ITaS

Information Technology and Systems - 2014
An IITP RAS Conference & School 
September, 1-5, Nizhny Novgorod, Russia

Proceedings. ISBN 978-5-901158-25-8

»“и—
Russian | English

 

 

Subsribe

 

Organizers

IITP RAS

STRADO

 

Partners

 



A B C D E F G H I K L M N O P R S T U V X Y Z


A

Abdulkareem Abdulla
Husham J. Mohammed, Abdulkareem Abdulla, Ramzy Salim Ali
UWB Optimization of H-Slot Monopole Antenna using new optimizer software based on multiobjective firefly algorithm Download paper
Abstract: An efficient multi-object evolutionary algorithm is described for optimizing frequency and time-domain characteristics of antennas based on a new software (Antenna Optimizer) created by Matlab GUI environment. This software makes a link with CST Microwave studio where the electromagnetic analysis of antenna is realized. To verify this software, compact and novel printed monopole antenna is optimized for ultra wideband (UWB) applications. Two objective functions are introduced; the first function intends to increase the impedance bandwidth, and second function generates dual-band operation. The two functions operate in the range (3.2-10.6)GHz and depend on the return loss. Therefore, the obtained results provide a set of proper design for UWBand multiband wireless communication. The bandwidth is increased 7.5GHz with two bands of resonance frequencies 3.777 GHz and 7.711GHz.

Arseniy Akopyan
Alexey Balitskiy, Roman Karasev, Arseniy Akopyan, Anastasia Sharipova
Elementary Results in non-Reflexive Finsler Billiards Download paper
Abstract: We apply the technique of Karoly Bezdek and Daniel Bezdek to study the billiards in convex bodies with non-reflexive Finsler/Minkowski norm, give elementary proofs of some known results and prove an estimate for the shortest closed billiard trajectory, related to the non-symmetric Mahler problem.

Stephane Alestra
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Ermek Kapushev, Stephane Alestra
Variable fidelity surrogate models on structured data for spacecraft aerodynamic problems Download paper
Abstract: This work concerns construction of surrogate models for a specific aerodynamic data base. This data base is generally available from wind tunnel testing or from CFD aerodynamic simulations and contains aerodynamic coefficients for different flight conditions and configurations (such as Mach number, angle-of-attack, vehicle configuration angle) encountered over different space vehicles mission. The main peculiarity of aerodynamic data base is a specific design of experiment which is a union of grids of low fidelity and high fidelity data with considerably different sizes. Universal algorithms can't approximate accurately such significantly non-uniform data. In this work a fast and accurate algorithm was developed which takes into account different fidelity of the data and special design of experiments.

Dmitry Alexeev
Pavel Mazin, Gleb Fisunov, Aleksey Gorbachev, Dmitry Alexeev
Regulation without regulators: Mycoplasma gallisepticum transcriptome Download paper
Abstract: Птичий патоген Mycoplasma gallisepticum вызывает хроническое респираторное заболевание домашних и диких птиц. Геном M. gallisepticum состоит из менее чем 1 млн пар оснований и содержит около 800 генов. Несмотря на редуцированный набор транскрипционных факторов M. gallisepticum способна изменять экспрессию многих генов в ответ на различные стрессы, такие как тепловой или осмотический. В данной работе мы мы применили методы секвенирования нового поколения для изучения регуляции инициации и терминации транскрипции в M. gallisepticum под воздействием различных стрессов. Мы показали, что промоторы M. gallisepticum состоят из классического TATAAT-бокса, окружённого A/T-богатой последовательностью и отделённого в подавляющем числе случаев от сайта начала транскрипции (СНТ) шести-нуклеотидным спейсером. Регуляция СНТ при тепловом шоке в большой степени объясняется вариабельностью строения базовой части промотора. Анализ покрытия генома транскриптомными ридами позволил выделить два класса терминаторов транскрипции: сильные, не регулируемые терминаторы с РНК-шпильками, и слабые, подавляемые тепловым шоком терминаторы без шпилек.

Alexander Ambaryan
Marina Kochevalina, Elena Rodionova, O.V. Morozova, Alexander Ambaryan, Alexei Borodkov
Odor Signatures of hepatocellular carcinoma in urine of mice with experimental tumors Download paper
Abstract: В настоящее время важной тенденцией в медицинской диагностике является разработка и активное использование новых инструментальных методов анализа. Масс-спектрометрические методы, основанные на ионизации атомов или химических соединений и детектировании образующихся ионов, относятся к числу наиболее информативных методов анализа, позволяющих анализировать сотни тысяч соединений, принципиально отличающихся по химическим и физическим свойствам. Одновременное применение животных-макросматиков, собак, мышей, в качестве «биосенсеров» позволяет выйти за рамки простого сравнения комплекса летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых больными и здоровыми испытуемыми, используя способность этих животных к сравнению запаховых смесей и выделению в них значимых для сравнения комплексов ЛОС.

Renat Arifulov
Renat Arifulov, Sergey Naumenko
Typing HLA system genes using NGS data Download paper
Abstract: Точное определение аллелей (типирование) в локусе HLA (человеческий лейкоцитарный антиген) необходимо для подбора доноров костного мозга. В качестве альтернативы существующим лабораторным методикам типирования в сотрудничестве с иммунологами мы разрабатываем новый метод типирования по данным высокопроизводительного секвенирования NGS. Нашими коллегами разработана специальная система библиотек и проведено секвенирование образцов 10 пациентов. Нами разрабатывается метод типирования по этим данным, основанный на раздельной сборке аллелей из коротких чтений. Целевая точность метода - типирование до 4х цифр по номенклатуре HLA, что означает идентичность белковой последовательности.

Artem Artemov
Artem Artemov, Anastasiya Suvorova, Andrey Mironov
Исследование синхронной активации-деактивации соседних генов по данным РНК-секвенирования единичных клеток Download paper
Abstract: Секвенирование транскриптомов единичных клеток - перспективная технология, позволяющая оценить, как много информации теряется за счет усреднения паттернов экспрессии по ансамблю из многих тысяч клеток. Ранее было показано, что при рассмотрении отдельных клеток детектируются более дискретные паттерны экспрессии, чем при традиционном эксперименте RNA-seq, анализирующем смесь десятков тысяч клеток: распределение уровня экспрессии многих генов от клетки к клетке было бимодальным. В предлагаемой работе мы использовали общедоступные данные, полученые из единичных клеток линии GM12878. Особенность этой клеточной линии в том, что она выделена из человека, для которого был секвенирован не только его собственный геном, но и геномы его родителей. Таким образом, гетерозиготные полиморфизмы в геноме таких клеток, являются фазированными, то есть, для каждого варианта известно, произошел он от отца или от матери. В оригинальной работе было показано, что для некоторых генов характерна в каждой клетке экспрессия либо только материнского, либо только отцовского варианта (при этом доли клеток, экспрессирующих каждый вариант, значимо не отличаются, соответственно, при анализе смеси клеток такой эффект не наблюдается). Мы предположили, что соседние по геному гены на материнской или отцовской копиях хромосомы могли бы активироваться или деактивироваться синхронно. Целью работы было понять, сущестуют ли в геноме протяженные участки из нескольких генов, которые имеют тенденцию одновременно активироваться на одной из копий хромосом. Чтобы понять, каким механизмом могло бы осуществляться такое переключение, мы сопоставляли такие отрезки одновременной активации с различными эпигенетическими особенностями генома, в частности, пространственными топологическими доменами и участками между известными инсуляторами. Проверялась гипотеза о том, что топологический домен является единицей включения и выключения экпрессии. В процессе работы был разработан пайплайн для анализа аллель-специфичной экспрессии, включающий картирование отдельно на материнскую и отцовскую версию генома и анализ полученных выравниваний. В отличие от аналогичного пайплайна AlleleSeq, в нашем подходе для каждой фазированной полиморфной позиции вычислялось не только покрытие прочтениями, но и соотншение прочтений, содержащих в исследуемой позиции каждый аллельный вариант, с учетом ПЦР-дупликатов.

Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались


up

B

Liudmila Bakalova
Liudmila Bakalova, Igor Zhilin
Исследование возможностей реализации кодера квазициклического МПП-кода на ПЛИС Xilinx Spartan-6 Download paper
Abstract: В работе исследованы возможности реализации кодера квазициклического МПП-кода на ПЛИС Xilinx Spartan-6. Получены оценки вычислительной сложности и тактовой частоты работы ПЛИС для различных параметров кода.

Alexey Balitskiy
Alexey Balitskiy, Roman Karasev, Arseniy Akopyan, Anastasia Sharipova
Elementary Results in non-Reflexive Finsler Billiards Download paper
Abstract: We apply the technique of Karoly Bezdek and Daniel Bezdek to study the billiards in convex bodies with non-reflexive Finsler/Minkowski norm, give elementary proofs of some known results and prove an estimate for the shortest closed billiard trajectory, related to the non-symmetric Mahler problem.

Dmitry Bankov
Dmitry Bankov, Evgeny Khorov
Do we need to predict overflows while streaming video Download paper
Abstract: При передаче видеопотока реального времени по беспроводной сети могут возникнуть перегрузки: ситуации, когда пропускной способности канала оказывается недостаточно для передачи всего потока с соблюдением ограничений на максимально допустимое время передачи. Те пакеты видеопотока, для которых время передачи превысило ограничение, отбрасываются, что приводит к искажению видеоизображения на адресате. Известны методы фильтрации видеопотоков в случае перегрузок, которые удаляют из очереди пакетов наименее значимые, снижая тем самым искажения видеоизображения. В работе исследуется, как сильно можно еще снизить искажения, если предсказывать перегрузки заранее.

Vladimir Bastakov
Elena Tolmacheva, Vasily Ognivov, Vladimir Bastakov, Tatjana Shevelenkova
Geometrical-optical illusions and visual perception in health and disease Download paper
Abstract: К геометрическим зрительным иллюзиям относят систематические отклонения геометрии воспринимаемого образа от объективных параметров рассматриваемой геометрической конфигурации. Величина отклонения отражает степень неточности или избыточности процессов неосознаваемой коррекции этого образа на одном из этапов зрительного восприятия. Шизофрения является одним из наиболее тяжелых психических расстройств, сопровождаемых личностными и когнитивными нарушениями. Проявления шизофрении крайне многочисленны и зачастую схожи с другими заболеваниями. В связи с этим, изучение и уточнение патогенетических механизмов когнитивных нарушений при шизофрении является одной из важных задач клинической психиатрии и патопсихологии. Целью данной работы было изучение особенностей сенсорно-перцептивных процессов в зрительной системе у больных различными формами шизофрении в сравнении с психически здоровыми испытуемыми и пациентами с болезнью Паркинсона. Исследовали точность глазомера при уравнивании длин двух отрезков, предъявляемых на экране мониторе, и степень выраженности двух геометрических иллюзий зрительного восприятия: иллюзии Мюллера-Лайера и иллюзии «Белые полоски». Считается, что первая иллюзия связана, а вторая не связана с константностью восприятия размера в трехмерном пространстве (Грегори, 1972). Всего было исследовано 7 больных шизоаффективной формой шизофрении, 17 больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, 9 пациентов неврологического отделения с болезнью Паркинсона и 18 психически здоровых добровольцев. Для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом была характерна невысокая степень точности и меньшая стабильность в работе глазомера при уравнивании длин двух отрезков на экране монитора, а также большая выраженность иллюзии Мюллера-Лайера, по сравнению с психически здоровыми испытуемыми и испытуемыми с болезнью Паркинсона, а также больными шизоаффективной формой шизофрении. Для больных шизоаффективной формой шизофрении отличий ни в работе глазомера, ни в степени подверженности иллюзии Мюллера-Лайера по сравнению с группами психически здоровых испытуемых и больных паркинсонизмом выявлено не было. Полученные результаты свидетельствуют, что только для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, но не шизоаффективной формой шизофрении характерно нарушение сенсорно-перцептивных механизмов зрительного восприятия.

Kirill Batenkov
Kirill Batenkov
Подходы к синтезу нелинейных операторов модуляции и демодуляции по информационным критериям Download paper
Abstract: Проанализированы наиболее часто применяемые критерии синтеза систем передачи информации. Получено обобщенное выражение взаимной информации детерминированных дискретных отображений непрерывных каналов связи. Сформулирована и доказана на основе метода множителей Лагранжа теорема о необходимых условиях оптимальности детерминированных операторов модуляции и демодуляции, определяемых решением задачи синтеза дискретного отображения непрерывного канала связи по критерию минимума среднеквадратической ошибки.

Mikhail Batsyn
Larisa Komosko, Mikhail Batsyn
Быстрый алгоритм для решения задачи о раскраске графа с использованием битовых операций Download paper
Abstract: В статье рассматривается задача о раскраске графа. Предложен эвристический алгоритм, позволяющий получить раскраску графа (вектор из n натуральных чисел) с помощью математических операций над битовым представлением матрицы смежности графа. Скорость и точность данного алгоритма сравнивается с этими же характеристиками известного алгоритма GIS (Greedy Independent Sets-Colour). Результаты сравнения двух алгоритмов, выполнены на графах библиотеки DIMACS. Они показывают, что предложенный эвристический алгоритм выполняет раскраску графа быстрее по сравнению со стандартным подходом к его реализации.

Mikhail Batsyn, Alexander Ponomarenko
Эвристика для решения задачи маршрутизации тягачей с прицепами, возникающей в реальной практике Download paper
Abstract: В работе предложена итеративная жадная эвристика для задачи маршрутизации тягачей с прицепами, возникающей в реальной практике доставки товаров в магазины. Рассматриваемая задача включает такие особенности, как: ограничения каждого магазина на автомобили, которые могут осуществлять доставку; автомобили разного формата и грузоподъемности; наличие прицепа у каждого автомобиля; возможность разбиения доставки для одного магазина на два и более автомобиля; мягкие и жесткие временные окна. Такая задача возникает при доставке товаров со склада в розничные магазины крупной компании. При этом на один склад приходится до 400 магазинов и 100 автомобилей. В основе нашей эвристики лежит последовательное добавление магазинов в маршрут жадным образом с последующим улучшением решения. Для вычислительных экспериментов использованы реальные данные.

Georgii Bazykin
Olga Vakhrusheva, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Epistasis in ultraconserved non-coding elements Download paper
Abstract: Human genome comprises hundreds of ultraconserved non-coding elements (UCEs). These elements are typically defined as non-coding sequences longer than 100 base pairs with 100% identity to mouse, rat or chicken orthologous region. Analogous elements have been identified in Drosophila melanogaster genome. As negative selection associated with such extreme conservation should be of great strength, it was argued that such ultraconserved elements should be of great functional importance. Furthermore, selection acting on such elements was estimated to be much stronger than in protein-coding regions. However, exact causes of ultraconservation remain obscure. We propose that phenomenon of ultraconservation might be explained by strong epistasis between individual sites in ultraconserved elements. To address possible non-additive effects of mutations in ultraconserved elements we studied distribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) between haplotypes in UCEs for H. sapiens and D.melanogaster. We found that linkage disequilibrium between SNPs in ultraconserved elements is significantly decreased as compared to random pairs of SNPs with matching population frequencies. In line with that we observed that two SNPs are less likely to reside in the same haplotype versus different haplotypes for ultraconserved elements as compared to non-conserved genomic regions. This effect holds for both H.sapiens and D.melanogaster. Such repulsion between individual SNPs in UCEs might be indicative of synergistic epistasis corresponding to a scenario when a cumulative effect on the fitness of several mutations in the UCE is more severe than would be expected in the case of additivity of the effects of individual mutations.

Galya Klink, Georgii Bazykin
Inference of prevalence of epistasis from huge phylogenies Download paper
Abstract: Epistatic interactions between amino acid sites shape the local fitness landscapes, affecting the site-specific probabilities of fixation of different amino acids. Comparisons of prevalences of amino acids at individual sites with site-specific dn/ds values suggest that the majority of amino acid fixations that occur at a given instant would be deleterious at another instant, implying prevalent epistasis (Breen et al. 2012). Changes in fitness of an amino acid variant at a site over time may also be observed phylogenetically as the reduction in the rate of reversals with time since substitution (Naumenko et al. 2012). Moreover, if such changes are prevalent, occurrences of an amino acid should be clustered on a phylogeny. Here, we reconstruct the phylogeny of several mitochondrial proteins from 5,000 metazoan species, and use this data to obtain the distributions of phylogenetic distances between amino acid substitutions. The distances between the substitutions giving rise to a specific amino acid at a specific site are, on average, ~20% lower than those expected if the substitution process was time-invariant, indicating that the rates of substitutions to a specific amino acid differ between clades, presumably due to epistatic changes in the local fitness landscapes.

Nadezhda Terekhanova, Georgii Bazykin, Vladimir Seplyarskiy
Within-genome mutation rate variation is not conserved during the course of primate evolution Download paper
Abstract: Knowledge of mutation rate heterogeneity within the human genome is very applicable in genome-wide association studies and could facilitate the identification of driver genes in de novo diseases. Variation in the mutation rate could be partially explained by DNA features, e.g. replication timing (rt) or DNase hypersensitivity sites etc, but most of variation remains cryptic. In present study we estimate what fraction of variation preserved on short evolutionary scale within primate branch. We study how mutation rates in primates correlate with mutation rate in human branch after split from common ancestor with chimpanzee on 100 Kb and 1 Mb scales. Correlation between human and chimp branches exceeds 95% and becomes 30-40 % lower when we compare human mutation rate with mutation rate in new world monkey clade. We also found similar behavior of correlation between SNP density in human and substitution rate in different branches of primate clade. On very short scale we found that mutation rate in human branch increased at two sites adjacent to mutation occurred in chimpanzee, gorilla or orangutan branches.

Alexey Bedrintsev
Alexey Bedrintsev, Vladimir Chepyzhov
Two-objective problem of optimal ellipsoids constructing for data representation Download paper
Abstract: В работе рассмотрена задача двухкритериальной оптимизации для поиска эллипсоидов, принадлежащих многограннику, которые имеют наименьший объем и содержат наибольшее количество точек из заданного множества. Представлено и проанализировано несколько методов построения приближения фронта Парето для этой задачи. Выполнено сравнение с методом Монте-Карло.

Andrew Belogaev
Andrew Belogaev, Elena Kuznetsova, Dmitry Nikolaev
Technique of the selection of orthotropic edges in the image and its use in a set of problems in automatic classification of vehicles in the video stream Download paper
Abstract: Описывается техника выделения ортотропных границ на последовательности изображений видеоряда, представленных в градациях серого. Рассматриваются особенности использования данной техники для решения нескольких задач в рамках системы автоматической классификации транспортных средств (АКТС), работающей в режиме реального времени в условиях ограниченной мощности промышленных компьютеров; описывается ряд эвристик для повышения качества работы предложенных алгоритмов, приводятся оценки их сложности и результаты замеров качества.

Andrew Belogaev, Artem Krasilov, Evgeny Khorov
Performance Evaluation of Information about Reservations Dissemination Algorithms in Wi-Fi Mesh Download paper
Abstract: В работе исследуется проблема снижения объема рассылки служебной информации при использовании механизма детерминированного доступа, описанного в стандарте IEEE 802.11s сетей Wi-Fi Mesh. Механизм детерминированного доступа позволяет станциям сети заблаговременно резервировать интервалы времени для получения в них безконкурентного доступа к каналу. Для того, чтобы соседние станции не резервировали одни и те же интервалы времени, все станции сети должны осуществлять рассылку служебной информации об уже установленных резервированиях. В стандарте IEEE 802.11s предложен специальный механизм для снижения объема рассылки такой информации, основанный на разделении резервирований на группы. Вместе с тем, сам алгоритм разделения резервирований на группы, который оказывает существенное влияние на объем рассылаемой информации, не специфицирован. В данной работе рассмотрен простейший алгоритм разделения разделения на группы, построены аналитическая и имитационная модели работы этого алгоритма, позволяющие оценить объем служебного трафика в сети.

