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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
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード CCS2021-31

研究会情報
研究会 CCS  
開催期間 2021-11-18 - 2021-11-19 
開催地(和) 大阪大学 
開催地(英) Osaka Univ. 
テーマ(和) 一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 CCS 
会議コード 2021-11-CCS 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 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 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Energy efficient control of bursts' rhythm in a mathematical model of the pancreatic beta cell 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 膵β細胞 / Pancreatic beta-cell  
キーワード(2)(和/英) 数理モデル / Mathematical model  
キーワード(3)(和/英) 機能不全 / Dysfunction  
キーワード(4)(和/英) オンデマンド / On-demand  
キーワード(5)(和/英) エネルギー効率 / Energy efficient  
キーワード(6)(和/英) カオス制御 / Control of chaos  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 小山 慧太 / Keita Koyama / コヤマ ケイタ
第1著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 安東 弘泰 / Hiroyasu Ando / アンドウ ヒロヤス
第2著者 所属(和/英) 東北大学/筑波大学 (略称: 東北大/筑波大)
Tohoku University/University of Tsukuba (略称: Tohoku Univ./Univ. of Tsukuba)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤原 寛太郎 / Kantaro Fujiwara / フジワラ カンタロウ
第3著者 所属(和/英) 東京大学 (略称: 東大)
University of Tokyo (略称: Univ. of Tokyo)
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講演者 第1著者 
発表日時 2021-11-19 13:25:00 
発表時間 25分 
申込先研究会 CCS 
資料番号 CCS2021-31 
巻番号(vol) vol.121 
号番号(no) no.253 
ページ範囲 pp.79-83 
ページ数
発行日 2021-11-11 (CCS) 


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