Организм состоит из математических уравнений

ИВТ СО РАН

Математика помогает создать модель системы человеческого организма, чтобы потом «протестировать» на ней новые лекарства

Анна Воробьева

23 января, 2018 14:21

2 мин

Специалисты из лаборатории биоинформатики Института вычислительных технологий СО РАН работают над созданием программного обеспечения для создания моделей организма человека и его частей, например, сердечно-сосудистой системы, венозной либо артериальной системы и так далее.

Модели заболевания, разрабатываемые российскими учеными, основываются на экспериментальных количественных данных.

«Математическая модель каждой подсистемы в организме чаще всего представляет собой набор дифференциальных, реже — алгебраических уравнений», — рассказал научный сотрудник ИВТ СО РАН кандидат физико-математических наук Илья Киселев.

Он пояснил, что значения параметров берутся из уже существующих моделей или модифицируются для соответствия особенностям реального организма. Для этого используются различные постановки и методы решения обратных задач.

Алгоритмы позволяют рассчитать значения, которые нельзя узнать непосредственно у человека, такие как общее периферическое сопротивление сосудов, их жесткость, ударный и минутный объем сердца. В результате реально предсказать параметры, которые влияют на степень воздействия лекарства, реакцию организма на физическую нагрузку или другие условия.

Сейчас ученые ИВТ СО РАН исследуют воздействие на «организм» «Алискирена», предназначенного для лечения артериальной гипертонии.

«Медики предоставляют нам данные о пациентах, ИМ СО РАН разрабатывает модели сосудистого русла, а мы объединяем ее с другими моделями — сердца, почки, вплоть до отдельных клеток», - цитирует «Наука в Сибири» слова Киселева.

На данный момент ученым удалось сгенерировать виртуальную популяцию на основе базы данных медицинских обследований и сопоставить модельные и реальные значения систолического и диастолического давления.

Эти показатели оказались хорошо предсказуемы построенной учеными из ИВТ СО РАН моделью.

Важность научной работы в том, что разрабатываемые модульные модели сердечно-сосудистой системы из нескольких частей могут открыть новые возможности по персонализации лечебных процессов.