Публикации

Языково-ориентированный подход становится все более популярным при разработке информационных систем, однако существующие DSM-платформы, реализующие эту парадигму, имеют существенные ограничения, включающие недостаточные выразительные возможности моделей, используемых для реализации редакторов визуальных моделей для сложных предметных областей, и ограниченные возможности для трансформации визуальных моделей. Визуальные языки обычно основаны на графовых моделях, однако используемые типы графов имеют определенные ограничения, такие как недостаточная выразительность, сложность представления моделей большой размерности, а также трудоёмкость выполнения операций. Для создания инструмента, не имеющего описанных выше ограничений, необходима разработка новой формальной модели. HP-графы могут стать решением данной проблемы. Имеется не только возможность создавать новые визуальные языки для различных предметных областей на их основе, но и разработать эффективные алгоритмы для выполнения различных операций над моделями, построенными с использованием этих языков. В статье дано определение HP-графа, а также приведено обоснование выразительной мощности предложенной модели, описаны основные операции для HP-графов. Выбранный графовый формализм объединяет возможности различных типов графов для представления визуальных моделей и позволяет создать на его основе гибкий редактор моделей для DSM-платформы, реализовать эффективные алгоритмы выполнения операций, в частности, трансформации моделей.

Понимание нейрональных механизмов восстановления двигательных функций после инсульта необходимо для выбора оптимальных терапевтических и реабилитационных подходов. Одним из широко используемых, но в тоже время неоднозначных МРТ маркеров является так называемая очаговая нагрузка на кортикоспинальный тракт (КСТ). Этот показатель соответствует объему перекрытию очага и КСТ, который отвечает за проведение сигналов, связанных с моторной деятельностью. В этом исследовании мы проанализировали, может ли очаговая нагрузка на КСТ успешно объяснить двигательное восстановление в группе пациентов с хроническим ишемическим инсультом. Очаги инсульта были автоматически идентифицированы на структурных T1- взвешенных изображениях с использованием пакета LINDA. Далее объем перекрытия очага инсульта и КСТ были рассчитаны автоматически с использованием программного пакета PALS (Ito et al., 2018). Полученные результаты были использованы для классификации пациентов по трём группам двигательного восстановления с использованием дерева решений J48 из программного обеспечения WEKA. Однако точность классификации была намного ниже по сравнению с результатами классификации, основанными на другом широко используемом МРТ параметре: асимметрии фракционной анизотропии во внутренней капсуле КСТ.

Уровень развития внимания в детском и подростковом периодах во многом определяет эффективность рабочей памяти на протяжении всей дальнейшей жизни. Ранее была обнаружена связь внимания с префронтальными и теменными участками коры головного мозга человека. Однако подобные связи с плотностью белого вещества изучены слабо. Цель работы – выявление связи между уровнем внимания и показателями фракционной анизотропии (ФА) диффузионной МРТ (отражающими уровень миелинизации) в двусторонних верхнем продольном пучке (и его сегментах SLF I-III), дугообразном пучке (AF), а также в мозолистом теле (CC) у детей и подростков. Испытуемые: 14 детей (9–11 лет) и 13 подростков (12–15 лет). Для установления соответствия между набором цветов на экране и цветовым набором на предыдущем слайде применялся тест с шестью уровнями сложности (n=1-6). Для каждого уровня измерялась точность выполнения задания (m-оценка) и время реакции (RТ). В детской группе корреляционный анализ выявил повышение m и сокращение RТ при увеличении ФА СС (1, 2 и 3 уровни) (р <0,05). При возрастании ФА в правом SLF 3 (6 уровень), напротив, выявлено снижение m, а при росте ФА левых SLF 3 и AF – повышение RТ для 2,3,4 и 6 уровней (р <0,05). У подростков, наоборот, при повышении ФА в двустороннем SLF 3 (6 уровень) и левом AF (4 уровень) отмечалось снижение RТ, что отражает перераспределение ролей между нервными трактам с возрастом. В этой же группе значения ФА левого (2 уровень) и правого (1 уровень) SLF 2 отрицательные коррелировали с m (р <0,05). Отдельно для лиц женского пола (n=13) (без учета возраста) корреляционный анализ выявил только снижение m (2,3,5 уровни) и только увеличение RТ (2 уровень) при росте ФА в правом SLF 1, левом и правом SLF 2, в левом SLF 3 и СС (р <0,05). В мужской (n=13) группе, наоборот, установлены прямые связи между m и ФА в СС (1,3,4 уровни) и в левом SLF 1 (5 уровень), а также обратные связи между RТ и ФА этих же пучков (1 уровень) (р <0,05). Интересно, что увеличение ФА с возрастом выявлено у лиц мужского пола во всех исследуемых компонентах белого вещества (р <0,01), кроме СС, а у лиц женского пола, напротив, – только в СС. Для полного понимания влияния белого вещества на становление функции внимания необходимы дальнейшие исследования с учетом пола.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) является важным инструментом для неинвазивного in vivo изучения развития белого вещества головного мозга. Так, например, использование диффузионной МРТ позволяет оценить ряд важных параметров, отражающих различные микроструктурные свойства проводящих путей белого вещества, а также провести их трехмерную реконструкцию. Использование таких новых материалов, как миелиновая фракция воды или макромолекулярная протонная фракция, позволяет исследовать процессы миелинизации головного мозга. В работе представлены два различных подхода на основе данных МРТ, используемых для анализа состояния белого вещества.

