by Shawn A. Means, Mathias W. Roesler, Amy S. Garrett, Leo Cheng, Alys R. Clark
Multi-scale mathematical bioelectrical models of organs such as the uterus, stomach or heart present challenges both for accuracy and computational tractability. These multi-scale models are typically founded on models of biological cells derived from the classic Hodkgin-Huxley (HH) formalism. Ion channel behaviour is tracked with dynamical variables representing activation or inactivation of currents that relax to steady-state dependencies on cellular membrane voltage. Timescales for relaxation may be orders of magnitude faster than companion ion channel variables or phenomena of physiological interest for the entire cell (such as bursting sequences of action potentials) or the entire organ (such as electromechanical coordination). Exploiting these time scales with steady-state approximations for relatively fast-acting systems is a well-known but often overlooked approach as evidenced by recent published models. We thus investigate feasibility of an extensive reduction of order for an HH-type cell model with steady-state approximations to the full dynamical activation and inactivation ion channel variables. Our effort utilises a published comprehensive uterine smooth muscle cell model that encompasses 19 ordinary differential equations and 105 formulations overall. The numerous ion channel submodels in the published model exhibit relaxation times ranging from order 10−1 to 105 milliseconds. Substitution of the faster dynamic variables with steady-state formulations demonstrates both an accurate reproduction of the full model and substantial improvements in time-to-solve, for test cases performed. Our demonstration here of an effective and relatively straightforward reduction method underlines the particular importance of considering time scales for model simplification before embarking on large-scale computations or parameter sweeps. As a preliminary complement to more intensive reduction of order methods such as parameter sensitivity and bifurcation analysis, this approach can rapidly and accurately improve computational tractability for challenging multi-scale organ modelling efforts.
Bongo Cat, still one of the biggest games on Steam, gets even bigger with multiplayer: You can now have up to 100 cats on your screen at once, all of them happily bapping away as their owners type
War Thunder Mobile празднует 2-ю годовщину с новым режимом и подарками
Список лучших PvE-питомцев для фарма в Etheria: Restart
Samsung has announced the world's first 500 Hz OLED monitor, but it's the new 5K2K panel that's got my wallet twitching
Рядом с Marins Park Hotel Новосибирск пройдёт фестиваль «ТехноАрт 2025»
Психолог Юлия Тарибо: как понять, что вы нравитесь парню
5 летних трендов российского сегмента гостеприимства
ИИ MICROSOFT ВОЗВЕСТИЛ О ПРИХОДЕ ГЛАВНОГО РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ! ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ ПОМОГАЮТ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!
Бульвар Полуденный частично останется без электричества: в Симферополе, Евпатории, Алуште, Ялте, Керчи, Джанкое, Феодосии и Севастополе отключат свет 18 августа
Какие бургеры лучше заказывать с доставкой?
Преимущества работы с агентством недвижимости: услуги, этапы
Институт проблем биорегуляции презентовал решения для репродуктивного здоровья на фестивале “Здорово на все 100”
Дерматолог Энгельгардт перечислила продукты, из-за которых обостряются все кожные проблемы
ИИ MICROSOFT ВОЗВЕСТИЛ О ПРИХОДЕ ГЛАВНОГО РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ! ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ ПОМОГАЮТ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!
Первый фестиваль воздухоплавания «Соленый ветер Оренбуржья» пройдет в Соль-Илецке 22-24 августа