Cellular cardiac electrophysiology modeling with Chaste and CellML
Notice bibliographique
Résumé
Chaste is an open-source C++ library for computational biology that has well-developed cardiac electrophysiology tissue simulation support. In this paper, we introduce the features available for performing cardiac electrophysiology action potential simulations using a wide range of models from the Physiome repository. The mathematics of the models are described in CellML, with units for all quantities. The primary idea is that the model is defined in one place (the CellML file), and all model code is auto-generated at compile or run time; it never has to be manually edited. We use ontological annotation to identify model variables describing certain biological quantities (membrane voltage, capacitance, etc.) to allow us to import any relevant CellML models into the Chaste framework in consistent units and to interact with them via consistent interfaces. This approach provides a great deal of flexibility for analysing different models of the same system. Chaste provides a wide choice of numerical methods for solving the ordinary differential equations that describe the models. Fixed-timestep explicit and implicit solvers are provided, as discussed in previous work. Here we introduce the Rush-Larsen and Generalized Rush-Larsen integration techniques, made available via symbolic manipulation of the model equations, which are automatically rearranged into the forms required by these approaches. We have also integrated the CVODE solvers, a 'gold standard' for stiff systems, and we have developed support for symbolic computation of the Jacobian matrix, yielding further increases in the performance and accuracy of CVODE. We discuss some of the technical details of this work and compare the performance of the available numerical methods. Finally, we discuss how this is generalized in our functional curation framework, which uses a domain-specific language for defining complex experiments as a basis for comparison of model behavior.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».