Mikhail Belyaev
Grigory Sterling, Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Mikhail Belyaev, Stephane Grihon
Thin Composite Plates Strength Analysis Based On Surrogate Modeling With Tensor Product Models Download paper
Abstract: We present two level approach to build accurate approximations for Reserve Factors dependency on loads for composite stiffened panels. Such dependency is continuous non-smooth function with complex form plateaux regions (i.e. regions where function has zero gradient), defined on low dimensional grids. The main problem that arises if one tries to construct global approximation in such case is the occurrence of Gibbs effect (i.e. harmonic oscillations of prediction) near the borders of plateaux that may significantly deteriorate approximation quality. Viable existing solution: approximation based on linear triangular interpolation avoids oscillations, but unlike proposed approach it provides model that is not smooth outside plateaux regions and generally requires larger sample size to achieve same accuracy of approximation.

Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Ermek Kapushev, Stephane Alestra
Variable fidelity surrogate models on structured data for spacecraft aerodynamic problems Download paper
Abstract: This work concerns construction of surrogate models for a specific aerodynamic data base. This data base is generally available from wind tunnel testing or from CFD aerodynamic simulations and contains aerodynamic coefficients for different flight conditions and configurations (such as Mach number, angle-of-attack, vehicle configuration angle) encountered over different space vehicles mission. The main peculiarity of aerodynamic data base is a specific design of experiment which is a union of grids of low fidelity and high fidelity data with considerably different sizes. Universal algorithms can't approximate accurately such significantly non-uniform data. In this work a fast and accurate algorithm was developed which takes into account different fidelity of the data and special design of experiments.

Dmitry Bocharov
Dmitry Bocharov, Anton Grigoryev
Stable object detection in uncontrolled conditions Download paper
Abstract: В данной работе рассмотрена задача детекции транспортных средств по видеоизображению. Приведен обзор существующих технических средств и методов детекции, реализованных к настоящему моменту в системах транспортной видеоаналитики. Проведена аналогия между задачами детекции транспортного средства и сегментации объекта первого плана. Рассмотрены основные математические аспекты решения задачи сегментации. Проведено сравнение реализованных алгоритмов детекции ТС на основе корреляционного анализа изображений и двух методов оценки значений фона: экспоненциальной и медианной фильтрации.

Cristophe Bordry
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Alexey Borisov
Andrey Gladkov, Dmitry Nikolaev, Timofey Chernov, Alexey Borisov
Input signal control and correction for two-channel radiographic separator Download paper
Abstract: В работе описываются методы контроля и предварительной обработки данных, получаемых с рентгеновских детекторов рентгенографического сепаратора алмазов. Рассматриваются задачи динамического контроля чувствительности детекторов, обнаружения оптического загрязнения и частичного заслонения детектора, а также задача взаимной синхронизации двух каналов с разными энергиями рентгеновского излучения.

Alexei Borodkov
Marina Kochevalina, Elena Rodionova, O.V. Morozova, Alexander Ambaryan, Alexei Borodkov
Odor Signatures of hepatocellular carcinoma in urine of mice with experimental tumors Download paper
Abstract: В настоящее время важной тенденцией в медицинской диагностике является разработка и активное использование новых инструментальных методов анализа. Масс-спектрометрические методы, основанные на ионизации атомов или химических соединений и детектировании образующихся ионов, относятся к числу наиболее информативных методов анализа, позволяющих анализировать сотни тысяч соединений, принципиально отличающихся по химическим и физическим свойствам. Одновременное применение животных-макросматиков, собак, мышей, в качестве «биосенсеров» позволяет выйти за рамки простого сравнения комплекса летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых больными и здоровыми испытуемыми, используя способность этих животных к сравнению запаховых смесей и выделению в них значимых для сравнения комплексов ЛОС.

Alexander Bovyrin
Alexey Spizhevoy, Alexander Bovyrin
Study of biologically inspired features for automatic gender classification Download paper
Abstract: В работе предлагается подход для решения задачи автоматического определения пола человека по фотографии лица, основанный на биологически обусловленных признаках. Метод достигает точности, превосходящей результаты существующих подходов на стандартной базе фотографий Labeled Faces in the Wild. Также проводится исследование двух подходов снижения размерности вектора признаков: метода главных компонент и выбора наиболее значимых признаков с использованием деревьев решений (Extremely Randomized Trees) с целью минимизации времени обработки изображения. Показано, что при незначительном ухудшении точности классификации, уменьшение числа используемых признаков с помощью метода, основанного на деревьях решений, снижает время обработки фотографии на 28%.

Cristophe Brand
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Aleksey Burlakov
Aleksey Burlakov
Application of Computer Architecture Descriptive Language in Adjustment of Emulator's Environment Download paper
Abstract: Emulators are widely used in debugging of applications designed for other computer architectures rather than one on which the application was developed. In spite of the fact that there is a variety of emulators of different architectures, sometime we need an emulator with a very particular configuration. In this paper is proposed a method of an emulator's environment adjustment, which is based on a usage of a descriptive language. This method reminds editing of source code of an existing emulator, but the code is written in a special language adopted exactly for this purpose.

Evgeny Burnaev
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Grigory Sterling, Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Mikhail Belyaev, Stephane Grihon
Thin Composite Plates Strength Analysis Based On Surrogate Modeling With Tensor Product Models Download paper
Abstract: We present two level approach to build accurate approximations for Reserve Factors dependency on loads for composite stiffened panels. Such dependency is continuous non-smooth function with complex form plateaux regions (i.e. regions where function has zero gradient), defined on low dimensional grids. The main problem that arises if one tries to construct global approximation in such case is the occurrence of Gibbs effect (i.e. harmonic oscillations of prediction) near the borders of plateaux that may significantly deteriorate approximation quality. Viable existing solution: approximation based on linear triangular interpolation avoids oscillations, but unlike proposed approach it provides model that is not smooth outside plateaux regions and generally requires larger sample size to achieve same accuracy of approximation.

Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Ermek Kapushev, Stephane Alestra
Variable fidelity surrogate models on structured data for spacecraft aerodynamic problems Download paper
Abstract: This work concerns construction of surrogate models for a specific aerodynamic data base. This data base is generally available from wind tunnel testing or from CFD aerodynamic simulations and contains aerodynamic coefficients for different flight conditions and configurations (such as Mach number, angle-of-attack, vehicle configuration angle) encountered over different space vehicles mission. The main peculiarity of aerodynamic data base is a specific design of experiment which is a union of grids of low fidelity and high fidelity data with considerably different sizes. Universal algorithms can't approximate accurately such significantly non-uniform data. In this work a fast and accurate algorithm was developed which takes into account different fidelity of the data and special design of experiments.

Nazar Buzun
Nazar Buzun
Генерация социальных графов и поиск сообществ Download paper
Abstract: В данном исследовании будет рассмотрена вероятностная модель социального графа (см. аналоги [4, 6, 7]), представляющего собой четверку (V,E,W,A), где V - пользователи социальной сети, E - отношение на множестве V×V (ребра), W - интенсивность взаимодействия (веса ребер), A: V → 2D - атрибуты пользователей. Мы сформировали список наиболее важных свойств сообществ в социальном графе, которые впоследствии были включены в модель. Данная модель будет использована как при генерации графов, так и для выявления структуры сообществ. Преимуществами модели является гибкая настройка под конкретный тип социальной сети, учет атрибутов пользователей, относительно низкая сложность вычислений и возможность проведения распределенных расчетов.

Nadezda Bykova
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались


up

C

Sameer Chavan
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.

Vladimir Chepyzhov
Alexey Bedrintsev, Vladimir Chepyzhov
Two-objective problem of optimal ellipsoids constructing for data representation Download paper
Abstract: В работе рассмотрена задача двухкритериальной оптимизации для поиска эллипсоидов, принадлежащих многограннику, которые имеют наименьший объем и содержат наибольшее количество точек из заданного множества. Представлено и проанализировано несколько методов построения приближения фронта Парето для этой задачи. Выполнено сравнение с методом Монте-Карло.

Timofey Chernov
Andrey Gladkov, Dmitry Nikolaev, Timofey Chernov, Alexey Borisov
Input signal control and correction for two-channel radiographic separator Download paper
Abstract: В работе описываются методы контроля и предварительной обработки данных, получаемых с рентгеновских детекторов рентгенографического сепаратора алмазов. Рассматриваются задачи динамического контроля чувствительности детекторов, обнаружения оптического загрязнения и частичного заслонения детектора, а также задача взаимной синхронизации двух каналов с разными энергиями рентгеновского излучения.

Zoya Chervontseva
Zoya Chervontseva, Elena Stavrovskaya
Evolution of operon structure in bacterial genomes Download paper
Abstract: Паттерны объединения генов в опероны значительно отличаются у разных бактерий; одни и те же гены могут быть по-разному распределены по оперонам даже у близких видов. Разработанный нами алгоритм позволяет реконструировать, из каких генов, вероятнее всего, состояли опероны предков современных бактерий.

Marina Chukalina
Anastasiya Ingacheva, Victor Prun, Marina Chukalina
Исследование влияния немонохроматичности пучка на точность восстановления томографических изображений Download paper
Abstract: Критерий разделения множества на два класса с минимизацией взвешенной внутриклассовой дисперсии лежит в основе одного из наиболее популярных методов бинаризации изображений – метода Отсу, в рамках которого для множества пикселей ищется разрез в пространстве яркостей. В данной работе мы использовали критерий, применив его в пространстве горизонтальных геометрических разрезов для поиска на изображении линии горизонта. Множество таких разрезов имеет экспоненциальную мощность, однако предлагаемая схема, основанная на динамическом программировании, позволяет получать близкий к оптимальному результат при линейной сложности от числа пикселей. Проведенные эксперименты показывают устойчивость работы в дневное время и возможность обработки видеопотока в режиме реального времени.

Christine Chung
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.

Michael Considine
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.


up

D

Stepan Denisov
Stepan Denisov
Weak selection in splice sites Download paper
Abstract: Сайты сплайинга (СС) содержат наряду с частыми, консенсусными (Cn) нуклеотидами редкие, неконсенсуные (Nc) нуклеотиды. Мы изучили, как устроен отбор, действующий как на Cn, так и на Nc нуклеотиды. Для этого мы использовали последовательности СС филогенетически близких видов позвоночных, а также мух рода Drosophila. Выяснилось, что замены из Cn в Nc происходят реже, а из Nc в Cn происходят чаще, чем в нейтрально эволюционирующих последовательностях, что свидетельствует об отрицательном и положительном отборе, соответственно. Отбор является относительно слабым (1 < |4Nes| < 4), его эффективность приблизительно одинакова у приматов и мух рода Drosophila. В целом, отрицательный и положительный отбор схожи по силе (4Nes), что соответствует теоретическому ожиданию при неизменном ландшафте приспособленности. Однако, в некоторых позициях отдельных СС, положительный отбор, способствующих заменам из Nc в Cn, слабее, чем отрицательный отбор, поддерживающий существующие Cn нуклеотиды. Эта разница объясняется наличием сайт-специфического отрицательного отбора, направленного на сохранение Nc нуклеотидов. Примесь таких СС несколько уменьшает среднее значение 4Nes для переходов из Nc в Сn. Несмотря на наличие в части сайтов Nc нуклеотидов, поддерживаемых отборов, большинство Nc нуклеотидов являются вредными аллелями, которые суммарно несут значительный дрейфовый груз.

Alexander Derendyaev
Alexander Derendyaev
Self-similarity of the cluster component of the seismic flow Download paper
Abstract: В работе выполнен анализ кластерной составляющей сейсмического потока для регионов Тибета и Чили. Показано, что зависимость логарифма числа кластеров от логарифма количества событий в кластерах является линейной. Это свидетельствует о самоподобии кластерной сейсмичности. Кроме того, показано, что угол наклона данной линейной зависимости совпадает для регионов Камчатки, Японии, Чили и Тибета при различных уровнях значимости и не совпадает для случайных каталогов, обладающих аналогичными статистическими параметрами. Это позволяет говорить о универсальности данного параметра.

Viacheslav Dikonov
Viacheslav Dikonov, Yevgenia Inshakova
Установление связей между русскими словами и онтологией - шаг к моделированию понимания Download paper
Abstract: В данной статье описывается ход и промежуточные результаты работы по созданию интегрированного лексико-семантического ресурса на основе онтологии и русского комбинаторного словаря системы ЭТАП3. Во время написания идет работа по ручному редактированию списка соответствий между значениями более чем 27000 слов и концептами онтологии, которая включает в себя более 9000 классов понятий. Начальная версия списка была построена на основе данных семантического словаря проекта UNL. Предлагается обзор обнаруженных проблем и подходов к их решению.

Pavel Dvurechensky
Pavel Dvurechensky, Alexander Gasnikov
Stochastic Intermediate Gradient Method for Convex Problems with Inexact Stochastic Oracle Download paper
Abstract: In this paper we propose new method for convex optimization problems with inexact stochastic oracle. This method is an extension of the intermediate gradient method proposed in O. Devolder, F. Glineur and Yu. Nesterov. Intermediate Gradient Methods for Smooth Convex Problems with Inexact Oracle for problems with inexact oracle. Our new method can be applied to the problems with composite structure, stochastic inexact oracle and allows using non-Euclidean setup. Also it allows to play on the tradeoff between the rate of convergence and oracle error accumulation depending on the problem parameters.

Pavel Dyachenko
Pavel Dyachenko, Olga Podlesskaya,
НКРЯ: о некоторых различиях в описании морфологии разных частей корпуса и об автоматическом построении синтаксических структур с учетом заранее известных морфологических характеристик Download paper
Abstract: В ходе данной работы исследовалось влияние дополнительной лингвистической информации об анализируемом предложении на качество синтаксического анализа данного предложения синтаксическим анализатором лингвистического процессора ЭТАП-3 (ЛП ЭТАП-3). В качестве источника информации использовался фрагмент Национального корпуса русского языка (НКРЯ), содержащий сведения о морфологическом разборе входящих в него слов со снятой вручную омонимией. Эта информация предварительно переводилась в формат, совместимый с нотацией корпуса СинТагРус, после чего проводилась обработка материала синтаксическим анализатором (СА) ЭТАП-3. Цель работы - 1) проинтепретировать сведения о морфологической разметке в нотации корпуса СинТагРус, 2) автоматически получить синтаксически размеченный корпус и сравнить качество его разметки с разметкой, полученной для его текстов с использованием стандартного СА ЭТАП-3, 3) выделить из полученного корпуса морфологически размеченный корпус и оценить его качество.

Artem Dyuba
Arthur Zalevsky, Matvey Zakharov, Artem Dyuba, Andrey Golovin
Express analysis of complex topology of nucleic acids using circular dichroism Download paper
Abstract: В работе предлагается новый экспресс-метод анализа сложной пространственной структуры олигонуклеотидов, лежащих в основе аптамерных лекарственных препаратов. Метод основан на спектроскопии кругового дихроизма в комбинации с молекулярно-динамическими расчетами.


up

E

Sergey Emelyanov
Ivan Koptelov, Anton Grigoryev, Timur Khanipov, Sergey Emelyanov, Dmitry Nikolaev
Model of automatic vehicle classifier Download paper
Abstract: В работе описывается полнофункциональный макет программно-аппаратного комплекса «Автоматический классификатор транспортных средств», созданный специально для демонстрации технологий, использующихся в системе, на выставках и научных конференциях. Макет позволяет в реальном времени увидеть процесс и результаты работы системы, а также ее реакцию на различные нештатные ситуации. Система предназначена для определения класса транспортного средства (ТС) в соответствии с заданной классификационной схемой по числу колесных осей, высоте над первой осью или общей высоте ТС с использованием методов технического зрения. Для классификации используются видеопотоки с видеокамер и сигналы с индукционных петель. Результатом работы являются временные границы проезда ТС через классификатор, направление проезда, общая и заданная высота ТС, число осей и длина ТС.

Pavel Erofeev
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.


up

F

Alexander Favorov
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.

Ekaterina Zhuravleva, Elena Stavrovskaya, Andrey Mironov, Alexander Favorov
Evolution of non-coding RNAs in Drosophila genus genomes Download paper
Abstract: Вопросы эволюции некодирующей РНК (нкРНК) в клетке в настоящий момент остаются далеко не до конца разрешенными. При этом ранее практически не исследовался ряд вопросов, затронутых в данном исследовании. В этой работе мы сосредоточились на рассмотрении различных аспектов эволюции нкРНК геномов рода Drosophila. В частности, нас интересовал отбор на минимизацию свободной энергии вторичной структуры нкРНК.

Elena Stavrovskaya, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Выявление эффекта транскрипции интронов с помощью корреляционного анализа Download paper
Abstract: Благодаря современным методам секвенирования сегодня для исследования доступно большое количество данных, ассоциированных с конкретными областями ДНК. Эти данные часто представлены в виде функции от позиции ДНК (профиля покрытия). Корреляция между данными из различных источников в масштабе хромосомы или всего генома свидетельствует о взаимосвязи соответствующих биологических характеристик. Транскрипция генов - один из ключевых механизмов работы клетки. В настоящее время существует большое количество экспериментальных методов для определения трансрибируемых участков генома. Технология CAGE (Cap Analysis of Gene Expression) позволяет выявлять такие участки с высокой точностью. Ясно, что транскрибируемые участки должны соотвествовать экзонам генов. Однако, сравнительный корреляционный анализ данных CAGE и различных геномных участков (генов, экзонов, интронов) показал наличие транскрипции в интронах генов. Дальнейшее исследование данных выявило значимость данного эффекта (p-value близко к 0), а также показало, что начала транскрипционных участков совпадают с началами интронов.

Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Elana Fertig
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.

Vsevolod Filaretov
Vsevolod Filaretov
MADS-box transcription factors involved in flower whorls formation Download paper
Abstract: MADS-box proteins are a family of transcription factors controlling a variety of organ development processes in plants, in particular - flower development. We analyze the distributions of transcription factors regulating the development of the outer whorls in the genomes of plants.

Gleb Fisunov
Pavel Mazin, Gleb Fisunov, Aleksey Gorbachev, Dmitry Alexeev
Regulation without regulators: Mycoplasma gallisepticum transcriptome Download paper
Abstract: Птичий патоген Mycoplasma gallisepticum вызывает хроническое респираторное заболевание домашних и диких птиц. Геном M. gallisepticum состоит из менее чем 1 млн пар оснований и содержит около 800 генов. Несмотря на редуцированный набор транскрипционных факторов M. gallisepticum способна изменять экспрессию многих генов в ответ на различные стрессы, такие как тепловой или осмотический. В данной работе мы мы применили методы секвенирования нового поколения для изучения регуляции инициации и терминации транскрипции в M. gallisepticum под воздействием различных стрессов. Мы показали, что промоторы M. gallisepticum состоят из классического TATAAT-бокса, окружённого A/T-богатой последовательностью и отделённого в подавляющем числе случаев от сайта начала транскрипции (СНТ) шести-нуклеотидным спейсером. Регуляция СНТ при тепловом шоке в большой степени объясняется вариабельностью строения базовой части промотора. Анализ покрытия генома транскриптомными ридами позволил выделить два класса терминаторов транскрипции: сильные, не регулируемые терминаторы с РНК-шпильками, и слабые, подавляемые тепловым шоком терминаторы без шпилек.