Рассматривается задача создания программной системы, предназначенной для управления устройствами Интернета вещей (IoT), киберфизических систем (CPS) интеллектуальных зданий, производств или городской среды. Предлагается архитектурный подход к проектированию программного обеспечения, основанный на использовании типовых решений - структурных и поведенческих паттернов. Адаптация шаблонов на предметную область CPS приводит к появлению новых методов оперативного создания программных сервисов, в том числе с открытым исходным кодом, обладающих высокой устойчивостью, интероперабельностью и возможностью модификации. Разработанное с использованием паттернов ПО может применяться в качестве прототипа системы управления «умным» офисом - помещением с интегрированными подсистемами: контроль климата, пожарная безопасность и контроль протечек, управление освещением, управление мультимедиа, контроль и управление доступом, взаимодействие с клиентами, автоматизация процессов аренды и т.п.

Открытое овальное окно (ООО) является важной причиной эмболического криптогенного инсульта (ЭКИ) у молодых пациентов. Главным механизмом при этом служит парадоксальная эмболия (ПЭ), в основе которой лежит праволевый шунт (ПЛ-шунт). Цель исследования – сравнительная характеристика пациентов, перенесших ЭКИ, с наличием и отсутствием ПЛ-шунта по данным транскраниальной допплерографии с пузырьковой пробой (ТКДГ-ПП).

Рассматриваются научно-прикладные аспекты проектирования алгоритмического и программного обеспечения киберфизической системы (cyber-physical system, CPS) здания. CPS здания является базовым элементом ИТ-архитектуры SmartCity и представляет собой множество интегрированных в помещение устройств управления системами жизнеобеспечения, средств связи и вычислительных средств, необходимых и достаточных для реализации пользовательских сервисов. В киберфизической системе здания всё оборудование и подсистемы объединяются в экосистему для повышения уровня комфорта и безопасности, а также снижения издержек на его эксплуатацию и экономию ресурсов. Исследуются требования к программному обеспечению (ПО) CPS здания. Представлены группы паттернов проектирования, использование которых на практике существенно сокращает время на программирование и настройку элементов CPS здания, повышает интероперабельность разрабатываемых информационных приложений. Уделяется внимание алгоритмам работы ПО CPS в условиях применения «Интернета вещей» (IoT). Используя предложенные шаблоны, разработчики ПО смогут оперативно формировать новые сервисы, их оперативно интегрировать и сопровождать. Представленные в исследовании паттерны наиболее эффективны при реализации сервисов управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками и электроприборами, а также такими системами, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа, контроль протечек воды, аудио- и видеотехника. Шаблоны проектирования архитектур ПО CPS могут быть востребованы производителями систем и сервисов управления частными или многоквартирными жилыми домами, разработчиками ПО систем автоматизации объектов коммерческой недвижимости и государственных организаций, разработчиками и администраторами ПО производственных сооружений, объектов агропромышленного комплекса. Исследование выполнено в рамках приоритетного направления развития науки Пермского филиала НИУ ВШЭ «Исследование методов управления в киберфизических системах».

Оценка эффекта от воздействия на индивидуальном уровне необходима во многих областях знаний от медицины до маркетинга. Действительно, общество выиграет, если будет возможность определять, на кого подействует какое-либо лекарство. А при отправлении рассылки только тем людям, которых интересует конкретный товар, уменьшится количество спама и снизятся издержки рекламной кампании. В главе рассматриваются существующие методы оценки эффекта от воздействия на индивидуальном уровне и показывается на основе компьютерного эксперимента необходимость создания новых эффективных методов в этой области знаний.