Фамилия Имя Отчество	Должность, ученая степень и звание	ORCID, ключевые слова	Телефон рабочий	E-mail
	Соловьева Ольга Эдуардовна	зав. лаб., д.ф.-м.н. профессор	биофизика, физиология сердца, математическое моделирование, кардиология, прикладная математика, вычислительная физиология, компьютерная математика, математическая биология	+7(343) 374-00-70	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Кацнельсон Леонид Борисович	вед.н.с. д.ф.-м.н.	биофизика мышечных сокращений, биомеханика миокарда, электромеханическое сопряжение и механо-электрические обратные связи в сердечной мышце, математическое моделирование	+7(343) 362-34-65	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Балакина-Викулова Наталия Алексеевна	ст.н.с., к.ф.-м.н.	математические модели сердечной мышцы; электромеханическое сопряжение и механоэлектрические обратные связи в сердце	+7(343) 362-34-77	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Коновалов Павел Владимирович	ст.н.с., к.б.н.	возбудимые среды, спиральная волна; трехмерные вихри; сердечная мышца; связь возбуждения-сокращения; электромеханическая математическая модель; механоэлектрическая обратная связь	+7(343) 362-34-77	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Курсанов Александр Геннадьевич	ст.н.с., к.ф.-м.н.	биофизические модели сердечной мышцы, электромеханическое сопряжение в сердечной ткани, межклеточное взаимодействие в миокарде	+7(343) 362-34-41	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Чумарная Татьяна Владиславовна	ст.н.с., к.б.н.	Клинико-физиологические исследования сердца, эхокардиография, функциональная геометрия левого желудочка сердца, информационные модели прогноза, биостатистика	+7(343) 362-34-41	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Мангилева Дарья Владимировна	м.н.с.	математическое моделирование, 3D модели сердца, обработка изображений	+7(343) 362-00-61	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
	Нестерова Татьяна Михайловна	м.н.с.,	модели электрофизиологии кардиомиоцитов, популяции моделей, старение, кардиомиоциты предсердий, хроническая фибрилляция предсердий, дофетилид	+7(343) 362-00-61	Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Исследования лаборатории математической физиологии ИИФ УрО РАН выполняются в рамках государственного задания по теме: "Экспериментальное и теоретическое исследование интеграции механизмов регуляции функции сердечной мышцы от молекул до органа в норме и при патологии" (Регистрационный номер НИОКТР №АААА-А18-118020590031-8), 2013-2021 гг.

• математическое моделирование электромеханического сопряжения в неоднородном миокарде на клеточном, тканевом и органном уровне с учетом механо-электрических, механо-кальциевых и механо-метаболических обратных связей (одномерные, двумерные, трехмерные модели миокардиальной ткани);
• математическое моделирование нарушений сократительной функции миокарда при различных патологиях сердца, в т.ч. при ишемии, инфаркте и сердечной недостаточности;
  • математическое моделирование функции сердца при возрастных изменениях;
• популяционное моделирование изменений электрической активности кардиомиоцитов предсердия, вызванных старением, хронической фибрилляцией предсердий и действующими веществами (дофетилидом).
• исследование механизмов регуляции кальцием вызванного высвобождения кальция в рамках биофизических моделей суб-клеточного и клеточного уровня;
• клинико-физиологическое исследование функции сердца в норме, при сердечно-сосудистой патологии с различной степенью выраженности нарушений электрической и сократительной функции и геометрического ремоделирования сердца.

Важнейшие результаты

Разработаны математические модели сократительной функции миокарда на разных уровнях его организации: от клетки до целого желудочка.

Совместно с коллегами из лаборатории электрофизиологии Д. Нобла из Оксфордского Университета разработана модель «Екатеринбург-Оксфорд» электромеханического сопряжения (ЭМС) в кардиомиоцитах (Sulman ea, Bul. Math. Biol, 2008). Ключевым элементом модели являются механизмы кооперативности регуляторных и сократительных белков, объясняющие широкий спектр механо-электрических и механо-кальциевых обратных связей в миокарде. Эта модель использована для анализа нарушений сердечного ритма и механической функции при перегрузке кардиомиоцитов кальцием (Sulman ea, Bul. Math. Biol, 2008; Katsnelson ea, J. Theor. Biol. 2011).