Marina Fridman
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Alexey Frolov
Alexey Frolov, Victor Zyablov
A Coding Technique for Q-Frequency S-User Gaussian Channel Download paper
Abstract: The paper presents a сoding technique for Q-frequency S-user Gaussian channel.


up

G

Alexander Gabibov
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Natalia Galkina
Natalia Galkina
Построение лог-оптимальных портфелей методом экспоненциального взвешивания Download paper
Abstract: В статье производится расширение результата Ковера логарифмически оптимального портфеля на случай неконстантных портфелей. Целью является построение универсального алгоритма формирования лог-оптимального портфеля, являющегося непрерывной функцией. Применяется метод экпоненциального взвешивания из теории предсказания с использованием экспертных стратегий. При этом не делается никаких стохастических предположений о поведении рынка.

Irina Garanina
Irina Garanina
Последовательности Шайна-Дальгарно у прокариот Download paper
Abstract: В процессе инициации трансляции бактерий и архей малая субъединица рибосомы связывается с последовательностью Шайна-Дальгарно (ШД) в 5'-некодирующей области гена. Внутри генов есть последовательности похожие на последовательности Шайна-Дальгарно, с которыми так же возможно связывание рибосомы, что может вызывать нежелательные трансляционные паузы. Во время трансляции рибосомы накапливаются в районах, имеющих большое сродство к анти-Шайна-Дальгарно (антиШД) последовательности. Мы показали, что на внутренние последовательности ШД действует отрицательный отбор, который будет слабее в перекрывающихся и коротких генах бактерий.

Alexander Gasnikov
Alexander Gasnikov, Alexander Shananin, Anastasia Lagunovskaya
Numerical methods for solving the monopoly model of cargo rail freight Download paper
Abstract: Необходимость решения задачи монополиста в предложенной недавно модели грузоперевозок на железнодорожном транспорте приводит к изучению задач многоуровневой оптимизации (как правило, двухуровневой). Специфика рассматриваемой нами задачи такова, что в общем случае не позволяет напрямую использовать технику, развиваемую, например, в работах А. Шапиро и др., обеспечивающую выпуклость итоговой задачи. В результате мы не можем гарантировать выпуклость нашей задачи. Таким образом, возникает необходимость решать задачу глобальной (не выпуклой) оптимизации. Причем специфика задачи такова, что мы также не можем посчитать субградиент функционала. Более того, мы можем посчитать значения функционала в любой наперед заданной точке лишь с ограниченной точностью. Причем чем выше эта точность, тем более затратно вычисление этого значения. Возникает необходимость развивать численные методы безградиентной оптимизации с неточным оракулом. Причем мы можем играть на точности оракула, с целью минимизации общего объема вычислений. В данной статье предлагается такой метод. Рассматривается приложение метода к решению задачи монополиста.

Pavel Dvurechensky, Alexander Gasnikov
Stochastic Intermediate Gradient Method for Convex Problems with Inexact Stochastic Oracle Download paper
Abstract: In this paper we propose new method for convex optimization problems with inexact stochastic oracle. This method is an extension of the intermediate gradient method proposed in O. Devolder, F. Glineur and Yu. Nesterov. Intermediate Gradient Methods for Smooth Convex Problems with Inexact Oracle for problems with inexact oracle. Our new method can be applied to the problems with composite structure, stochastic inexact oracle and allows using non-Euclidean setup. Also it allows to play on the tradeoff between the rate of convergence and oracle error accumulation depending on the problem parameters.

Ekaterina Krymova, Alexander Gasnikov
Oracle inequalities for a stochastic online version of mirror descend method Download paper
Abstract: Данная работа посвящена стохастической онлайн версии метода зеркального спуска. Основная цель состоит в том, чтобы показать, что стохастическая онлайн версия метода зеркального спуска может быть использована для получения неравенств для экспоненциальной агрегации оценок зашумленного вектора. Основная особенность используемого нами подхода состоит в том, что мы релаксируем требование существования экспоненциальных моментов у рассматриваемых случайных величин, допускаем онлайн постановку, а также учитываем при этом сильную выпуклость структуры задачи. Для стохастического онлайн сильно выпуклого случая в статье приводятся, по-видимому, новые оценки, которые далее используются в задаче оценивания зашумленного вектора.

Andrey Gladkov
Andrey Gladkov, Dmitry Nikolaev, Timofey Chernov, Alexey Borisov
Input signal control and correction for two-channel radiographic separator Download paper
Abstract: В работе описываются методы контроля и предварительной обработки данных, получаемых с рентгеновских детекторов рентгенографического сепаратора алмазов. Рассматриваются задачи динамического контроля чувствительности детекторов, обнаружения оптического загрязнения и частичного заслонения детектора, а также задача взаимной синхронизации двух каналов с разными энергиями рентгеновского излучения.

Andrey Golovin
Arthur Zalevsky, Matvey Zakharov, Artem Dyuba, Andrey Golovin
Express analysis of complex topology of nucleic acids using circular dichroism Download paper
Abstract: В работе предлагается новый экспресс-метод анализа сложной пространственной структуры олигонуклеотидов, лежащих в основе аптамерных лекарственных препаратов. Метод основан на спектроскопии кругового дихроизма в комбинации с молекулярно-динамическими расчетами.

Renat Gontsov
Renat Gontsov
О подпространстве лиувиллевых решений системы линейных дифференциальных уравнений Download paper
Abstract: Работа посвящена вопросу о нахождении размерности подпространства лиувиллевых решений фуксовой системы линейных дифференциальных уравнений. Ответ на этот вопрос в некоторых случаях может быть дан непосредственно в терминах матрицы коэффициентов системы.

Aleksey Gorbachev
Pavel Mazin, Gleb Fisunov, Aleksey Gorbachev, Dmitry Alexeev
Regulation without regulators: Mycoplasma gallisepticum transcriptome Download paper
Abstract: Птичий патоген Mycoplasma gallisepticum вызывает хроническое респираторное заболевание домашних и диких птиц. Геном M. gallisepticum состоит из менее чем 1 млн пар оснований и содержит около 800 генов. Несмотря на редуцированный набор транскрипционных факторов M. gallisepticum способна изменять экспрессию многих генов в ответ на различные стрессы, такие как тепловой или осмотический. В данной работе мы мы применили методы секвенирования нового поколения для изучения регуляции инициации и терминации транскрипции в M. gallisepticum под воздействием различных стрессов. Мы показали, что промоторы M. gallisepticum состоят из классического TATAAT-бокса, окружённого A/T-богатой последовательностью и отделённого в подавляющем числе случаев от сайта начала транскрипции (СНТ) шести-нуклеотидным спейсером. Регуляция СНТ при тепловом шоке в большой степени объясняется вариабельностью строения базовой части промотора. Анализ покрытия генома транскриптомными ридами позволил выделить два класса терминаторов транскрипции: сильные, не регулируемые терминаторы с РНК-шпильками, и слабые, подавляемые тепловым шоком терминаторы без шпилек.

Irina Goryuchkina
Irina Goryuchkina
On convergence of formal power series solution with nonrational power exponents of algebraic ODE Download paper
Abstract: Here we propose the proof of the theorem on sufficient condition of convergence of power series solution with complex (but not rational) power exponents of an algebraic (polynomial) ordinary differential equation. The proof is based on classic majorant method, but for constructing majorant series we use non-classical technique.

Anton Grigoryev
Dmitry Bocharov, Anton Grigoryev
Stable object detection in uncontrolled conditions Download paper
Abstract: В данной работе рассмотрена задача детекции транспортных средств по видеоизображению. Приведен обзор существующих технических средств и методов детекции, реализованных к настоящему моменту в системах транспортной видеоаналитики. Проведена аналогия между задачами детекции транспортного средства и сегментации объекта первого плана. Рассмотрены основные математические аспекты решения задачи сегментации. Проведено сравнение реализованных алгоритмов детекции ТС на основе корреляционного анализа изображений и двух методов оценки значений фона: экспоненциальной и медианной фильтрации.

Alina Minkina, Anton Grigoryev, Sergei Usilin, Dmitry Polevoy, Dmitry Nikolaev
Generalization of the Viola-Jones method as a Decision Tree of strong classifiers for real-time object recognition in the video stream Download paper
Abstract: В данной работе исследуется обучение составных классификаторов Виолы и Джонса. Предлагается архитектура составного классификатора, отличная от классического линейного каскада, а именно классификатор в виде решающего дерева, и методика его обучения. Исследуется влияние формы дерева на производительность. Проводится сравнение по параметрам точности и производительности с классическим каскадом, экспериментально исследуются различные варианты архитектуры дерева. В качестве исследуемого классификатора используются детекторы образов колес в системе автоматической классификации транспортных средств.

Elena Kuznetsova, Dmitry Nikolaev, Anton Grigoryev
Tree rings detection methods for crossdating using of series of images Download paper
Abstract: Описывается метод построения рядов годичного прироста древесины по фотографиям поперечных спилов деревьев с использованием структурного тензора изображения, быстрого преобразования Хафа и модификации алгоритма динамического выравнивания временных рядов (dynamic time warping). Приводятся принятые в дендрохронологии модели формирования ширины годичных колец, способы стандартизации рядов годичного прироста и построения шкал перекрестных датировок. Предлагается алгоритм динамического сопоставления временных рядов, полученных в результате анализа серии изображений различных спилов, основанный на алгоритме dtw.

Ivan Koptelov, Anton Grigoryev, Timur Khanipov, Sergey Emelyanov, Dmitry Nikolaev
Model of automatic vehicle classifier Download paper
Abstract: В работе описывается полнофункциональный макет программно-аппаратного комплекса «Автоматический классификатор транспортных средств», созданный специально для демонстрации технологий, использующихся в системе, на выставках и научных конференциях. Макет позволяет в реальном времени увидеть процесс и результаты работы системы, а также ее реакцию на различные нештатные ситуации. Система предназначена для определения класса транспортного средства (ТС) в соответствии с заданной классификационной схемой по числу колесных осей, высоте над первой осью или общей высоте ТС с использованием методов технического зрения. Для классификации используются видеопотоки с видеокамер и сигналы с индукционных петель. Результатом работы являются временные границы проезда ТС через классификатор, направление проезда, общая и заданная высота ТС, число осей и длина ТС.

Stephane Grihon
Grigory Sterling, Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Mikhail Belyaev, Stephane Grihon
Thin Composite Plates Strength Analysis Based On Surrogate Modeling With Tensor Product Models Download paper
Abstract: We present two level approach to build accurate approximations for Reserve Factors dependency on loads for composite stiffened panels. Such dependency is continuous non-smooth function with complex form plateaux regions (i.e. regions where function has zero gradient), defined on low dimensional grids. The main problem that arises if one tries to construct global approximation in such case is the occurrence of Gibbs effect (i.e. harmonic oscillations of prediction) near the borders of plateaux that may significantly deteriorate approximation quality. Viable existing solution: approximation based on linear triangular interpolation avoids oscillations, but unlike proposed approach it provides model that is not smooth outside plateaux regions and generally requires larger sample size to achieve same accuracy of approximation.

Ivan Gubochkin
Nikolay Karpov, Ivan Gubochkin
Функции распределения с «толстыми хвостами» в задаче распознавания изолированных слов Download paper
Abstract: В работе эмпирически исследован метод оценки плотности функции распределения из семейства с «толстыми хвостами» для сигнала зашумленного импульсными помехами. Для этого используется EM алгоритм оценки параметров смеси функций Стьюдента и смеси функций Пирсона 7 типа. На основе исследованного метода разработан опытный образец модуля голосовой системы самообслуживания, позволяющий проводить распознавание отдельных слов из ограниченного набора. Экспериментально установлено, что размер кодовой книги (число кластеров, используемых для представления речевого сигнала в пространстве признаков) равный 128 и 256 минимизирует ошибку распознавания для большинства рассмотренных алгоритмов. Также показано, что наилучшие результаты достигаются при использовании функций Стьюдента при оценке плотности функции распределения данных.

Andrey Guschin
Andrey Guschin, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
Performance evaluation of filtering algorithms for MPEG-4 streaming in emergency networks in case of overloads Download paper
Abstract: Потребность в повсеместном доступе к информации в любое время существует не только у простых потребителей, но и работников экстренных служб: МВД, МЧС и других. Растущий спрос на такие критические сервисы, как видеонаблюдение, дистанционный мониторинг и многие другие, приводит к росту видеотрафика реального времени. В данной работе мы рассматриваем проблему передачи зашифрованного видеопотока в режиме реального времени в условиях спонтанно возникающих перегрузок, вызванных сложной неоднородной структурой видеопотока и существенно меняющимися условиями в беспроводном канале.


up

H

Mohamed Osman Ali Hegazi
Mohamed Osman Ali Hegazi
An approach for designing and implementing eager and lazy data replication Download paper
Abstract: Replication can be a success factor in database systems as well as perhaps being one of the needs of proliferation, expansion, and the rapid progress of databases and distributed technology, despite there being a strong belief among database designers that most existing solutions are not feasible due to their complexity, poor performance and lack of scalability. This paper provides an approach that can help designers in implementing eager and lazy replication mechanisms. The proposed approach contains two phases: In the first phase, the database is designed to have indicator fields that can carry the update status, and to consider the replication concepts by classifying, categorizing and determining the kinds and locations of data objects; in the second phase, the updating methodology is provided to make the implementation of eager and lazy replication mechanisms easier and reliable, by providing an approach that deals with one master data and the transaction in lazy replication, uses a primary copy approach, or, in eager replication, uses the updating everywhere method. The approach presented in this paper, in addition to providing simple and consistent solution for implementing eager and lazy data replication starting from the design phase without restrictions on the kind of DBMS, the number of copies, or/and the locations of the replica data. Also, this approach can work on data integrating and developing replication on heterogonous database systems.

Husham J. Mohammed
Husham J. Mohammed, Abdulkareem Abdulla, Ramzy Salim Ali
UWB Optimization of H-Slot Monopole Antenna using new optimizer software based on multiobjective firefly algorithm Download paper
Abstract: An efficient multi-object evolutionary algorithm is described for optimizing frequency and time-domain characteristics of antennas based on a new software (Antenna Optimizer) created by Matlab GUI environment. This software makes a link with CST Microwave studio where the electromagnetic analysis of antenna is realized. To verify this software, compact and novel printed monopole antenna is optimized for ultra wideband (UWB) applications. Two objective functions are introduced; the first function intends to increase the impedance bandwidth, and second function generates dual-band operation. The two functions operate in the range (3.2-10.6)GHz and depend on the return loss. Therefore, the obtained results provide a set of proper design for UWBand multiband wireless communication. The bandwidth is increased 7.5GHz with two bands of resonance frequencies 3.777 GHz and 7.711GHz.


up

I

Anastasiya Ingacheva
Anastasiya Ingacheva, Victor Prun, Marina Chukalina
Исследование влияния немонохроматичности пучка на точность восстановления томографических изображений Download paper
Abstract: Критерий разделения множества на два класса с минимизацией взвешенной внутриклассовой дисперсии лежит в основе одного из наиболее популярных методов бинаризации изображений – метода Отсу, в рамках которого для множества пикселей ищется разрез в пространстве яркостей. В данной работе мы использовали критерий, применив его в пространстве горизонтальных геометрических разрезов для поиска на изображении линии горизонта. Множество таких разрезов имеет экспоненциальную мощность, однако предлагаемая схема, основанная на динамическом программировании, позволяет получать близкий к оптимальному результат при линейной сложности от числа пикселей. Проведенные эксперименты показывают устойчивость работы в дневное время и возможность обработки видеопотока в режиме реального времени.

Yevgenia Inshakova
Viacheslav Dikonov, Yevgenia Inshakova
Установление связей между русскими словами и онтологией - шаг к моделированию понимания Download paper
Abstract: В данной статье описывается ход и промежуточные результаты работы по созданию интегрированного лексико-семантического ресурса на основе онтологии и русского комбинаторного словаря системы ЭТАП3. Во время написания идет работа по ручному редактированию списка соответствий между значениями более чем 27000 слов и концептами онтологии, которая включает в себя более 9000 классов понятий. Начальная версия списка была построена на основе данных семантического словаря проекта UNL. Предлагается обзор обнаруженных проблем и подходов к их решению.

Alexander Ivanov
Alexander Ivanov, Evgeny Khorov
Video Streaming with MCCA Download paper
Abstract: В работе разрабатывается модель передачи видеопотока механизмом MCCA в условиях помех.

Alexander Ivanov, Zankin Vitaly, Evgeny Khorov
CBR streaming with IEEE 802.11ad Download paper
Abstract: В работе исследуется процесс передачи мультимедийных потоков постоянной интенсивности в сетях IEEE 802.11ad

Fedor Ivanov
Fedor Ivanov, Victor Zyablov
Коды с малой плотностью проверок, основанные на кодах с частично-единичной памятью Download paper
Abstract: В работе предложен ансамбль кодов с малой плотностью проверок (МПП-кодов), основанных на кодах с частично-единичной памятью ((Ч)ЕП-кодах). Исследуется корректирующая способность кодов из полученного ансамбля при выборе различных параметров компонентных МПП-кодов. Представлены результаты моделирования предложенных кодовых конструкций для итеративного алгоритма декодирования "распространения доверия" (Sum-Product) при передаче кодового слова с помощью двоичной фазовой манипуляции по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.


up

K

Marsel Kabilov
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Ermek Kapushev
Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Ermek Kapushev, Stephane Alestra
Variable fidelity surrogate models on structured data for spacecraft aerodynamic problems Download paper
Abstract: This work concerns construction of surrogate models for a specific aerodynamic data base. This data base is generally available from wind tunnel testing or from CFD aerodynamic simulations and contains aerodynamic coefficients for different flight conditions and configurations (such as Mach number, angle-of-attack, vehicle configuration angle) encountered over different space vehicles mission. The main peculiarity of aerodynamic data base is a specific design of experiment which is a union of grids of low fidelity and high fidelity data with considerably different sizes. Universal algorithms can't approximate accurately such significantly non-uniform data. In this work a fast and accurate algorithm was developed which takes into account different fidelity of the data and special design of experiments.

Roman Karasev
Alexey Balitskiy, Roman Karasev, Arseniy Akopyan, Anastasia Sharipova
Elementary Results in non-Reflexive Finsler Billiards Download paper
Abstract: We apply the technique of Karoly Bezdek and Daniel Bezdek to study the billiards in convex bodies with non-reflexive Finsler/Minkowski norm, give elementary proofs of some known results and prove an estimate for the shortest closed billiard trajectory, related to the non-symmetric Mahler problem.

Igor Kargin
Igor Kargin, Alexander Safonov, Andrey Lyakhov
Routing in wireless multihop networks in presence of correlated interference Download paper
Abstract: В данной работе ставится задача использования метода передачи multipath в беспроводной сети в условиях, когда события приема на получающих станциях коррелированы.

Nikolay Karpov
Nikolay Karpov, Ivan Gubochkin
Функции распределения с «толстыми хвостами» в задаче распознавания изолированных слов Download paper
Abstract: В работе эмпирически исследован метод оценки плотности функции распределения из семейства с «толстыми хвостами» для сигнала зашумленного импульсными помехами. Для этого используется EM алгоритм оценки параметров смеси функций Стьюдента и смеси функций Пирсона 7 типа. На основе исследованного метода разработан опытный образец модуля голосовой системы самообслуживания, позволяющий проводить распознавание отдельных слов из ограниченного набора. Экспериментально установлено, что размер кодовой книги (число кластеров, используемых для представления речевого сигнала в пространстве признаков) равный 128 и 256 минимизирует ошибку распознавания для большинства рассмотренных алгоритмов. Также показано, что наилучшие результаты достигаются при использовании функций Стьюдента при оценке плотности функции распределения данных.

