你可能听过"心跳漏拍"这个浪漫比喻，但现实中不规律的心跳会引发健康风险。根据美国国立卫生研究院（NIH）数据，心房颤动（AF）是最常见的心律失常类型，会逐渐恶化为永久性病变，是可预防的缺血性中风首要诱因。俄亥俄州立大学生物医学工程系研究员Nicolae Moise正利用美国国家超级计算应用中心（NCSA）和俄亥俄超级计算机中心（OSC）的高性能计算资源，研究AF的长期演变过程。相关成果发表于《JACC：临床电生理学》。
AF是指心脏上腔（心房）与下腔（心室）不同步收缩的心律异常。这种最初偶发的现象会随着时间推移变为永久性病变。Moise采用心脏电生理模型，研究短时（毫秒至秒级）心电活动如何引发心脏组织的长期（数日至数月）变化。他透露："我们完成了迄今为止最长的心电模拟，连续模拟24小时2D心电活动。"
通过CUDA代码在NCSA Delta超级计算机的NVIDIA GPU上运行，该团队实现了250倍的计算加速。Moise解释说："如果使用普通电脑完成最长达一周的模拟，需要耗费数年时间。"
研究发现心房颤动时心脏细胞为维持钙平衡产生的适应性变化，反而导致持续性心律失常。这种恶性循环使更多心细胞改变特性，最终导致永久性心律异常。该发现印证了早期干预的重要性，研究团队首次建立心房颤动从诱发到长期进展的完整模型。
"这项工作开创了心脏电生理模拟的新维度，"Moise强调，"不仅适用于窦房结功能障碍或心肌梗死后心律失常等疾病研究，更首次实现通过调控细胞内环境来测试治疗方案的可能。"
未来研究将在此模拟框架中引入治疗干预，并通过实验验证理论模型。此前相关成果已发表在《生物物理杂志》。
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