erregungszentren und räumlicher Inhomogenitäten

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Ein besseres Verständnis der Entstehung irregulärer, fibrillatorischer Zustände in Reaktions-Diffusions-Systemen ist von grundlegender Bedeutung für eine Vielzahl von Anwendungen in der Physik, Chemie, Biologie und insbesondere der Physiologie zur Erklärung des Auftretens von Vorhof- und Kammerflimmern im Herzen. In diesem Vorhaben soll untersucht werden, welche Rolle die gegenseitige Störung von aufeinander treffenden Wellenfronten verschiedener Erregungszentren im Zusammenspiel mit räumlichen Inhomogenitäten bei der Entstehung von Flimmerzuständen spielen. Die Untersuchungen werden theoretisch auf Grundlage etablierter Reaktions-Diffusions-Modelle durchgeführt mit einem Schwerpunkt auf einem der atrialen Elektrophysiologie angepassten Modell zur Untersuchung irregulärer Erregungszustände im Vorhof. Synchronisationseigenschaften und die Irregularität quantifizierende Entropien der Erregungsmuster sollen mit entsprechenden Größen aus Zeitreihenanalysen intra-atrialer Elektrokardiogramme während Vorhofflimmern im Herzen verglichen werden, um die physiologische Relevanz der Mechanismen zu prüfen.