Timur Khanipov
Ivan Koptelov, Anton Grigoryev, Timur Khanipov, Sergey Emelyanov, Dmitry Nikolaev
Model of automatic vehicle classifier Download paper
Abstract: В работе описывается полнофункциональный макет программно-аппаратного комплекса «Автоматический классификатор транспортных средств», созданный специально для демонстрации технологий, использующихся в системе, на выставках и научных конференциях. Макет позволяет в реальном времени увидеть процесс и результаты работы системы, а также ее реакцию на различные нештатные ситуации. Система предназначена для определения класса транспортного средства (ТС) в соответствии с заданной классификационной схемой по числу колесных осей, высоте над первой осью или общей высоте ТС с использованием методов технического зрения. Для классификации используются видеопотоки с видеокамер и сигналы с индукционных петель. Результатом работы являются временные границы проезда ТС через классификатор, направление проезда, общая и заданная высота ТС, число осей и длина ТС.

Matthew Khoroshkin
Matthew Khoroshkin, Dmitry Rodionov
Эволюция специфичности к эффекторам у транскрипционных факторов семейства LacI Download paper
Abstract: Белки LacI-семейства контролируют экспрессию генов углеводного метаболизма бактерий, взаимодействуя с операторными ДНК-последовательностями. Взаимодействия белка и ДНК регулируется аллостерически: связывание со специфичным эффектором влияет на конформацию белка, изменяя его афинность к ДНК. LacI - одно из наиболее изученных семейств транскрипционных факторов. Согласно базе данных p2tf, семейство на данный момент насчитывает более 11 тысяч известных представителей. Соответственно, среди белков LacI-семейства велико разнообразие специфичных эффекторов. В данной работе мы изучали существование «паттернов специфичности» для белков LacI-семейства - т.е. универсального для всех белков семейства набора позиций, наиболее значимых для связывания с эффектором, аминокислотные замены в которых были бы связаны со сменой специфичности к эффектору. Ранее были проведены работы по определению значимых для связывания с эффектором позиций для отдельных белков с помощью методов направленного и ненаправленного мутагенеза, а также биоинформатические работы, в которых «паттерны специфичности» предсказывали исходя только из аминокислотных последовательностей белков и информации о специфичности белков к эффекторам. В данной работе мы совместили биоинформатические методы и использование экспериментальных данных об отдельных представителях семейства, изучив более тысячи белков с предсказанными специфичностями. Мы выбрали 15 наиболее значимых для специфичности к эффектору позиций, и сравнили консенсусные последовательности по этим позициям для 104 ортологичных групп белков. Полученные данные говорят нам о том, что специфичность к одному эффектору может осуществляться разными наборами аминокислот, и что зачастую специфичность разных групп белков к одному эффектору появляется в ходе параллельной эволюции.

Evgeny Khorov
Anton Kiryanov, Andrey Lyakhov, Evgeny Khorov
Модель передачи мультимедийных потоков реального времени при помощи детерминированного метода доступа Download paper
Abstract: Для осуществления надежной передачи данных по беспроводной сети и выполнения требований к качеству обслуживания может использоваться детерминированный метод доступа к среде, суть которого заключается в резервировании временных интервалов для исключительного использования парой станций. Описания методов детерминированного доступа к среде в стандартах включают в себя процедуру резервирования канального ресурса, но не содержат алгоритмов определения необходимого объема ресурсов для надежной передачи тех или иных данных. Как показывает практика, при передаче мультимедийных потоков реального времени, которые зачастую обладают переменной интенсивностью, данная задача оказывается нетривиальной. В работе предлагается алгоритм динамического управления объемом зарезервированных ресурсов для передачи мультимедийных потоков реального времени, обладающих переменной интенсивностью, в условиях помех.

Alexander Ivanov, Evgeny Khorov
Video Streaming with MCCA Download paper
Abstract: В работе разрабатывается модель передачи видеопотока механизмом MCCA в условиях помех.

Andrey Guschin, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
Performance evaluation of filtering algorithms for MPEG-4 streaming in emergency networks in case of overloads Download paper
Abstract: Потребность в повсеместном доступе к информации в любое время существует не только у простых потребителей, но и работников экстренных служб: МВД, МЧС и других. Растущий спрос на такие критические сервисы, как видеонаблюдение, дистанционный мониторинг и многие другие, приводит к росту видеотрафика реального времени. В данной работе мы рассматриваем проблему передачи зашифрованного видеопотока в режиме реального времени в условиях спонтанно возникающих перегрузок, вызванных сложной неоднородной структурой видеопотока и существенно меняющимися условиями в беспроводном канале.

Andrew Belogaev, Artem Krasilov, Evgeny Khorov
Performance Evaluation of Information about Reservations Dissemination Algorithms in Wi-Fi Mesh Download paper
Abstract: В работе исследуется проблема снижения объема рассылки служебной информации при использовании механизма детерминированного доступа, описанного в стандарте IEEE 802.11s сетей Wi-Fi Mesh. Механизм детерминированного доступа позволяет станциям сети заблаговременно резервировать интервалы времени для получения в них безконкурентного доступа к каналу. Для того, чтобы соседние станции не резервировали одни и те же интервалы времени, все станции сети должны осуществлять рассылку служебной информации об уже установленных резервированиях. В стандарте IEEE 802.11s предложен специальный механизм для снижения объема рассылки такой информации, основанный на разделении резервирований на группы. Вместе с тем, сам алгоритм разделения резервирований на группы, который оказывает существенное влияние на объем рассылаемой информации, не специфицирован. В данной работе рассмотрен простейший алгоритм разделения разделения на группы, построены аналитическая и имитационная модели работы этого алгоритма, позволяющие оценить объем служебного трафика в сети.

Alexander Ivanov, Zankin Vitaly, Evgeny Khorov
CBR streaming with IEEE 802.11ad Download paper
Abstract: В работе исследуется процесс передачи мультимедийных потоков постоянной интенсивности в сетях IEEE 802.11ad

Alexander Krotov, Evgeny Khorov
Model of the Restricted Access Window (RAW) usage for M2M communications in IEEE 802.11ah networks Download paper
Abstract: В работе описана модель передачи данных межмашинного взаимодействия внутри окна ограниченного доступа (RAW) в сетях IEEE 802.11ah

Anton Kiryanov, Vyacheslav Loginov, Evgeny Khorov
Head-of-Line Blocking Avoidance in Multimedia Streaming over Wireless Networks Download paper
Abstract: В беспроводных сетях качество соединения между точкой доступа и получателем может значительно изменяться с течением времени. Если качество соединения между одним получателем и точкой доступа ухудшается, то головной пакет этого получателя может заблокировать всю очередь пакетов точки доступа на передачу. Подобная проблема блокирования очереди головным пакетом (англ. Head-of-Line blocking, HOL blocking) имела место еще в проводных сетях. В работе предложен новый алгоритм обслуживания точкой доступа очереди пакетов на передачу, позволяющий бороться с проблемой блокирования очереди при передаче видеопотоков реального времени в беспроводных сетях стандарта IEEE 802.11.

Dmitry Bankov, Evgeny Khorov
Do we need to predict overflows while streaming video Download paper
Abstract: При передаче видеопотока реального времени по беспроводной сети могут возникнуть перегрузки: ситуации, когда пропускной способности канала оказывается недостаточно для передачи всего потока с соблюдением ограничений на максимально допустимое время передачи. Те пакеты видеопотока, для которых время передачи превысило ограничение, отбрасываются, что приводит к искажению видеоизображения на адресате. Известны методы фильтрации видеопотоков в случае перегрузок, которые удаляют из очереди пакетов наименее значимые, снижая тем самым искажения видеоизображения. В работе исследуется, как сильно можно еще снизить искажения, если предсказывать перегрузки заранее.

Ekaterina Khrameeva
Ekaterina Khrameeva
Chromatin structure in two Drosophila cell lines Download paper
Abstract: Развитие технологии определения конформации хромосом (3C) позволило детально изучить дальние взаимодействия в хроматине. Этот метод основан на пространственно ограниченном лигировании, совмещенном с локус-специфичной полимеразной цепной реакцией. Недавно была разработана новая технология, которая называется Hi-C. Она позволяет расшифровывать тр ехмерную архитек туру пол ного ген ома посредст вом лиги рова ния простран ственно близких участков и последующего секвенирования лигированных фрагментов. В настоящей работе мы проанализировали структуру хроматина в клеточных линиях дрозофилы KC и S2, предсказали топологические домены и сравнили их расположение в этих клеточных линиях. Мы также проверили, коррелирует ли расположение топологических доменов с эпигенетическим характеристиками.

Anton Kiryanov
Anton Kiryanov, Andrey Lyakhov, Evgeny Khorov
Модель передачи мультимедийных потоков реального времени при помощи детерминированного метода доступа Download paper
Abstract: Для осуществления надежной передачи данных по беспроводной сети и выполнения требований к качеству обслуживания может использоваться детерминированный метод доступа к среде, суть которого заключается в резервировании временных интервалов для исключительного использования парой станций. Описания методов детерминированного доступа к среде в стандартах включают в себя процедуру резервирования канального ресурса, но не содержат алгоритмов определения необходимого объема ресурсов для надежной передачи тех или иных данных. Как показывает практика, при передаче мультимедийных потоков реального времени, которые зачастую обладают переменной интенсивностью, данная задача оказывается нетривиальной. В работе предлагается алгоритм динамического управления объемом зарезервированных ресурсов для передачи мультимедийных потоков реального времени, обладающих переменной интенсивностью, в условиях помех.

Anton Kiryanov, Vyacheslav Loginov, Evgeny Khorov
Head-of-Line Blocking Avoidance in Multimedia Streaming over Wireless Networks Download paper
Abstract: В беспроводных сетях качество соединения между точкой доступа и получателем может значительно изменяться с течением времени. Если качество соединения между одним получателем и точкой доступа ухудшается, то головной пакет этого получателя может заблокировать всю очередь пакетов точки доступа на передачу. Подобная проблема блокирования очереди головным пакетом (англ. Head-of-Line blocking, HOL blocking) имела место еще в проводных сетях. В работе предложен новый алгоритм обслуживания точкой доступа очереди пакетов на передачу, позволяющий бороться с проблемой блокирования очереди при передаче видеопотоков реального времени в беспроводных сетях стандарта IEEE 802.11.

Galya Klink
Galya Klink, Georgii Bazykin
Inference of prevalence of epistasis from huge phylogenies Download paper
Abstract: Epistatic interactions between amino acid sites shape the local fitness landscapes, affecting the site-specific probabilities of fixation of different amino acids. Comparisons of prevalences of amino acids at individual sites with site-specific dn/ds values suggest that the majority of amino acid fixations that occur at a given instant would be deleterious at another instant, implying prevalent epistasis (Breen et al. 2012). Changes in fitness of an amino acid variant at a site over time may also be observed phylogenetically as the reduction in the rate of reversals with time since substitution (Naumenko et al. 2012). Moreover, if such changes are prevalent, occurrences of an amino acid should be clustered on a phylogeny. Here, we reconstruct the phylogeny of several mitochondrial proteins from 5,000 metazoan species, and use this data to obtain the distributions of phylogenetic distances between amino acid substitutions. The distances between the substitutions giving rise to a specific amino acid at a specific site are, on average, ~20% lower than those expected if the substitution process was time-invariant, indicating that the rates of substitutions to a specific amino acid differ between clades, presumably due to epistatic changes in the local fitness landscapes.

Marina Kochevalina
Marina Kochevalina, Elena Rodionova, O.V. Morozova, Alexander Ambaryan, Alexei Borodkov
Odor Signatures of hepatocellular carcinoma in urine of mice with experimental tumors Download paper
Abstract: В настоящее время важной тенденцией в медицинской диагностике является разработка и активное использование новых инструментальных методов анализа. Масс-спектрометрические методы, основанные на ионизации атомов или химических соединений и детектировании образующихся ионов, относятся к числу наиболее информативных методов анализа, позволяющих анализировать сотни тысяч соединений, принципиально отличающихся по химическим и физическим свойствам. Одновременное применение животных-макросматиков, собак, мышей, в качестве «биосенсеров» позволяет выйти за рамки простого сравнения комплекса летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых больными и здоровыми испытуемыми, используя способность этих животных к сравнению запаховых смесей и выделению в них значимых для сравнения комплексов ЛОС.

Denis Kokorev
Denis Kokorev
Алгоритмы вписывания выпуклых многогранников, использующие численные методы оптимизации Download paper
Abstract: В статье рассматривается проблема нахождения многогранников заданной формы внутри других многогранников. Предлагаются несколько альтернативных методов поиска вписанных многогранников, основанных на сведении данной задачи к задаче нелинейного программирования и решения ее с помощью готовых программных вычислительных ресурсов. Также предлагаются возможные аппроксимации для ускорения работы алгоритма.

Larisa Komosko
Larisa Komosko, Mikhail Batsyn
Быстрый алгоритм для решения задачи о раскраске графа с использованием битовых операций Download paper
Abstract: В статье рассматривается задача о раскраске графа. Предложен эвристический алгоритм, позволяющий получить раскраску графа (вектор из n натуральных чисел) с помощью математических операций над битовым представлением матрицы смежности графа. Скорость и точность данного алгоритма сравнивается с этими же характеристиками известного алгоритма GIS (Greedy Independent Sets-Colour). Результаты сравнения двух алгоритмов, выполнены на графах библиотеки DIMACS. Они показывают, что предложенный эвристический алгоритм выполняет раскраску графа быстрее по сравнению со стандартным подходом к его реализации.

Alexey Kondrashov
Olga Vakhrusheva, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Epistasis in ultraconserved non-coding elements Download paper
Abstract: Human genome comprises hundreds of ultraconserved non-coding elements (UCEs). These elements are typically defined as non-coding sequences longer than 100 base pairs with 100% identity to mouse, rat or chicken orthologous region. Analogous elements have been identified in Drosophila melanogaster genome. As negative selection associated with such extreme conservation should be of great strength, it was argued that such ultraconserved elements should be of great functional importance. Furthermore, selection acting on such elements was estimated to be much stronger than in protein-coding regions. However, exact causes of ultraconservation remain obscure. We propose that phenomenon of ultraconservation might be explained by strong epistasis between individual sites in ultraconserved elements. To address possible non-additive effects of mutations in ultraconserved elements we studied distribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) between haplotypes in UCEs for H. sapiens and D.melanogaster. We found that linkage disequilibrium between SNPs in ultraconserved elements is significantly decreased as compared to random pairs of SNPs with matching population frequencies. In line with that we observed that two SNPs are less likely to reside in the same haplotype versus different haplotypes for ultraconserved elements as compared to non-conserved genomic regions. This effect holds for both H.sapiens and D.melanogaster. Such repulsion between individual SNPs in UCEs might be indicative of synergistic epistasis corresponding to a scenario when a cumulative effect on the fitness of several mutations in the UCE is more severe than would be expected in the case of additivity of the effects of individual mutations.

Ivan Konovalenko
Ivan Konovalenko, Elena Kuznetsova
Automatic estimation of the instantaneous speed of the car on the video stream in uncontrolled lighting conditions Download paper
Abstract: В работе рассматривается задача оценки скорости объекта в видеопотоке. Описано несколько подходов, решающих эту проблему, часто как частную. Обсуждаются практические аспекты данной задачи. Для численного сравнения выбрана коммерческая задача автоматической оценки скорости автомобилей по видеопотоку на платных автотрассах.

Ivan Koptelov
Ivan Koptelov, Anton Grigoryev, Timur Khanipov, Sergey Emelyanov, Dmitry Nikolaev
Model of automatic vehicle classifier Download paper
Abstract: В работе описывается полнофункциональный макет программно-аппаратного комплекса «Автоматический классификатор транспортных средств», созданный специально для демонстрации технологий, использующихся в системе, на выставках и научных конференциях. Макет позволяет в реальном времени увидеть процесс и результаты работы системы, а также ее реакцию на различные нештатные ситуации. Система предназначена для определения класса транспортного средства (ТС) в соответствии с заданной классификационной схемой по числу колесных осей, высоте над первой осью или общей высоте ТС с использованием методов технического зрения. Для классификации используются видеопотоки с видеокамер и сигналы с индукционных петель. Результатом работы являются временные границы проезда ТС через классификатор, направление проезда, общая и заданная высота ТС, число осей и длина ТС.

Artyom Korkh
Artyom Korkh
Methods of increase the efficiency of algorithms of sequential filling networks by flows Download paper
Abstract: Данная работа представляет собой углубленное исследование задачи заполнения сетей потоками с помощью известных приближенных алгоритмов, называемых последовательными алгоритмами. Рассматривались два варианта увеличения эффективности их работы: во-первых, увеличение величины суммарного потока, передаваемого ими через сеть и нахождение верхней оценки величины суммарного потока; во-вторых, уменьшение вычислительных затрат на их реализацию. Первая цель достигалась за счет построения так называемого комбинированного алгоритма, включающего в себя решение многопродуктовой задачи, как задачи целочисленного линейного программирования. Вторая цель была достигнута с помощью декомпозиции алгоритмов последовательного заполнения путем выделения подграфа специального вида и упрощенного способа вычисления путей для потоков с учетом этого подграфа сети.

Semen Korolev
Semen Korolev, Alexander Seliverstov
Rho-dependent and classic transcription attenuations Download paper
Abstract: We study putative proteins encoded by genes associated with leader peptide genes containing a tract of cysteine or tryptophan codons. Among them proteins with the PF00480 (ROK) and PF14340 (DUF4395) domains. We hypothesize that gene expression of such proteins is regulated with cysteine- or tryptophan-dependent transcription attenuation, namely the Rho-dependent or classic transcription attenuation.

Yuriy Korostelev
Ilya Zharov, Yuriy Korostelev
Co-evolution of MerR transcription factors and their binding sites Download paper
Abstract: Транскрипционные активаторы генов устойчивости к тяжелым металлам, образуют отдельную группу внутри семейства транскрипционных факторов MerR. В данной работе идентифицировано 1516 транскрипционных факторов подсемейств CueR, MerR, CadR-PbrR, CadR-PbrR-like и HMRTR. Затем было найдено 884 сайта связывания для 763 из этих белков. Был проведен анализ корреляций замен в последовательностях ДНК-связывающих доменов этих белков и их сайтов связывания. В результате обнаружено 35 пар позиций с коррелированными заменами в соответствующих выравниваниях. Пространственные структуры различных активаторов транскрипции семейства MerR практически идентичны. Поэтому был проведен поиск экспериментально определенных контактов белок-ДНК для транскрипционных факторов семейства MerR. Было найдено 36 контактов боковых цепей аминокислот с основаниями нуклеотидов. 9 пар позиций оказались одновременно контактирующими и имеющими коррелированные замены. Затем были восстановлены предковые последовательности ДНК-связывающих доменов исследуемых белков и их сайтов связывания в узлах филогенетического дерева белков. Из предковых последовательностей видно, что в позициях с коррелированными заменами перепредставленные пары аминокислота-нуклеотид возникали несколько раз независимо в ходе эволюции.