Модификации, внесённые в рамках математических моделей в концепцию кооперативности регуляторных и сократительных белков, позволили снять противоречия, имевшиеся между проявлениями этой кооперативности в экспериментах на интактных препаратах миокарда, с одной стороны, и скинированной сердечной мышц, с другой (Shikhaleva ea, Computing in Cardiology, 2015; Докучаев и др., Биофизика, 2016).

Одним из важных результатов исследований последних лет было создание видоспецифических моделей кардиомиоцитов и миокардиального волокна на основе переработанной модели "Екатеринбург-Оксфорд" - например, модели ЭМС в эндо- и эпи- клетках левого желудочка морской свинки (Khokhlova ea, J.Physiol. Sci., 2017), в кардиомиоцитах крысы (Katsnelson ea, Comp in Cardiol, 2018) и человека (Balakina-Vikulova ea, J Physiol Sciences. 2020). В 2018-2020 гг. были опубликованы новые результаты экспериментально-теоретического исследования, проведённого в сотрудничестве с физиологами, изучающими механо-кальциевые обратные связи на изолированных кардиомиоцитах мышей, и посвящённого трансмуральной неоднородности кардиомиоцитов в стенке желудочка (Khokhlova ea, J Mol Cell Cardiol, 2018, Khokhlova ea, Frontiers in Physiol, 2020).

С использованием методов популяционного моделирования исследовано влияние старения на электрическую функцию кардиомиоцитов предсердия (Nesterova ea, Bio Web Conf, 2020). В построенных популяциях математических моделей воспроизводятся экспериментальные данные по возрастному изменению амплитуды, уровня плато и длительности потенциала действия, амплитуды кальциевого перехода. Проведённое моделирование воздействия на данные популяции антиаритмического препарата III класса — дофетилида показало, что чувствительность к дофетилиду у здоровых людей с возрастом снижается. Разработаны модели, описывающие особенности ионной динамики и процессов генерации потенциала действия в клетках водителя сердечного ритма при старении, а также в онтогенезе (Markov& Ryvkin, USBEREIT, 2019).

На основе клеточных моделей построены модели механической и электрической активности многоклеточного миокарда на разных уровнях: от одиночного волокна (Vikulova ea, J. Math. Biol., 2016; Khokhlova ea, Comp. in Biol. Medicine, 2017) - до целого левого желудочка (ЛЖ) (Pravdin ea, PLoS ONE, 2014; Pravdin ea, Mathematics. 2020).
Разработаны модели динамики ионов кальция в сердечных клетках, учитывающие сложную структуру внутриклеточной кальций-высвобождающей системы, позволяющие детально описать процессы, связанные с процессами высвобождения кальция в сердечных клетках (Markov& Ryvkin, USBEREIT, 2020).

Впервые проведена оценка количественных показателей пространственно-временной неоднородности кинетики стенки левого желудочка сердца и описаны динамические изменения индексов формы левого желудочка во время сердечного цикла в норме и при разных видах сердечно-сосудистой патологии, в частности при ишемической болезни сердца, дилатационной кардиомиопатии, при ортотопической трансплантации сердца, позволившие сформулировать представление о новой физиологической характеристике – функциональной геометрии сердца. Проведена оценка показателей функциональной геометрии сердца в онтогенезе.

Научное сотрудничество

• Department of Physiology, Anatomy and Genetics, University of Oxford, UK;
• The Institute for Experimental Cardiovascular Medicine, Freiburg, Germany;
• Ghent University, Department of Physics and Astronomy, Belgium;
• Thomas J. Watson Research Center, IBM, USA;
• Okayama University, Japan; Asahikawa Medical University, Department of Physiology, Japan;
• École Polytechnique, France;
• Уральский федеральный университет им. первого Президента РФ Б.Н. Ельцина, Научная лаборатория ”Математическое моделирование в физиологии и медицине с использованием суперкомпьютерных технологий”, Екатеринбург;
• Областная клиническая больница (ОКБ) №1, Екатеринбург;
• Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения РФ, Екатеринбург;
• Уральский научно-исследовательский институт охраны материнства и младенчества МЗ РФ, Екатеринбург;
• Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург;
• Институт математики и механики РАН, Екатеринбург;
• Институт механики МГУ, Москва;
• Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева Российской академии медицинских наук, Москва;
• Институт физиологии Коми НЦ, Сыктывкар;
• Суперкомпьютер «УРАН» ИММ УрО РАН;
• Вычислительный кластер УрФУ.