Modelado matemático y simulación espectral de enfermedades genéticas en el corazón humano

Abstract

Los objetivos de la presente tesis pueden ser resumidos en tres categorías principales: 1,- La creación de un nuevo modelo celular, computacionalmente eficiente por lo suficientemente flexible como para reproducir con precisión las propiedades eléctricas de lso miocitos del corazón, tanto en condicones sanas como patológicas, 2,- El desarrollo e implementación de métodos computaciones de orden elevado (métodos espectrales) para la simulación de la actividad eléctrica del corazón, incorporando a este tipo de métodos la geometría irregular del músculo cardiaco. 3,- Aplicaciones electrofisiológicas prácticas, como el modelado y caracterización de enfermedades genéticas capaces de producir muerte cardiaca repentina. En la primera parte dela tesis, centrada en el modelado matemático en electrofisiología, se presenta un nuevo modelo mínimo capaz de reproducir con exactitud las propiedades eléctricas del os ventrículos humano, así como una comparación exhaustiva de los distintos modelos matemáticos existentes para tal fin. Una vez validado, el modelo matemático es empleado para caracterizar el Síndrome de Brugada, enfermedad genética asociada a disfunciones por mutación de los canales de sodio en el corazón y humano y responsable entre el 4 y el 12% del total de muertes súbitas en humanos. La segunda parte de la tesis abarca la aplicación de métodos espectrales en el campo de la electrofisiología computaciones, así como la extensión de este tipo de métodos numéricos a problemas caracterizados por su definición en dominios irregulares, como la geometría inherente al músculo cardiaco.