Artem Krasilov
Andrew Belogaev, Artem Krasilov, Evgeny Khorov
Performance Evaluation of Information about Reservations Dissemination Algorithms in Wi-Fi Mesh Download paper
Abstract: В работе исследуется проблема снижения объема рассылки служебной информации при использовании механизма детерминированного доступа, описанного в стандарте IEEE 802.11s сетей Wi-Fi Mesh. Механизм детерминированного доступа позволяет станциям сети заблаговременно резервировать интервалы времени для получения в них безконкурентного доступа к каналу. Для того, чтобы соседние станции не резервировали одни и те же интервалы времени, все станции сети должны осуществлять рассылку служебной информации об уже установленных резервированиях. В стандарте IEEE 802.11s предложен специальный механизм для снижения объема рассылки такой информации, основанный на разделении резервирований на группы. Вместе с тем, сам алгоритм разделения резервирований на группы, который оказывает существенное влияние на объем рассылаемой информации, не специфицирован. В данной работе рассмотрен простейший алгоритм разделения разделения на группы, построены аналитическая и имитационная модели работы этого алгоритма, позволяющие оценить объем служебного трафика в сети.

Alexey Kreshchuk
Alexey Kreshchuk, Victor Zyablov
Lower bound for frame error rate of product codes iterative decoder Download paper
Abstract: В данной работе рассматривается итеративный декодер кода-произведения и приводятся оценки снизу на вероятность неправильного декодирования.

Alexander Krotov
Alexander Krotov, Evgeny Khorov
Model of the Restricted Access Window (RAW) usage for M2M communications in IEEE 802.11ah networks Download paper
Abstract: В работе описана модель передачи данных межмашинного взаимодействия внутри окна ограниченного доступа (RAW) в сетях IEEE 802.11ah

Ekaterina Krymova
Ekaterina Krymova, Alexander Gasnikov
Oracle inequalities for a stochastic online version of mirror descend method Download paper
Abstract: Данная работа посвящена стохастической онлайн версии метода зеркального спуска. Основная цель состоит в том, чтобы показать, что стохастическая онлайн версия метода зеркального спуска может быть использована для получения неравенств для экспоненциальной агрегации оценок зашумленного вектора. Основная особенность используемого нами подхода состоит в том, что мы релаксируем требование существования экспоненциальных моментов у рассматриваемых случайных величин, допускаем онлайн постановку, а также учитываем при этом сильную выпуклость структуры задачи. Для стохастического онлайн сильно выпуклого случая в статье приводятся, по-видимому, новые оценки, которые далее используются в задаче оценивания зашумленного вектора.

Andrey Kudinov
Andrey Kudinov, Ilya Shapirovsky
On comleteness of pretransitive logics of finite depth Download paper
Abstract: В работе рассматриваются модальные логики, в которых выразим оператор транзитивного замыкания и имеется формула, выражающая ограничение на высоту частичного порядка, индуцированного бинарным отношением в шкале. Недавно (2011) авторами были исследованы свойства таких логик для случая высоты 1. В этой работе мы рассматриваем случай произвольной конечной высоты, для которого доказываем полноту по Крипке. Более сильное свойство - полноту относительно конечных шкал, удаётся распространить на случай высоты 2.

Yerbol Kurmangaliyev
Arseny Smirnov, Yerbol Kurmangaliyev
Анализ тканеспецифичного переключения основных изоформ Download paper
Abstract: Альтернативный сплайсинг - процесс, позволяющий одному гену производить несколько мРНК и, следовательно, белков, являясь одним из основных источником разнообразия белков у высших эукариот. Однако недавно было показано, что большинство генов экспрессируют в большинстве тканей одну и ту же основную изоформу (преобладающую в процентном соотношении). Таким образом у большинства белок-кодирующих генов не происходит переключения между изоформами и соответственно кодируется один и тот же белок[1]. Это может свидетельствовать о том, что реальный вклад альтернативного сплайсинга в увеличение разнообразия генных продуктов может быть переоценен. Целью данного исследования был поиск и анализ случаев переключения основных изоформ в различных тканях. Мы использовали наборы транскриптомных данных из разных тканей человека [2] и проанализировали случаи тканеспецифичного альтернативного сплайсинга (переключение основных изоформ) и распределение типов элементарных альтернатив (различных механизмов альтернативного сплайсинга) среди этих случаев.

Yerbol Kurmangaliyev
Natural variation of Drosophila melanogaster transcriptomes Download paper
Abstract: Мутации влияющие на корректный сплайсинг генов часто приводят к потери функции генов. По некоторым данным, до половины мутаций вызвыающих наследственные заболевания могут оказывать влияние на сплайсинг генов. Однако, не все мутации затрагивающие сплайсинг генов являются вредными. Было показано, что здоровые индивидуумы одного вида могут иметь различия в паттернах сплайсинга (аллель-специфичный сплайсинг). В частности, естественная изменчивость в регуляторных областях генов может приводить к изменениям в экзон/интронной структуре генов. Набор из 100 индивидуальных геномов и транскриптомов Drosophila melanogaster является одним из первых массивов генотип-специфичных данных по экспрессии генов. Исследование этого набора данных выявил множество случаев аллель-специфичного сплайсинга. Геномный анализ ассоциации выявил множество мутации ассоциированных с изменениями в сплайсинге генов. Анализ неаннотированных интронов выявил множетсво новых генотип-специфичных изоформ.

Elena Kuznetsova
Andrew Belogaev, Elena Kuznetsova, Dmitry Nikolaev
Technique of the selection of orthotropic edges in the image and its use in a set of problems in automatic classification of vehicles in the video stream Download paper
Abstract: Описывается техника выделения ортотропных границ на последовательности изображений видеоряда, представленных в градациях серого. Рассматриваются особенности использования данной техники для решения нескольких задач в рамках системы автоматической классификации транспортных средств (АКТС), работающей в режиме реального времени в условиях ограниченной мощности промышленных компьютеров; описывается ряд эвристик для повышения качества работы предложенных алгоритмов, приводятся оценки их сложности и результаты замеров качества.

Elena Kuznetsova, Dmitry Nikolaev, Anton Grigoryev
Tree rings detection methods for crossdating using of series of images Download paper
Abstract: Описывается метод построения рядов годичного прироста древесины по фотографиям поперечных спилов деревьев с использованием структурного тензора изображения, быстрого преобразования Хафа и модификации алгоритма динамического выравнивания временных рядов (dynamic time warping). Приводятся принятые в дендрохронологии модели формирования ширины годичных колец, способы стандартизации рядов годичного прироста и построения шкал перекрестных датировок. Предлагается алгоритм динамического сопоставления временных рядов, полученных в результате анализа серии изображений различных спилов, основанный на алгоритме dtw.

Ivan Konovalenko, Elena Kuznetsova
Automatic estimation of the instantaneous speed of the car on the video stream in uncontrolled lighting conditions Download paper
Abstract: В работе рассматривается задача оценки скорости объекта в видеопотоке. Описано несколько подходов, решающих эту проблему, часто как частную. Обсуждаются практические аспекты данной задачи. Для численного сравнения выбрана коммерческая задача автоматической оценки скорости автомобилей по видеопотоку на платных автотрассах.


up

L

Anastasia Lagunovskaya
Alexander Gasnikov, Alexander Shananin, Anastasia Lagunovskaya
Numerical methods for solving the monopoly model of cargo rail freight Download paper
Abstract: Необходимость решения задачи монополиста в предложенной недавно модели грузоперевозок на железнодорожном транспорте приводит к изучению задач многоуровневой оптимизации (как правило, двухуровневой). Специфика рассматриваемой нами задачи такова, что в общем случае не позволяет напрямую использовать технику, развиваемую, например, в работах А. Шапиро и др., обеспечивающую выпуклость итоговой задачи. В результате мы не можем гарантировать выпуклость нашей задачи. Таким образом, возникает необходимость решать задачу глобальной (не выпуклой) оптимизации. Причем специфика задачи такова, что мы также не можем посчитать субградиент функционала. Более того, мы можем посчитать значения функционала в любой наперед заданной точке лишь с ограниченной точностью. Причем чем выше эта точность, тем более затратно вычисление этого значения. Возникает необходимость развивать численные методы безградиентной оптимизации с неточным оракулом. Причем мы можем играть на точности оракула, с целью минимизации общего объема вычислений. В данной статье предлагается такой метод. Рассматривается приложение метода к решению задачи монополиста.

Jeffrey Leek
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.

Vyacheslav Loginov
Anton Kiryanov, Vyacheslav Loginov, Evgeny Khorov
Head-of-Line Blocking Avoidance in Multimedia Streaming over Wireless Networks Download paper
Abstract: В беспроводных сетях качество соединения между точкой доступа и получателем может значительно изменяться с течением времени. Если качество соединения между одним получателем и точкой доступа ухудшается, то головной пакет этого получателя может заблокировать всю очередь пакетов точки доступа на передачу. Подобная проблема блокирования очереди головным пакетом (англ. Head-of-Line blocking, HOL blocking) имела место еще в проводных сетях. В работе предложен новый алгоритм обслуживания точкой доступа очереди пакетов на передачу, позволяющий бороться с проблемой блокирования очереди при передаче видеопотоков реального времени в беспроводных сетях стандарта IEEE 802.11.

Yakov Lomakin
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Elena Lopatina
Elena Lopatina
Genome evolution in Burkholderia spp Download paper
Abstract: Предметом исследования в этой работе являются штаммы бактерий рода Burkholderia. Они интересны тем, что содержат несколько хромосом. Проведен пангеномный анализ. Для каждого штамма реконструированы все транслокации, произошедшие между хромосомами, с момента существования общего предка 28 штеммов, включенных в исследование. Обнаружена параллельная инверсия, произошедшая у штаммов B. cenocepacia AU1054 и B. cenocepacia J2315. Также были исследованы процессы приобретения и потери генов штаммами.

Andrey Lyakhov
Anton Kiryanov, Andrey Lyakhov, Evgeny Khorov
Модель передачи мультимедийных потоков реального времени при помощи детерминированного метода доступа Download paper
Abstract: Для осуществления надежной передачи данных по беспроводной сети и выполнения требований к качеству обслуживания может использоваться детерминированный метод доступа к среде, суть которого заключается в резервировании временных интервалов для исключительного использования парой станций. Описания методов детерминированного доступа к среде в стандартах включают в себя процедуру резервирования канального ресурса, но не содержат алгоритмов определения необходимого объема ресурсов для надежной передачи тех или иных данных. Как показывает практика, при передаче мультимедийных потоков реального времени, которые зачастую обладают переменной интенсивностью, данная задача оказывается нетривиальной. В работе предлагается алгоритм динамического управления объемом зарезервированных ресурсов для передачи мультимедийных потоков реального времени, обладающих переменной интенсивностью, в условиях помех.

Igor Kargin, Alexander Safonov, Andrey Lyakhov
Routing in wireless multihop networks in presence of correlated interference Download paper
Abstract: В данной работе ставится задача использования метода передачи multipath в беспроводной сети в условиях, когда события приема на получающих станциях коррелированы.


up

M

Nina Malayr
Nina Malayr, Elena Maximova, Vera Talis
Кинематика подъема/спуска на ступеньку у детей с ранним детским аутизмом Download paper
Abstract: Социально-психологические проблемы детей с ранним детским аутизмом (РДА) сопровождаются двигательной дискоординацией, которая на сегодняшний день мало изучена. Целью настоящей работы было провести кинематический анализ вертикальной стойки и подъема/спуска на ступеньку у детей с РДА в сравнении со здоровыми детьми соответствующего возраста. В исследовании участвовали 6 больных детей в возрасте 6-8 лет, 6больных подростков в возрасте 11-12лет, 8 здоровых детей соответствующего возраста, 8 здоровых подростков. Получено, что для больных подростков при подъеме на ступеньку характерна поза с менеесогнутыми коленями и тазобедренными суставами, чем у их здоровых ровесников, причем длительность подъема была больше, чем в контрольной группе. Дети с РДА осуществляли подъем/спуск быстрее, чем больные подростки. Также эти две группы имели различия в амплитуде сгибания голеностопного сустава при спуске: у детей она больше, чем у подростков. Получено, что для больных детей, как при стоянии, так и при подъеме/спуске на ступеньку, характерна поза с более согнутыми коленями и тазобедренными суставами, а во фронтальном направлении - с более отведенным наружу положением тазобедренного сустава, чем у здоровых детей. Отмечена затрудненность целенаправленных движений у больных детей, выражающаяся в значительных колебаниях амплитуды угловой скорости тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости при подготовке к движению. Заметные различия в координации движений между больными детьми и больными подростками указывает на важность ранних реабилитационных программ.

Anna Marakasova
Svetlana Timoshenko, Anna Marakasova
Adjectival Forms of Place Names: Study of Sense Disambiguation Download paper
Abstract: Данная статья описывает метод семантического анализа, который воплощен в модуле системы ЭТАП-3, на примере группы относительных прилагательных, образованных от топонимов: английский, провансальский, волжский, берлинский. Мы выбрали именно эту группу, потому что она неоднократно служила предметом лингвистического анализа. В лексикографии существует два подхода к описанию подобных слов. Мы предлагаем технологию, объединяющую преимущества этих подходов, и описываем её программное воплощение.

Elena Maximova
Nina Malayr, Elena Maximova, Vera Talis
Кинематика подъема/спуска на ступеньку у детей с ранним детским аутизмом Download paper
Abstract: Социально-психологические проблемы детей с ранним детским аутизмом (РДА) сопровождаются двигательной дискоординацией, которая на сегодняшний день мало изучена. Целью настоящей работы было провести кинематический анализ вертикальной стойки и подъема/спуска на ступеньку у детей с РДА в сравнении со здоровыми детьми соответствующего возраста. В исследовании участвовали 6 больных детей в возрасте 6-8 лет, 6больных подростков в возрасте 11-12лет, 8 здоровых детей соответствующего возраста, 8 здоровых подростков. Получено, что для больных подростков при подъеме на ступеньку характерна поза с менеесогнутыми коленями и тазобедренными суставами, чем у их здоровых ровесников, причем длительность подъема была больше, чем в контрольной группе. Дети с РДА осуществляли подъем/спуск быстрее, чем больные подростки. Также эти две группы имели различия в амплитуде сгибания голеностопного сустава при спуске: у детей она больше, чем у подростков. Получено, что для больных детей, как при стоянии, так и при подъеме/спуске на ступеньку, характерна поза с более согнутыми коленями и тазобедренными суставами, а во фронтальном направлении - с более отведенным наружу положением тазобедренного сустава, чем у здоровых детей. Отмечена затрудненность целенаправленных движений у больных детей, выражающаяся в значительных колебаниях амплитуды угловой скорости тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости при подготовке к движению. Заметные различия в координации движений между больными детьми и больными подростками указывает на важность ранних реабилитационных программ.

Pavel Mazin
Pavel Mazin, Gleb Fisunov, Aleksey Gorbachev, Dmitry Alexeev
Regulation without regulators: Mycoplasma gallisepticum transcriptome Download paper
Abstract: Птичий патоген Mycoplasma gallisepticum вызывает хроническое респираторное заболевание домашних и диких птиц. Геном M. gallisepticum состоит из менее чем 1 млн пар оснований и содержит около 800 генов. Несмотря на редуцированный набор транскрипционных факторов M. gallisepticum способна изменять экспрессию многих генов в ответ на различные стрессы, такие как тепловой или осмотический. В данной работе мы мы применили методы секвенирования нового поколения для изучения регуляции инициации и терминации транскрипции в M. gallisepticum под воздействием различных стрессов. Мы показали, что промоторы M. gallisepticum состоят из классического TATAAT-бокса, окружённого A/T-богатой последовательностью и отделённого в подавляющем числе случаев от сайта начала транскрипции (СНТ) шести-нуклеотидным спейсером. Регуляция СНТ при тепловом шоке в большой степени объясняется вариабельностью строения базовой части промотора. Анализ покрытия генома транскриптомными ридами позволил выделить два класса терминаторов транскрипции: сильные, не регулируемые терминаторы с РНК-шпильками, и слабые, подавляемые тепловым шоком терминаторы без шпилек.

Yulia Medvedeva
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Alina Minkina
Alina Minkina, Anton Grigoryev, Sergei Usilin, Dmitry Polevoy, Dmitry Nikolaev
Generalization of the Viola-Jones method as a Decision Tree of strong classifiers for real-time object recognition in the video stream Download paper
Abstract: В данной работе исследуется обучение составных классификаторов Виолы и Джонса. Предлагается архитектура составного классификатора, отличная от классического линейного каскада, а именно классификатор в виде решающего дерева, и методика его обучения. Исследуется влияние формы дерева на производительность. Проводится сравнение по параметрам точности и производительности с классическим каскадом, экспериментально исследуются различные варианты архитектуры дерева. В качестве исследуемого классификатора используются детекторы образов колес в системе автоматической классификации транспортных средств.

Andrey Mironov
Ruslan Soldatov, Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Translation facilitates in vivo mRNA unfolding Download paper
Abstract: Each RNA molecule folds in a secondary structure due to intrinsic propensity of its nucleotides to form stable base pairs. During the last decade numerous classes of functional non-protein-coding RNAs (ncRNAs) were discovered, which regulate diverse biological processes (such as transcription, translation, splicing, RNA editing etc). However, until recently there were no approaches to monitor RNA secondary structure in vivo. Recent genome-wide structure probing experiment (DMS-seq) reveals active unfolding of mRNA structures in vivo compared to in vitro. The central question is what accounts for active unfolding of messenger RNAs. RNA helicases were proposed to prevent formation of stable RNA folds. Here we show that translation is a major force of in vivo mRNA unfolding in yeast and human fibroblast cell line.

Ekaterina Zhuravleva, Elena Stavrovskaya, Andrey Mironov, Alexander Favorov
Evolution of non-coding RNAs in Drosophila genus genomes Download paper
Abstract: Вопросы эволюции некодирующей РНК (нкРНК) в клетке в настоящий момент остаются далеко не до конца разрешенными. При этом ранее практически не исследовался ряд вопросов, затронутых в данном исследовании. В этой работе мы сосредоточились на рассмотрении различных аспектов эволюции нкРНК геномов рода Drosophila. В частности, нас интересовал отбор на минимизацию свободной энергии вторичной структуры нкРНК.

Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Structural RNA alignments: the twilight zone Download paper
Abstract: Структурное выравнивание некодирующих РНК является важной биологической задачей, так как учет структур при выравнивании РНК позволяет получить выравнивания, применимые для широкого класса задач, связанных с анализом РНК. Большинство существующих в настоящее время подходов является упрощением алгоритма Санкова 1985 года и/или применимы для уровней сходства выше ``сумеречной'' зоны 60-70\%. Мы предлагаем метод построения структурного выравнивания с использованием матрицы, учитывающей структуры выравниваемых последовательностей. Структурная матрица строится на основе информации о вероятностях нуклеотидов быть донорами или акцепторами спаривания.

Elena Stavrovskaya, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Выявление эффекта транскрипции интронов с помощью корреляционного анализа Download paper
Abstract: Благодаря современным методам секвенирования сегодня для исследования доступно большое количество данных, ассоциированных с конкретными областями ДНК. Эти данные часто представлены в виде функции от позиции ДНК (профиля покрытия). Корреляция между данными из различных источников в масштабе хромосомы или всего генома свидетельствует о взаимосвязи соответствующих биологических характеристик. Транскрипция генов - один из ключевых механизмов работы клетки. В настоящее время существует большое количество экспериментальных методов для определения трансрибируемых участков генома. Технология CAGE (Cap Analysis of Gene Expression) позволяет выявлять такие участки с высокой точностью. Ясно, что транскрибируемые участки должны соотвествовать экзонам генов. Однако, сравнительный корреляционный анализ данных CAGE и различных геномных участков (генов, экзонов, интронов) показал наличие транскрипции в интронах генов. Дальнейшее исследование данных выявило значимость данного эффекта (p-value близко к 0), а также показало, что начала транскрипционных участков совпадают с началами интронов.

