Journal of The Royal Society Interface· 2026Q1
Heterojen uyarılabilir ortamlarda spiral dalgaların optimal kontrolü: lokalize optogenetik inhibisyonun mononik olmayan etkinliği
Optimal control of spiral waves in heterogeneous excitable media: non-monotonic efficacy of localized optogenetic inhibition
- 1atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Lokalize optogenetik inhibisyon, heterojen uyarılabilir ortamlarda spiral dalgaları sonlandırmada mononik olmayan bir etkinlik gösterir; alanın %40-70'ini kapsayan optimal bir pencere yok etme etkinliğini en üst düzeye çıkarır.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Lokalize optogenetik inhibisyon, aydınlatılan alan ile spiral dalga sonlandırma etkinliği arasında mononik olmayan bir ilişki sergiler.
- Difüz fibrozis sürüklenme yoluyla sonlandırmaya yardımcı olurken, fokal fibrozis spiral dalgaları sabitler ve daha geniş aydınlatma gerektirir.
- Optimal bir aydınlatma penceresi (%40-70 alan kapsama), uyarılabilir alanı değiştirerek ve spiral sürüklenmeyi kısaltarak spiral dalga yok etme işlemini en üst düzeye çıkarır.
- Aşırı alt-küresel aydınlatma, geometrik sınırlama nedeniyle paradoksal olarak spiral dalga kalıcılığını uzatabilir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Structural heterogeneity stabilizes spiral waves in excitable media, yet how its spatial architecture, ranging from diffuse interstitial deposition to focal scar patterns, modulates the efficacy of localized optogenetic control remains poorly understood. Using a two-dimensional computational model of human atrial tissue expressing the inhibitory opsin GtACR1, we systematically evaluated spiral wave termination across fibrosis coverage from 0 to 100%, two distinct spatial patterns, and various illumination strategies, including varied coverage, intensity profiles and low-intensity periodic stimulation. We identify a robust non-monotonic dependence of termination efficacy on illuminated area, with distinct dynamical origins for diffuse and focal fibrosis. Diffuse heterogeneity promotes efficient termination via drift toward tissue boundaries, while focal fibrosis strongly anchors the spiral core and requires substantially broader illumination for effective suppression. An optimal window covering 40-70% of the domain maximizes annihilation efficiency by reshaping the functional excitable domain and shortening the spiral core's drift path to the boundary. Excessive sub-global coverage paradoxically prolongs persistence via narrow-strip geometric confinement. Wavefront fragment collisions in focal fibrosis make only a minor, non-essential contribution to this non-monotonic response. This optimal window remains robust across varied biophysical, conduction and structural parameters, revealing a general principle for low-energy pattern control in disordered excitable media.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of The Royal Society Interface, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Hücresel ve Moleküler Sinirbilim
Cellular and Molecular NeuroscienceNeuroscience