講演抄録/キーワード |
講演名 |
2021-11-19 13:25
膵β細胞の数理モデルにおけるバーストの効率的な律動化 ○小山慧太(筑波大)・安東弘泰(東北大/筑波大)・藤原寛太郎(東大) CCS2021-31 |
抄録 |
(和) |
膵β細胞のバースト発火のダイナミクスはインスリン分泌の機能と相関していることが知られており, 正常な発火ダイナミクスを保つことはその機能維持の観点からも重要である.正常な膵β細胞は周期的なバースト発火を示す一方で,2型糖尿病患者のような機能不全の膵β細胞はバースト発火のタイミングが不規則となる.本研究では, まず単一膵β細胞の数理モデルを用いて機能不全細胞の挙動を再現する. これに対して,カオス制御の方法論を用いたオンデマンド電気刺激によって,バーストの律動化を実現する方法論を検討した.その結果,フィードバック入力によるバーストの律動化をシミュレーションにより確認し,さらに, より小さいエネルギーで効率的に律動回復を行える入力タイミングも検証した.これらの結果は,カオス制御の方法論によってインスリン分泌機能の改善を促す可能性を示唆しており,2型糖尿病治療に貢献する可能性がある. |
(英) |
Bursting activity of pancreatic beta cells are correlated with the function of insulin secretion. While normal pancreatic $beta$-cells show periodic bursting, the bursting activity becomes irregular in dysfunctional pancreatic $beta$-cells of type 2 diabetic patients. In this study, we reproduced the dynamics of dysfunctional pancreatic $beta$-cells using a mathematical model and investigated it in terms of the energy efficient control of burst's rhythm. The control method is considered for on-demand electrical stimulation in terms of the methodology of chaos control. As a result of numerical simulations, the bursts are controlled in periodic rhythm by a feedback input. In addition, we have found input timings that induce energy efficient control of bursts' rhythm. These results suggest that chaos control may improve the function of insulin secretion, which may contribute to the treatment of type 2 diabetes. |
キーワード |
(和) |
膵β細胞 / 数理モデル / 機能不全 / オンデマンド / エネルギー効率 / カオス制御 / / |
(英) |
Pancreatic beta-cell / Mathematical model / Dysfunction / On-demand / Energy efficient / Control of chaos / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 121, no. 253, CCS2021-31, pp. 79-83, 2021年11月. |
資料番号 |
CCS2021-31 |
発行日 |
2021-11-11 (CCS) |
ISSN |
Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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CCS2021-31 |