Artem Artemov, Anastasiya Suvorova, Andrey Mironov
Исследование синхронной активации-деактивации соседних генов по данным РНК-секвенирования единичных клеток Download paper
Abstract: Секвенирование транскриптомов единичных клеток - перспективная технология, позволяющая оценить, как много информации теряется за счет усреднения паттернов экспрессии по ансамблю из многих тысяч клеток. Ранее было показано, что при рассмотрении отдельных клеток детектируются более дискретные паттерны экспрессии, чем при традиционном эксперименте RNA-seq, анализирующем смесь десятков тысяч клеток: распределение уровня экспрессии многих генов от клетки к клетке было бимодальным. В предлагаемой работе мы использовали общедоступные данные, полученые из единичных клеток линии GM12878. Особенность этой клеточной линии в том, что она выделена из человека, для которого был секвенирован не только его собственный геном, но и геномы его родителей. Таким образом, гетерозиготные полиморфизмы в геноме таких клеток, являются фазированными, то есть, для каждого варианта известно, произошел он от отца или от матери. В оригинальной работе было показано, что для некоторых генов характерна в каждой клетке экспрессия либо только материнского, либо только отцовского варианта (при этом доли клеток, экспрессирующих каждый вариант, значимо не отличаются, соответственно, при анализе смеси клеток такой эффект не наблюдается). Мы предположили, что соседние по геному гены на материнской или отцовской копиях хромосомы могли бы активироваться или деактивироваться синхронно. Целью работы было понять, сущестуют ли в геноме протяженные участки из нескольких генов, которые имеют тенденцию одновременно активироваться на одной из копий хромосом. Чтобы понять, каким механизмом могло бы осуществляться такое переключение, мы сопоставляли такие отрезки одновременной активации с различными эпигенетическими особенностями генома, в частности, пространственными топологическими доменами и участками между известными инсуляторами. Проверялась гипотеза о том, что топологический домен является единицей включения и выключения экпрессии. В процессе работы был разработан пайплайн для анализа аллель-специфичной экспрессии, включающий картирование отдельно на материнскую и отцовскую версию генома и анализ полученных выравниваний. В отличие от аналогичного пайплайна AlleleSeq, в нашем подходе для каждой фазированной полиморфной позиции вычислялось не только покрытие прочтениями, но и соотншение прочтений, содержащих в исследуемой позиции каждый аллельный вариант, с учетом ПЦР-дупликатов.

O.V. Morozova
Marina Kochevalina, Elena Rodionova, O.V. Morozova, Alexander Ambaryan, Alexei Borodkov
Odor Signatures of hepatocellular carcinoma in urine of mice with experimental tumors Download paper
Abstract: В настоящее время важной тенденцией в медицинской диагностике является разработка и активное использование новых инструментальных методов анализа. Масс-спектрометрические методы, основанные на ионизации атомов или химических соединений и детектировании образующихся ионов, относятся к числу наиболее информативных методов анализа, позволяющих анализировать сотни тысяч соединений, принципиально отличающихся по химическим и физическим свойствам. Одновременное применение животных-макросматиков, собак, мышей, в качестве «биосенсеров» позволяет выйти за рамки простого сравнения комплекса летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых больными и здоровыми испытуемыми, используя способность этих животных к сравнению запаховых смесей и выделению в них значимых для сравнения комплексов ЛОС.

Vera Mukhina
Vera Mukhina
Analyse of horizontal gene transfer in algae and higher plants Download paper
Abstract: Современные водоросли и растения содержат в своих клетках пластиды - ДНК-содержащие органеллы эндосимбиотического происхождения, необходимые для фотосинтеза. Цианобактерии, предки пластид, вступили в симбиоз с эукариотами в протерозое и с тех пор в процессе коэволюции их геном сильно редуцировался. Часть генов была полностью утрачена, а часть перенесена в ядерный геном. Целью работы является поиск и анализ генов пластидного происхождения в ядерных геномах растений и водорослей из разных таксонов.


up

N

Sergey Naumenko
Renat Arifulov, Sergey Naumenko
Typing HLA system genes using NGS data Download paper
Abstract: Точное определение аллелей (типирование) в локусе HLA (человеческий лейкоцитарный антиген) необходимо для подбора доноров костного мозга. В качестве альтернативы существующим лабораторным методикам типирования в сотрудничестве с иммунологами мы разрабатываем новый метод типирования по данным высокопроизводительного секвенирования NGS. Нашими коллегами разработана специальная система библиотек и проведено секвенирование образцов 10 пациентов. Нами разрабатывается метод типирования по этим данным, основанный на раздельной сборке аллелей из коротких чтений. Целевая точность метода - типирование до 4х цифр по номенклатуре HLA, что означает идентичность белковой последовательности.

Alexey Nazarenko
Alexey Nazarenko, Alexander Prokhorov, Oleg Sukhoroslov
Автоматизация инженерных расчетов с помощью потоков работ Download paper
Abstract: В процессе разработки высокотехнологичных инженерных изделий возникает ряд технических трудностей, приводящих к существенному увеличению сроков и стоимости проектирования. В работе показывается необходимость автоматизации инженерных расчетов. Предлагается модель потока работ, позволяющая в удобной форме описать процесс решения типичных инженерных задач. Рассматривается задача многодисциплинарной оптимизации, на примере которой демонстрируется использование предложенной модели.

Dmitry Nikolaev
Alina Minkina, Anton Grigoryev, Sergei Usilin, Dmitry Polevoy, Dmitry Nikolaev
Generalization of the Viola-Jones method as a Decision Tree of strong classifiers for real-time object recognition in the video stream Download paper
Abstract: В данной работе исследуется обучение составных классификаторов Виолы и Джонса. Предлагается архитектура составного классификатора, отличная от классического линейного каскада, а именно классификатор в виде решающего дерева, и методика его обучения. Исследуется влияние формы дерева на производительность. Проводится сравнение по параметрам точности и производительности с классическим каскадом, экспериментально исследуются различные варианты архитектуры дерева. В качестве исследуемого классификатора используются детекторы образов колес в системе автоматической классификации транспортных средств.

Andrew Belogaev, Elena Kuznetsova, Dmitry Nikolaev
Technique of the selection of orthotropic edges in the image and its use in a set of problems in automatic classification of vehicles in the video stream Download paper
Abstract: Описывается техника выделения ортотропных границ на последовательности изображений видеоряда, представленных в градациях серого. Рассматриваются особенности использования данной техники для решения нескольких задач в рамках системы автоматической классификации транспортных средств (АКТС), работающей в режиме реального времени в условиях ограниченной мощности промышленных компьютеров; описывается ряд эвристик для повышения качества работы предложенных алгоритмов, приводятся оценки их сложности и результаты замеров качества.

Andrey Gladkov, Dmitry Nikolaev, Timofey Chernov, Alexey Borisov
Input signal control and correction for two-channel radiographic separator Download paper
Abstract: В работе описываются методы контроля и предварительной обработки данных, получаемых с рентгеновских детекторов рентгенографического сепаратора алмазов. Рассматриваются задачи динамического контроля чувствительности детекторов, обнаружения оптического загрязнения и частичного заслонения детектора, а также задача взаимной синхронизации двух каналов с разными энергиями рентгеновского излучения.

Elena Kuznetsova, Dmitry Nikolaev, Anton Grigoryev
Tree rings detection methods for crossdating using of series of images Download paper
Abstract: Описывается метод построения рядов годичного прироста древесины по фотографиям поперечных спилов деревьев с использованием структурного тензора изображения, быстрого преобразования Хафа и модификации алгоритма динамического выравнивания временных рядов (dynamic time warping). Приводятся принятые в дендрохронологии модели формирования ширины годичных колец, способы стандартизации рядов годичного прироста и построения шкал перекрестных датировок. Предлагается алгоритм динамического сопоставления временных рядов, полученных в результате анализа серии изображений различных спилов, основанный на алгоритме dtw.

Ivan Koptelov, Anton Grigoryev, Timur Khanipov, Sergey Emelyanov, Dmitry Nikolaev
Model of automatic vehicle classifier Download paper
Abstract: В работе описывается полнофункциональный макет программно-аппаратного комплекса «Автоматический классификатор транспортных средств», созданный специально для демонстрации технологий, использующихся в системе, на выставках и научных конференциях. Макет позволяет в реальном времени увидеть процесс и результаты работы системы, а также ее реакцию на различные нештатные ситуации. Система предназначена для определения класса транспортного средства (ТС) в соответствии с заданной классификационной схемой по числу колесных осей, высоте над первой осью или общей высоте ТС с использованием методов технического зрения. Для классификации используются видеопотоки с видеокамер и сигналы с индукционных петель. Результатом работы являются временные границы проезда ТС через классификатор, направление проезда, общая и заданная высота ТС, число осей и длина ТС.

Petr Nikolaev
Natalia Pritula, Alexander Shershkus, Petr Nikolaev
Сравнение двух алгоритмов проективно-инвариантного распознавания плоских замкнутых контуров с единственной вогнутостью Download paper
Abstract: В работе предлагается подход для решения задачи автоматического определения пола человека по фотографии лица, основанный на биологически обусловленных признаках. Метод достигает точности, превосходящей результаты существующих подходов на стандартной базе фотографий Labeled Faces in the Wild. Также проводится исследование двух подходов снижения размерности вектора признаков: метода главных компонент и выбора наиболее значимых признаков с использованием деревьев решений (Extremely Randomized Trees) с целью минимизации времени обработки изображения. Показано, что при незначительном ухудшении точности классификации, уменьшение числа используемых признаков с помощью метода, основанного на деревьях решений, снижает время обработки фотографии на 28%.


up

O

Vasily Ognivov
Elena Tolmacheva, Vasily Ognivov, Vladimir Bastakov, Tatjana Shevelenkova
Geometrical-optical illusions and visual perception in health and disease Download paper
Abstract: К геометрическим зрительным иллюзиям относят систематические отклонения геометрии воспринимаемого образа от объективных параметров рассматриваемой геометрической конфигурации. Величина отклонения отражает степень неточности или избыточности процессов неосознаваемой коррекции этого образа на одном из этапов зрительного восприятия. Шизофрения является одним из наиболее тяжелых психических расстройств, сопровождаемых личностными и когнитивными нарушениями. Проявления шизофрении крайне многочисленны и зачастую схожи с другими заболеваниями. В связи с этим, изучение и уточнение патогенетических механизмов когнитивных нарушений при шизофрении является одной из важных задач клинической психиатрии и патопсихологии. Целью данной работы было изучение особенностей сенсорно-перцептивных процессов в зрительной системе у больных различными формами шизофрении в сравнении с психически здоровыми испытуемыми и пациентами с болезнью Паркинсона. Исследовали точность глазомера при уравнивании длин двух отрезков, предъявляемых на экране мониторе, и степень выраженности двух геометрических иллюзий зрительного восприятия: иллюзии Мюллера-Лайера и иллюзии «Белые полоски». Считается, что первая иллюзия связана, а вторая не связана с константностью восприятия размера в трехмерном пространстве (Грегори, 1972). Всего было исследовано 7 больных шизоаффективной формой шизофрении, 17 больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, 9 пациентов неврологического отделения с болезнью Паркинсона и 18 психически здоровых добровольцев. Для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом была характерна невысокая степень точности и меньшая стабильность в работе глазомера при уравнивании длин двух отрезков на экране монитора, а также большая выраженность иллюзии Мюллера-Лайера, по сравнению с психически здоровыми испытуемыми и испытуемыми с болезнью Паркинсона, а также больными шизоаффективной формой шизофрении. Для больных шизоаффективной формой шизофрении отличий ни в работе глазомера, ни в степени подверженности иллюзии Мюллера-Лайера по сравнению с группами психически здоровых испытуемых и больных паркинсонизмом выявлено не было. Полученные результаты свидетельствуют, что только для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, но не шизоаффективной формой шизофрении характерно нарушение сенсорно-перцептивных механизмов зрительного восприятия.

Dmitry Osipov
Dmitry Osipov
On the parameters choice for an interference-proof signal-code construction Download paper
Abstract: В работе рассматривается сигнально-кодовая кон-струкция на базе частотно-позиционного кодирования в динамически выделяемых поддиапазонах, использующая недвоичные сверточные коды с некогерентным приемом и декодированием в ранговой метрике.

Ilya Osipov
Ilya Osipov
On comleteness of pretransitive logics of finite depth Download paper
Abstract: В работе будет изложено доказательство аналога теоремы ван Бентема о характеризации для класса шкал логики KxK. Будет показано, что в этом классе шкал эквивалентность формулы первого порядка может быть описана в терминах бисимуляций. Для того, чтобы доказать это, используется переход к классу ультрафильтровых расширений моделей, позволяющий добиться совпадения отношений бисимуляции и модальной эквивалентности.


up

P

Alexander Panchin
Alexander Panchin, Alexander Tuzhikov, Yuri Panchin
A hypothesis on the microbial etiology of certain religious practices Download paper
Abstract: There are many examples of known behavior-altering parasites in nature including Ophiocordyceps unilateralis, Toxoplasma gondii, Wolbachia, Spinochordodes tellinii, Dicrocoelium dendriticum and others. These parasites belong to a very diverse taxonomic array suggesting that the phenomena of parasitic host control might be more common than currently established and possibly overlooked in humans. We hypothesize that certain types of human religious behavior could be influenced by microbial host control and that the transmission of some religious rituals could be regarded as the simultaneous transmission of both memes and microorganisms. This hypothesis may provide an explanation for recently published positive associations between parasite-stress and religiosity. We discuss the diversity of host-control in nature, the epidemiological consequences of certain religious practices and empirical approaches to test our hypothesis including next generation sequencing of the human brain and gut metagenomes.

Yuri Panchin
Alexander Panchin, Alexander Tuzhikov, Yuri Panchin
A hypothesis on the microbial etiology of certain religious practices Download paper
Abstract: There are many examples of known behavior-altering parasites in nature including Ophiocordyceps unilateralis, Toxoplasma gondii, Wolbachia, Spinochordodes tellinii, Dicrocoelium dendriticum and others. These parasites belong to a very diverse taxonomic array suggesting that the phenomena of parasitic host control might be more common than currently established and possibly overlooked in humans. We hypothesize that certain types of human religious behavior could be influenced by microbial host control and that the transmission of some religious rituals could be regarded as the simultaneous transmission of both memes and microorganisms. This hypothesis may provide an explanation for recently published positive associations between parasite-stress and religiosity. We discuss the diversity of host-control in nature, the epidemiological consequences of certain religious practices and empirical approaches to test our hypothesis including next generation sequencing of the human brain and gut metagenomes.

Artem Papanov
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Hilary Parker
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.

Dmitri Pervouchine
Dmitri Pervouchine
Searching for conserved complementary regions without multiple sequence alignments Download paper
Abstract: В данной работе описывается эвристический метод нахождения консервативных комплементарных участков в нуклеотидных последовательно стях без использования множественного выравнивания. Принцип состоит в использовании пересечения хеш-таблиц для одновременного поиска комплементарности (пересечение с обратным комплементом) и консервативности (пересечение нескольких хеш-таблиц для ортологичных последовательностей). При этом существенное значение играет метод прореживания, состоящий отсеивании заранее неподходящих (неконсервативных) слов. Время выполнения и количество оперативной памяти являются линейными функциями длины последовательности. Высокая продуктивность метода позволяет применять его к полногеномному анализу консервативных комплементарных участков у млекопитающих, дрозофилид, и нематод.

Vadim Petrochenkov
Vadim Petrochenkov
Feature construction and feature selection for morphological tagger Download paper
Abstract: В статье описывается эксперимент по оптимизации набора признаков, используемого для статистической морфологической разметки. Морфологический теггер проставляет словам размечаемого текста морфологические теги, основываясь на доступных во время разметки морфологических и лексических данных. Основной целью работы является попытка представить эти данные в виде, более пригодном для обработки алгоритмами машинного обучения. В основе работы лежит морфологический теггер, являющийся частью системы ЭТАП-3, модель морфологии и данные для обучения предоставлены корпусом СинТагРус.

Olga Podlesskaya
Pavel Dyachenko, Olga Podlesskaya,
НКРЯ: о некоторых различиях в описании морфологии разных частей корпуса и об автоматическом построении синтаксических структур с учетом заранее известных морфологических характеристик Download paper
Abstract: В ходе данной работы исследовалось влияние дополнительной лингвистической информации об анализируемом предложении на качество синтаксического анализа данного предложения синтаксическим анализатором лингвистического процессора ЭТАП-3 (ЛП ЭТАП-3). В качестве источника информации использовался фрагмент Национального корпуса русского языка (НКРЯ), содержащий сведения о морфологическом разборе входящих в него слов со снятой вручную омонимией. Эта информация предварительно переводилась в формат, совместимый с нотацией корпуса СинТагРус, после чего проводилась обработка материала синтаксическим анализатором (СА) ЭТАП-3. Цель работы - 1) проинтепретировать сведения о морфологической разметке в нотации корпуса СинТагРус, 2) автоматически получить синтаксически размеченный корпус и сравнить качество его разметки с разметкой, полученной для его текстов с использованием стандартного СА ЭТАП-3, 3) выделить из полученного корпуса морфологически размеченный корпус и оценить его качество.

Dmitry Polevoy
Alina Minkina, Anton Grigoryev, Sergei Usilin, Dmitry Polevoy, Dmitry Nikolaev
Generalization of the Viola-Jones method as a Decision Tree of strong classifiers for real-time object recognition in the video stream Download paper
Abstract: В данной работе исследуется обучение составных классификаторов Виолы и Джонса. Предлагается архитектура составного классификатора, отличная от классического линейного каскада, а именно классификатор в виде решающего дерева, и методика его обучения. Исследуется влияние формы дерева на производительность. Проводится сравнение по параметрам точности и производительности с классическим каскадом, экспериментально исследуются различные варианты архитектуры дерева. В качестве исследуемого классификатора используются детекторы образов колес в системе автоматической классификации транспортных средств.

Alexander Ponomarenko
Alexander Ponomarenko
Организация быстрого поиска без индекса Download paper
Abstract: Классическим подходом к организации информации для последующего быстрого поиска является построение индекса. Однако этот подход имеет несколько недостатков. Индекс необходимо перестраивать и поддерживать в актуальном виде, что затруднительно в случае разрозненной информации, такой как текстовая информация в WEB. Эти недостатки являются следствием того, что индекс является реорганизованной копией индексируемой информации. В данной работе предлагается способ организации информации, для последующего быстрого поиска, в структуру данных без дублирования.

Mikhail Batsyn, Alexander Ponomarenko
Эвристика для решения задачи маршрутизации тягачей с прицепами, возникающей в реальной практике Download paper
Abstract: В работе предложена итеративная жадная эвристика для задачи маршрутизации тягачей с прицепами, возникающей в реальной практике доставки товаров в магазины. Рассматриваемая задача включает такие особенности, как: ограничения каждого магазина на автомобили, которые могут осуществлять доставку; автомобили разного формата и грузоподъемности; наличие прицепа у каждого автомобиля; возможность разбиения доставки для одного магазина на два и более автомобиля; мягкие и жесткие временные окна. Такая задача возникает при доставке товаров со склада в розничные магазины крупной компании. При этом на один склад приходится до 400 магазинов и 100 автомобилей. В основе нашей эвристики лежит последовательное добавление магазинов в маршрут жадным образом с последующим улучшением решения. Для вычислительных экспериментов использованы реальные данные.

Natalia Ponomarenko
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Vassili Postnikov
, Victor Prun, Vassili Postnikov
Использование критерия Отсу в пространстве геометрических разрезов на примере задачи поиска линии горизонта Download paper
Abstract: Критерий разделения множества на два класса с минимизацией взвешенной внутриклассовой дисперсии лежит в основе одного из наиболее популярных методов бинаризации изображений – метода Отсу, в рамках которого для множества пикселей ищется разрез в пространстве яркостей. В данной работе мы использовали критерий, применив его в пространстве горизонтальных геометрических разрезов для поиска на изображении линии горизонта. Множество таких разрезов имеет экспоненциальную мощность, однако предлагаемая схема, основанная на динамическом программировании, позволяет получать близкий к оптимальному результат при линейной сложности от числа пикселей. Проведенные эксперименты показывают устойчивость работы в дневное время и возможность обработки видеопотока в режиме реального времени.

Pavel Prikhodko
Grigory Sterling, Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Mikhail Belyaev, Stephane Grihon
Thin Composite Plates Strength Analysis Based On Surrogate Modeling With Tensor Product Models Download paper
Abstract: We present two level approach to build accurate approximations for Reserve Factors dependency on loads for composite stiffened panels. Such dependency is continuous non-smooth function with complex form plateaux regions (i.e. regions where function has zero gradient), defined on low dimensional grids. The main problem that arises if one tries to construct global approximation in such case is the occurrence of Gibbs effect (i.e. harmonic oscillations of prediction) near the borders of plateaux that may significantly deteriorate approximation quality. Viable existing solution: approximation based on linear triangular interpolation avoids oscillations, but unlike proposed approach it provides model that is not smooth outside plateaux regions and generally requires larger sample size to achieve same accuracy of approximation.

Natalia Pritula
Natalia Pritula, Alexander Shershkus, Petr Nikolaev
Сравнение двух алгоритмов проективно-инвариантного распознавания плоских замкнутых контуров с единственной вогнутостью Download paper
Abstract: В работе предлагается подход для решения задачи автоматического определения пола человека по фотографии лица, основанный на биологически обусловленных признаках. Метод достигает точности, превосходящей результаты существующих подходов на стандартной базе фотографий Labeled Faces in the Wild. Также проводится исследование двух подходов снижения размерности вектора признаков: метода главных компонент и выбора наиболее значимых признаков с использованием деревьев решений (Extremely Randomized Trees) с целью минимизации времени обработки изображения. Показано, что при незначительном ухудшении точности классификации, уменьшение числа используемых признаков с помощью метода, основанного на деревьях решений, снижает время обработки фотографии на 28%.

Alexander Prokhorov
Alexey Nazarenko, Alexander Prokhorov, Oleg Sukhoroslov
Автоматизация инженерных расчетов с помощью потоков работ Download paper
Abstract: В процессе разработки высокотехнологичных инженерных изделий возникает ряд технических трудностей, приводящих к существенному увеличению сроков и стоимости проектирования. В работе показывается необходимость автоматизации инженерных расчетов. Предлагается модель потока работ, позволяющая в удобной форме описать процесс решения типичных инженерных задач. Рассматривается задача многодисциплинарной оптимизации, на примере которой демонстрируется использование предложенной модели.

Victor Prun
, Victor Prun, Vassili Postnikov
Использование критерия Отсу в пространстве геометрических разрезов на примере задачи поиска линии горизонта Download paper
Abstract: Критерий разделения множества на два класса с минимизацией взвешенной внутриклассовой дисперсии лежит в основе одного из наиболее популярных методов бинаризации изображений – метода Отсу, в рамках которого для множества пикселей ищется разрез в пространстве яркостей. В данной работе мы использовали критерий, применив его в пространстве горизонтальных геометрических разрезов для поиска на изображении линии горизонта. Множество таких разрезов имеет экспоненциальную мощность, однако предлагаемая схема, основанная на динамическом программировании, позволяет получать близкий к оптимальному результат при линейной сложности от числа пикселей. Проведенные эксперименты показывают устойчивость работы в дневное время и возможность обработки видеопотока в режиме реального времени.

Anastasiya Ingacheva, Victor Prun, Marina Chukalina
Исследование влияния немонохроматичности пучка на точность восстановления томографических изображений Download paper
Abstract: Критерий разделения множества на два класса с минимизацией взвешенной внутриклассовой дисперсии лежит в основе одного из наиболее популярных методов бинаризации изображений – метода Отсу, в рамках которого для множества пикселей ищется разрез в пространстве яркостей. В данной работе мы использовали критерий, применив его в пространстве горизонтальных геометрических разрезов для поиска на изображении линии горизонта. Множество таких разрезов имеет экспоненциальную мощность, однако предлагаемая схема, основанная на динамическом программировании, позволяет получать близкий к оптимальному результат при линейной сложности от числа пикселей. Проведенные эксперименты показывают устойчивость работы в дневное время и возможность обработки видеопотока в режиме реального времени.

Yura Purbeev
Yura Purbeev
Russian sentences sentiment classification using dependency tree-based CRFs Download paper
Abstract: Тональность предложения может не соответствовать средней тональности содержащихся слов из-за инвертирующих языковых конструкций. Известен подход, учитывающий смысловые связи слов через деревья зависимостей. В нем тональность каждого узла дерева представляется скрытой переменной, совместное распределение которых моделируется с помощью условных случайных полей по ручным оценкам тональностей предложений. Тональность всего предложения же определяется как тональность корневого узла. Ранее приводились эксперементальные результаты для японского и английского языков; в этой работе приводятся результаты для русского языка и их сравнение с простым подходом "мешок слов".


up

R

Ramzy Salim Ali
Husham J. Mohammed, Abdulkareem Abdulla, Ramzy Salim Ali
UWB Optimization of H-Slot Monopole Antenna using new optimizer software based on multiobjective firefly algorithm Download paper
Abstract: An efficient multi-object evolutionary algorithm is described for optimizing frequency and time-domain characteristics of antennas based on a new software (Antenna Optimizer) created by Matlab GUI environment. This software makes a link with CST Microwave studio where the electromagnetic analysis of antenna is realized. To verify this software, compact and novel printed monopole antenna is optimized for ultra wideband (UWB) applications. Two objective functions are introduced; the first function intends to increase the impedance bandwidth, and second function generates dual-band operation. The two functions operate in the range (3.2-10.6)GHz and depend on the return loss. Therefore, the obtained results provide a set of proper design for UWBand multiband wireless communication. The bandwidth is increased 7.5GHz with two bands of resonance frequencies 3.777 GHz and 7.711GHz.

Elena Rodionova
Marina Kochevalina, Elena Rodionova, O.V. Morozova, Alexander Ambaryan, Alexei Borodkov
Odor Signatures of hepatocellular carcinoma in urine of mice with experimental tumors Download paper
Abstract: В настоящее время важной тенденцией в медицинской диагностике является разработка и активное использование новых инструментальных методов анализа. Масс-спектрометрические методы, основанные на ионизации атомов или химических соединений и детектировании образующихся ионов, относятся к числу наиболее информативных методов анализа, позволяющих анализировать сотни тысяч соединений, принципиально отличающихся по химическим и физическим свойствам. Одновременное применение животных-макросматиков, собак, мышей, в качестве «биосенсеров» позволяет выйти за рамки простого сравнения комплекса летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых больными и здоровыми испытуемыми, используя способность этих животных к сравнению запаховых смесей и выделению в них значимых для сравнения комплексов ЛОС.

Dmitry Rodionov
Matthew Khoroshkin, Dmitry Rodionov
Эволюция специфичности к эффекторам у транскрипционных факторов семейства LacI Download paper
Abstract: Белки LacI-семейства контролируют экспрессию генов углеводного метаболизма бактерий, взаимодействуя с операторными ДНК-последовательностями. Взаимодействия белка и ДНК регулируется аллостерически: связывание со специфичным эффектором влияет на конформацию белка, изменяя его афинность к ДНК. LacI - одно из наиболее изученных семейств транскрипционных факторов. Согласно базе данных p2tf, семейство на данный момент насчитывает более 11 тысяч известных представителей. Соответственно, среди белков LacI-семейства велико разнообразие специфичных эффекторов. В данной работе мы изучали существование «паттернов специфичности» для белков LacI-семейства - т.е. универсального для всех белков семейства набора позиций, наиболее значимых для связывания с эффектором, аминокислотные замены в которых были бы связаны со сменой специфичности к эффектору. Ранее были проведены работы по определению значимых для связывания с эффектором позиций для отдельных белков с помощью методов направленного и ненаправленного мутагенеза, а также биоинформатические работы, в которых «паттерны специфичности» предсказывали исходя только из аминокислотных последовательностей белков и информации о специфичности белков к эффекторам. В данной работе мы совместили биоинформатические методы и использование экспериментальных данных об отдельных представителях семейства, изучив более тысячи белков с предсказанными специфичностями. Мы выбрали 15 наиболее значимых для специфичности к эффектору позиций, и сравнили консенсусные последовательности по этим позициям для 104 ортологичных групп белков. Полученные данные говорят нам о том, что специфичность к одному эффектору может осуществляться разными наборами аминокислот, и что зачастую специфичность разных групп белков к одному эффектору появляется в ходе параллельной эволюции.

Pavel Rybin
Pavel Rybin
The Estimation of the Erasure Fraction Guaranteed Corrected by the Irregular LDPC Code Download paper
Abstract: В работе рассматривается нерегулярный код с малой плотностью проверок (МПП-код) и итеративный алгоритм исправления стираний с малой сложностью.


up

S

Alexander Safonov
Andrey Guschin, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
Performance evaluation of filtering algorithms for MPEG-4 streaming in emergency networks in case of overloads Download paper
Abstract: Потребность в повсеместном доступе к информации в любое время существует не только у простых потребителей, но и работников экстренных служб: МВД, МЧС и других. Растущий спрос на такие критические сервисы, как видеонаблюдение, дистанционный мониторинг и многие другие, приводит к росту видеотрафика реального времени. В данной работе мы рассматриваем проблему передачи зашифрованного видеопотока в режиме реального времени в условиях спонтанно возникающих перегрузок, вызванных сложной неоднородной структурой видеопотока и существенно меняющимися условиями в беспроводном канале.

Igor Kargin, Alexander Safonov, Andrey Lyakhov
Routing in wireless multihop networks in presence of correlated interference Download paper
Abstract: В данной работе ставится задача использования метода передачи multipath в беспроводной сети в условиях, когда события приема на получающих станциях коррелированы.

Viktor Selionov
Dmitry Zhvansky, Viktor Selionov, Irina Solopova
Reactions of arms and legs muscles to external perturbations under unloading conditions in patients with various neurological disorders Download paper
Abstract: В данной работе исследовали биомеханические (жесткость) и электрофизиологические (реакции укорочения) характеристики мышц рук и ног в условиях разгрузки верхних и нижних конечностей при пассивном сгибании/разгибании в плечевом, локтевом, тазобедренном, коленном и голеностопном суставах у пациентов с болезнью Паркинсона (БП), а также у пациентов после инсульта. Проводили сравнение с аналогичными данными у здоровых испытуемых. Результаты показали существенно большую по сравнению со здоровыми испытуемыми жесткость всех групп мышц ног как у пациентов с БП, так и у пациентов, перенесших инсульт. У постинсультных больных жесткость мышц паретичных конечностей была выше, чем жесткость соответствующих мышц непаретичных конечностей. При пассивных движениях звеньев нижних конечностей в мышцах бедра и голени у пациентов с БП реакции укорочения (РУ) наблюдались чаще, чем у здоровых испытуемых. Величины этих реакций в разгибателях бедра и голени, а также в мышцах сгибателях и разгибателях стопы были существенно выше, чем у здоровых испытуемых. Для некоторых мышц возникновение РУ коррелировало со стадией болезни пациентов. Напротив, частота возникновения и амплитуда РУ у пациентов после инсульта были меньше, чем у здоровых испытуемых. При этом в мышцах паретичных конечностей РУ были значимо меньше и возникали реже, чем в мышцах непаретичных конечностей. Таким образом, жесткость мышц рук и ног повышена как у перенесших инсульт пациентов, так и у больных с БП, в то время как реакции мышц рук и ног на внешние возмущения различаются в зависимости от этиологии неврологического заболевания.

Alexander Seliverstov
Semen Korolev, Alexander Seliverstov
Rho-dependent and classic transcription attenuations Download paper
Abstract: We study putative proteins encoded by genes associated with leader peptide genes containing a tract of cysteine or tryptophan codons. Among them proteins with the PF00480 (ROK) and PF14340 (DUF4395) domains. We hypothesize that gene expression of such proteins is regulated with cysteine- or tryptophan-dependent transcription attenuation, namely the Rho-dependent or classic transcription attenuation.

Vladimir Seplyarskiy
Nadezhda Terekhanova, Georgii Bazykin, Vladimir Seplyarskiy
Within-genome mutation rate variation is not conserved during the course of primate evolution Download paper
Abstract: Knowledge of mutation rate heterogeneity within the human genome is very applicable in genome-wide association studies and could facilitate the identification of driver genes in de novo diseases. Variation in the mutation rate could be partially explained by DNA features, e.g. replication timing (rt) or DNase hypersensitivity sites etc, but most of variation remains cryptic. In present study we estimate what fraction of variation preserved on short evolutionary scale within primate branch. We study how mutation rates in primates correlate with mutation rate in human branch after split from common ancestor with chimpanzee on 100 Kb and 1 Mb scales. Correlation between human and chimp branches exceeds 95% and becomes 30-40 % lower when we compare human mutation rate with mutation rate in new world monkey clade. We also found similar behavior of correlation between SNP density in human and substitution rate in different branches of primate clade. On very short scale we found that mutation rate in human branch increased at two sites adjacent to mutation occurred in chimpanzee, gorilla or orangutan branches.

Alexander Shananin
Alexander Gasnikov, Alexander Shananin, Anastasia Lagunovskaya
Numerical methods for solving the monopoly model of cargo rail freight Download paper
Abstract: Необходимость решения задачи монополиста в предложенной недавно модели грузоперевозок на железнодорожном транспорте приводит к изучению задач многоуровневой оптимизации (как правило, двухуровневой). Специфика рассматриваемой нами задачи такова, что в общем случае не позволяет напрямую использовать технику, развиваемую, например, в работах А. Шапиро и др., обеспечивающую выпуклость итоговой задачи. В результате мы не можем гарантировать выпуклость нашей задачи. Таким образом, возникает необходимость решать задачу глобальной (не выпуклой) оптимизации. Причем специфика задачи такова, что мы также не можем посчитать субградиент функционала. Более того, мы можем посчитать значения функционала в любой наперед заданной точке лишь с ограниченной точностью. Причем чем выше эта точность, тем более затратно вычисление этого значения. Возникает необходимость развивать численные методы безградиентной оптимизации с неточным оракулом. Причем мы можем играть на точности оракула, с целью минимизации общего объема вычислений. В данной статье предлагается такой метод. Рассматривается приложение метода к решению задачи монополиста.

Ilya Shapirovsky
Andrey Kudinov, Ilya Shapirovsky
On comleteness of pretransitive logics of finite depth Download paper
Abstract: В работе рассматриваются модальные логики, в которых выразим оператор транзитивного замыкания и имеется формула, выражающая ограничение на высоту частичного порядка, индуцированного бинарным отношением в шкале. Недавно (2011) авторами были исследованы свойства таких логик для случая высоты 1. В этой работе мы рассматриваем случай произвольной конечной высоты, для которого доказываем полноту по Крипке. Более сильное свойство - полноту относительно конечных шкал, удаётся распространить на случай высоты 2.

Anastasia Sharipova
Alexey Balitskiy, Roman Karasev, Arseniy Akopyan, Anastasia Sharipova
Elementary Results in non-Reflexive Finsler Billiards Download paper
Abstract: We apply the technique of Karoly Bezdek and Daniel Bezdek to study the billiards in convex bodies with non-reflexive Finsler/Minkowski norm, give elementary proofs of some known results and prove an estimate for the shortest closed billiard trajectory, related to the non-symmetric Mahler problem.

Alexander Shershkus
Natalia Pritula, Alexander Shershkus, Petr Nikolaev
Сравнение двух алгоритмов проективно-инвариантного распознавания плоских замкнутых контуров с единственной вогнутостью Download paper
Abstract: В работе предлагается подход для решения задачи автоматического определения пола человека по фотографии лица, основанный на биологически обусловленных признаках. Метод достигает точности, превосходящей результаты существующих подходов на стандартной базе фотографий Labeled Faces in the Wild. Также проводится исследование двух подходов снижения размерности вектора признаков: метода главных компонент и выбора наиболее значимых признаков с использованием деревьев решений (Extremely Randomized Trees) с целью минимизации времени обработки изображения. Показано, что при незначительном ухудшении точности классификации, уменьшение числа используемых признаков с помощью метода, основанного на деревьях решений, снижает время обработки фотографии на 28%.

Lev Shestakov
Lev Shestakov, Varvara Vedenina
The role of different courtship song elements in mate recognition of Gryllus bimaculatus Download paper
Abstract: We analyzed the courtship song of the cricket Gryllus bimaculatus. It is suggested that courtship songs comprise two different elements: high-frequency ticks (11-16 kHz) and low-frequency pulses (4-5 kHz). We found that most of the courtship song elements in G. bimaculatus were quite variable (coefficient of variation in the range of 20-50%). In experiments with playback of synthesized courtship songs, we studied the importance of several song parameters for mating success in Gryllus bimaculatus, which we evaluated as the probability which females mounted muted, courting males. In positive control (intact males), 84 % of females demonstrated mounting response, whereas in negative control (muted males), only 25 % of females mounted courting males. The synthesized songs with different carrier frequency of ticks (5, 8, 11, 14, 17 kHz) were as attractive to female as the natural courtship (positive control). Efficiency of stimuli without low-frequency pulses was also comparable with that in positive control; moreover, courtship latency appeared to be significantly lower for this stimulus ("11kHz_no pulses" and "17kHz_no pulses). Stimulus with long ticks was inefficient from females. Thus, changing of variable parameters did not decrease song attractiveness and in some cases, even increased it. Our results consistent with the idea that variable courtship traits give a female an opportunity for evaluation male quality and provide a substrate for directional selection.

Tatjana Shevelenkova
Elena Tolmacheva, Vasily Ognivov, Vladimir Bastakov, Tatjana Shevelenkova
Geometrical-optical illusions and visual perception in health and disease Download paper
Abstract: К геометрическим зрительным иллюзиям относят систематические отклонения геометрии воспринимаемого образа от объективных параметров рассматриваемой геометрической конфигурации. Величина отклонения отражает степень неточности или избыточности процессов неосознаваемой коррекции этого образа на одном из этапов зрительного восприятия. Шизофрения является одним из наиболее тяжелых психических расстройств, сопровождаемых личностными и когнитивными нарушениями. Проявления шизофрении крайне многочисленны и зачастую схожи с другими заболеваниями. В связи с этим, изучение и уточнение патогенетических механизмов когнитивных нарушений при шизофрении является одной из важных задач клинической психиатрии и патопсихологии. Целью данной работы было изучение особенностей сенсорно-перцептивных процессов в зрительной системе у больных различными формами шизофрении в сравнении с психически здоровыми испытуемыми и пациентами с болезнью Паркинсона. Исследовали точность глазомера при уравнивании длин двух отрезков, предъявляемых на экране мониторе, и степень выраженности двух геометрических иллюзий зрительного восприятия: иллюзии Мюллера-Лайера и иллюзии «Белые полоски». Считается, что первая иллюзия связана, а вторая не связана с константностью восприятия размера в трехмерном пространстве (Грегори, 1972). Всего было исследовано 7 больных шизоаффективной формой шизофрении, 17 больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, 9 пациентов неврологического отделения с болезнью Паркинсона и 18 психически здоровых добровольцев. Для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом была характерна невысокая степень точности и меньшая стабильность в работе глазомера при уравнивании длин двух отрезков на экране монитора, а также большая выраженность иллюзии Мюллера-Лайера, по сравнению с психически здоровыми испытуемыми и испытуемыми с болезнью Паркинсона, а также больными шизоаффективной формой шизофрении. Для больных шизоаффективной формой шизофрении отличий ни в работе глазомера, ни в степени подверженности иллюзии Мюллера-Лайера по сравнению с группами психически здоровых испытуемых и больных паркинсонизмом выявлено не было. Полученные результаты свидетельствуют, что только для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, но не шизоаффективной формой шизофрении характерно нарушение сенсорно-перцептивных механизмов зрительного восприятия.

Cassiano Silveira-Freixo
Stephane Alestra, Cristophe Bordry, Cristophe Brand, Evgeny Burnaev, Pavel Erofeev, Artem Papanov, Cassiano Silveira-Freixo
Rare Event Prediction Techniques in Application to Predictive Maintenance of Aircraft Download paper
Abstract: In this paper we examine problem of rare events anticipation and demonstrate its application to predictive maintenance of aircraft. Two approaches for anticipation of rare events are proposed: 1)degradation detection and trending, 2)failure discrimination based on classification techniques. Generally faults in complex technical systems (such as aircrafts) can be considered as rare events, thus these methods are applicable to fault detection and predictive maintenance in these systems. It is illustrated on real-world test cases from aircraft operation based on the data granted by AIRBUS.

Arseny Smirnov
Arseny Smirnov, Yerbol Kurmangaliyev
Анализ тканеспецифичного переключения основных изоформ Download paper
Abstract: Альтернативный сплайсинг - процесс, позволяющий одному гену производить несколько мРНК и, следовательно, белков, являясь одним из основных источником разнообразия белков у высших эукариот. Однако недавно было показано, что большинство генов экспрессируют в большинстве тканей одну и ту же основную изоформу (преобладающую в процентном соотношении). Таким образом у большинства белок-кодирующих генов не происходит переключения между изоформами и соответственно кодируется один и тот же белок[1]. Это может свидетельствовать о том, что реальный вклад альтернативного сплайсинга в увеличение разнообразия генных продуктов может быть переоценен. Целью данного исследования был поиск и анализ случаев переключения основных изоформ в различных тканях. Мы использовали наборы транскриптомных данных из разных тканей человека [2] и проанализировали случаи тканеспецифичного альтернативного сплайсинга (переключение основных изоформ) и распределение типов элементарных альтернатив (различных механизмов альтернативного сплайсинга) среди этих случаев.

Sergey Smirnov
Sergey Smirnov, Vladimir Voloshinov
Реализация крупноблочных схем метода ветвей и границ для частично-целочисленных задач оптимизации в распределенной вычислительной среде Download paper
Abstract: В работе рассматриваются возможности реализации крупноблочных схем метода ветвей и границ для решения частично-целочисленных задач линейного программирования. В качестве основы берется пакет оптимизации с открытым исходным кодом CBC. Анализируется возможность использования пакета для реализации крупноблочной схемы метода ветвей и границ. Система реализуется с использованием языка Erlang. Проводятся численные эксперименты на основе задачи о коммивояжере, показывающие заметное ускорение распределенной схемы решения задачи по сравнению с единичным однопоточным экземпляром пакета. Работа поддержана грантом РФФИ No 13-07-00987

Ruslan Soldatov
Ruslan Soldatov, Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Translation facilitates in vivo mRNA unfolding Download paper
Abstract: Each RNA molecule folds in a secondary structure due to intrinsic propensity of its nucleotides to form stable base pairs. During the last decade numerous classes of functional non-protein-coding RNAs (ncRNAs) were discovered, which regulate diverse biological processes (such as transcription, translation, splicing, RNA editing etc). However, until recently there were no approaches to monitor RNA secondary structure in vivo. Recent genome-wide structure probing experiment (DMS-seq) reveals active unfolding of mRNA structures in vivo compared to in vitro. The central question is what accounts for active unfolding of messenger RNAs. RNA helicases were proposed to prevent formation of stable RNA folds. Here we show that translation is a major force of in vivo mRNA unfolding in yeast and human fibroblast cell line.

Elena Solodkova
Elena Solodkova, Ilya Vyugin
Метод Степанова в одной задаче аддитивной комбинаторики Download paper
Abstract: В данной работе известный в теории чисел метод Степанова был применён в решении одной задачи аддитивной комбинаторики - была найдена оценка мощности пересечения аддитивных сдвигов различных мультипликативных подгрупп простого конечного поля.

Irina Solopova
Dmitry Zhvansky, Viktor Selionov, Irina Solopova
Reactions of arms and legs muscles to external perturbations under unloading conditions in patients with various neurological disorders Download paper
Abstract: В данной работе исследовали биомеханические (жесткость) и электрофизиологические (реакции укорочения) характеристики мышц рук и ног в условиях разгрузки верхних и нижних конечностей при пассивном сгибании/разгибании в плечевом, локтевом, тазобедренном, коленном и голеностопном суставах у пациентов с болезнью Паркинсона (БП), а также у пациентов после инсульта. Проводили сравнение с аналогичными данными у здоровых испытуемых. Результаты показали существенно большую по сравнению со здоровыми испытуемыми жесткость всех групп мышц ног как у пациентов с БП, так и у пациентов, перенесших инсульт. У постинсультных больных жесткость мышц паретичных конечностей была выше, чем жесткость соответствующих мышц непаретичных конечностей. При пассивных движениях звеньев нижних конечностей в мышцах бедра и голени у пациентов с БП реакции укорочения (РУ) наблюдались чаще, чем у здоровых испытуемых. Величины этих реакций в разгибателях бедра и голени, а также в мышцах сгибателях и разгибателях стопы были существенно выше, чем у здоровых испытуемых. Для некоторых мышц возникновение РУ коррелировало со стадией болезни пациентов. Напротив, частота возникновения и амплитуда РУ у пациентов после инсульта были меньше, чем у здоровых испытуемых. При этом в мышцах паретичных конечностей РУ были значимо меньше и возникали реже, чем в мышцах непаретичных конечностей. Таким образом, жесткость мышц рук и ног повышена как у перенесших инсульт пациентов, так и у больных с БП, в то время как реакции мышц рук и ног на внешние возмущения различаются в зависимости от этиологии неврологического заболевания.

Alexey Spizhevoy
Alexey Spizhevoy, Alexander Bovyrin
Study of biologically inspired features for automatic gender classification Download paper
Abstract: В работе предлагается подход для решения задачи автоматического определения пола человека по фотографии лица, основанный на биологически обусловленных признаках. Метод достигает точности, превосходящей результаты существующих подходов на стандартной базе фотографий Labeled Faces in the Wild. Также проводится исследование двух подходов снижения размерности вектора признаков: метода главных компонент и выбора наиболее значимых признаков с использованием деревьев решений (Extremely Randomized Trees) с целью минимизации времени обработки изображения. Показано, что при незначительном ухудшении точности классификации, уменьшение числа используемых признаков с помощью метода, основанного на деревьях решений, снижает время обработки фотографии на 28%.

Vladimir Spokoiny
Alexandra Suvorikova, Vladimir Spokoiny
Change point detection under model misspeciffication Download paper
Abstract: The problem of detection of structural changes in random ow of data is of great interest for scientists from different realms of mathematics and data mining. The overwhelming majority of methods needs speciffication of the nature of data. In this work we propose a novel approach that does not demand any preliminary information about data. Furthermore, it allows to detect a change point without any information of its type and size. The method is based on application of likelihood ratio test to misspeciffied statistical models.

Nikita Zhivotovskiy, Vladimir Spokoiny
Conditional Moment Restriction Estimation Download paper
Abstract: We are interested in statistical models where parameters are identified by a set of conditional estimating equations (or moment restrictions). Using modern tools proposed by Spokoiny (2011) we reconsider the properties of the estimator in generalized method of moments and derive Wilks expansion for this model. All the results are non-asymptotic and stated for a deterministic design.

Elena Stavrovskaya
Zoya Chervontseva, Elena Stavrovskaya
Evolution of operon structure in bacterial genomes Download paper
Abstract: Паттерны объединения генов в опероны значительно отличаются у разных бактерий; одни и те же гены могут быть по-разному распределены по оперонам даже у близких видов. Разработанный нами алгоритм позволяет реконструировать, из каких генов, вероятнее всего, состояли опероны предков современных бактерий.

Ekaterina Zhuravleva, Elena Stavrovskaya, Andrey Mironov, Alexander Favorov
Evolution of non-coding RNAs in Drosophila genus genomes Download paper
Abstract: Вопросы эволюции некодирующей РНК (нкРНК) в клетке в настоящий момент остаются далеко не до конца разрешенными. При этом ранее практически не исследовался ряд вопросов, затронутых в данном исследовании. В этой работе мы сосредоточились на рассмотрении различных аспектов эволюции нкРНК геномов рода Drosophila. В частности, нас интересовал отбор на минимизацию свободной энергии вторичной структуры нкРНК.

Elena Stavrovskaya, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Выявление эффекта транскрипции интронов с помощью корреляционного анализа Download paper
Abstract: Благодаря современным методам секвенирования сегодня для исследования доступно большое количество данных, ассоциированных с конкретными областями ДНК. Эти данные часто представлены в виде функции от позиции ДНК (профиля покрытия). Корреляция между данными из различных источников в масштабе хромосомы или всего генома свидетельствует о взаимосвязи соответствующих биологических характеристик. Транскрипция генов - один из ключевых механизмов работы клетки. В настоящее время существует большое количество экспериментальных методов для определения трансрибируемых участков генома. Технология CAGE (Cap Analysis of Gene Expression) позволяет выявлять такие участки с высокой точностью. Ясно, что транскрибируемые участки должны соотвествовать экзонам генов. Однако, сравнительный корреляционный анализ данных CAGE и различных геномных участков (генов, экзонов, интронов) показал наличие транскрипции в интронах генов. Дальнейшее исследование данных выявило значимость данного эффекта (p-value близко к 0), а также показало, что начала транскрипционных участков совпадают с началами интронов.

Grigory Sterling
Grigory Sterling, Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Mikhail Belyaev, Stephane Grihon
Thin Composite Plates Strength Analysis Based On Surrogate Modeling With Tensor Product Models Download paper
Abstract: We present two level approach to build accurate approximations for Reserve Factors dependency on loads for composite stiffened panels. Such dependency is continuous non-smooth function with complex form plateaux regions (i.e. regions where function has zero gradient), defined on low dimensional grids. The main problem that arises if one tries to construct global approximation in such case is the occurrence of Gibbs effect (i.e. harmonic oscillations of prediction) near the borders of plateaux that may significantly deteriorate approximation quality. Viable existing solution: approximation based on linear triangular interpolation avoids oscillations, but unlike proposed approach it provides model that is not smooth outside plateaux regions and generally requires larger sample size to achieve same accuracy of approximation.

Oleg Sukhoroslov
Alexey Nazarenko, Alexander Prokhorov, Oleg Sukhoroslov
Автоматизация инженерных расчетов с помощью потоков работ Download paper
Abstract: В процессе разработки высокотехнологичных инженерных изделий возникает ряд технических трудностей, приводящих к существенному увеличению сроков и стоимости проектирования. В работе показывается необходимость автоматизации инженерных расчетов. Предлагается модель потока работ, позволяющая в удобной форме описать процесс решения типичных инженерных задач. Рассматривается задача многодисциплинарной оптимизации, на примере которой демонстрируется использование предложенной модели.

Sergey Volkov, Oleg Sukhoroslov
A Generic Web Service for Running Parameter Sweep Applications Download paper
Abstract: Parameter sweep applications are a very important class of applications, which is typically defined as a set of computational experiments over a set of input parameters, each of which is executed with its own parameter combination. These computations arise in many scientific contexts. This article introduces the Parameter Sweep web service that runs such applications in distributed computing environment. Also discussed is the Everest cloud platform, on which this service is built.

Alexandra Suvorikova
Alexandra Suvorikova, Vladimir Spokoiny
Change point detection under model misspeciffication Download paper
Abstract: The problem of detection of structural changes in random ow of data is of great interest for scientists from different realms of mathematics and data mining. The overwhelming majority of methods needs speciffication of the nature of data. In this work we propose a novel approach that does not demand any preliminary information about data. Furthermore, it allows to detect a change point without any information of its type and size. The method is based on application of likelihood ratio test to misspeciffied statistical models.

Anastasiya Suvorova
Artem Artemov, Anastasiya Suvorova, Andrey Mironov
Исследование синхронной активации-деактивации соседних генов по данным РНК-секвенирования единичных клеток Download paper
Abstract: Секвенирование транскриптомов единичных клеток - перспективная технология, позволяющая оценить, как много информации теряется за счет усреднения паттернов экспрессии по ансамблю из многих тысяч клеток. Ранее было показано, что при рассмотрении отдельных клеток детектируются более дискретные паттерны экспрессии, чем при традиционном эксперименте RNA-seq, анализирующем смесь десятков тысяч клеток: распределение уровня экспрессии многих генов от клетки к клетке было бимодальным. В предлагаемой работе мы использовали общедоступные данные, полученые из единичных клеток линии GM12878. Особенность этой клеточной линии в том, что она выделена из человека, для которого был секвенирован не только его собственный геном, но и геномы его родителей. Таким образом, гетерозиготные полиморфизмы в геноме таких клеток, являются фазированными, то есть, для каждого варианта известно, произошел он от отца или от матери. В оригинальной работе было показано, что для некоторых генов характерна в каждой клетке экспрессия либо только материнского, либо только отцовского варианта (при этом доли клеток, экспрессирующих каждый вариант, значимо не отличаются, соответственно, при анализе смеси клеток такой эффект не наблюдается). Мы предположили, что соседние по геному гены на материнской или отцовской копиях хромосомы могли бы активироваться или деактивироваться синхронно. Целью работы было понять, сущестуют ли в геноме протяженные участки из нескольких генов, которые имеют тенденцию одновременно активироваться на одной из копий хромосом. Чтобы понять, каким механизмом могло бы осуществляться такое переключение, мы сопоставляли такие отрезки одновременной активации с различными эпигенетическими особенностями генома, в частности, пространственными топологическими доменами и участками между известными инсуляторами. Проверялась гипотеза о том, что топологический домен является единицей включения и выключения экпрессии. В процессе работы был разработан пайплайн для анализа аллель-специфичной экспрессии, включающий картирование отдельно на материнскую и отцовскую версию генома и анализ полученных выравниваний. В отличие от аналогичного пайплайна AlleleSeq, в нашем подходе для каждой фазированной полиморфной позиции вычислялось не только покрытие прочтениями, но и соотншение прочтений, содержащих в исследуемой позиции каждый аллельный вариант, с учетом ПЦР-дупликатов.

Inna Suvorova
Inna Suvorova
MocR subfamily transcription factors Download paper
Abstract: В настоящей работе было рассмотрено одно из подсемейств транскрипционных факторов семейства GntR - ранее малоизученное подсемейство MocR. Методами сравнительной геномики был проведен анализ 19 ортологических групп регуляторов данного подсемейства, для каждого из которых были реконструированы регулоны и предсказаны мотивы связывания. Были выявлены некоторые общие закономерности структуры сайтов связывания, а также состава регулонов транскрипционных факторов подсемейства MocR.


up

T

Vera Talis
Nina Malayr, Elena Maximova, Vera Talis
Кинематика подъема/спуска на ступеньку у детей с ранним детским аутизмом Download paper
Abstract: Социально-психологические проблемы детей с ранним детским аутизмом (РДА) сопровождаются двигательной дискоординацией, которая на сегодняшний день мало изучена. Целью настоящей работы было провести кинематический анализ вертикальной стойки и подъема/спуска на ступеньку у детей с РДА в сравнении со здоровыми детьми соответствующего возраста. В исследовании участвовали 6 больных детей в возрасте 6-8 лет, 6больных подростков в возрасте 11-12лет, 8 здоровых детей соответствующего возраста, 8 здоровых подростков. Получено, что для больных подростков при подъеме на ступеньку характерна поза с менеесогнутыми коленями и тазобедренными суставами, чем у их здоровых ровесников, причем длительность подъема была больше, чем в контрольной группе. Дети с РДА осуществляли подъем/спуск быстрее, чем больные подростки. Также эти две группы имели различия в амплитуде сгибания голеностопного сустава при спуске: у детей она больше, чем у подростков. Получено, что для больных детей, как при стоянии, так и при подъеме/спуске на ступеньку, характерна поза с более согнутыми коленями и тазобедренными суставами, а во фронтальном направлении - с более отведенным наружу положением тазобедренного сустава, чем у здоровых детей. Отмечена затрудненность целенаправленных движений у больных детей, выражающаяся в значительных колебаниях амплитуды угловой скорости тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости при подготовке к движению. Заметные различия в координации движений между больными детьми и больными подростками указывает на важность ранних реабилитационных программ.

Nadezhda Terekhanova
Nadezhda Terekhanova, Georgii Bazykin, Vladimir Seplyarskiy
Within-genome mutation rate variation is not conserved during the course of primate evolution Download paper
Abstract: Knowledge of mutation rate heterogeneity within the human genome is very applicable in genome-wide association studies and could facilitate the identification of driver genes in de novo diseases. Variation in the mutation rate could be partially explained by DNA features, e.g. replication timing (rt) or DNase hypersensitivity sites etc, but most of variation remains cryptic. In present study we estimate what fraction of variation preserved on short evolutionary scale within primate branch. We study how mutation rates in primates correlate with mutation rate in human branch after split from common ancestor with chimpanzee on 100 Kb and 1 Mb scales. Correlation between human and chimp branches exceeds 95% and becomes 30-40 % lower when we compare human mutation rate with mutation rate in new world monkey clade. We also found similar behavior of correlation between SNP density in human and substitution rate in different branches of primate clade. On very short scale we found that mutation rate in human branch increased at two sites adjacent to mutation occurred in chimpanzee, gorilla or orangutan branches.

Svetlana Timoshenko
Svetlana Timoshenko, Anna Marakasova
Adjectival Forms of Place Names: Study of Sense Disambiguation Download paper
Abstract: Данная статья описывает метод семантического анализа, который воплощен в модуле системы ЭТАП-3, на примере группы относительных прилагательных, образованных от топонимов: английский, провансальский, волжский, берлинский. Мы выбрали именно эту группу, потому что она неоднократно служила предметом лингвистического анализа. В лексикографии существует два подхода к описанию подобных слов. Мы предлагаем технологию, объединяющую преимущества этих подходов, и описываем её программное воплощение.

Elena Tolmacheva
Elena Tolmacheva, Vasily Ognivov, Vladimir Bastakov, Tatjana Shevelenkova
Geometrical-optical illusions and visual perception in health and disease Download paper
Abstract: К геометрическим зрительным иллюзиям относят систематические отклонения геометрии воспринимаемого образа от объективных параметров рассматриваемой геометрической конфигурации. Величина отклонения отражает степень неточности или избыточности процессов неосознаваемой коррекции этого образа на одном из этапов зрительного восприятия. Шизофрения является одним из наиболее тяжелых психических расстройств, сопровождаемых личностными и когнитивными нарушениями. Проявления шизофрении крайне многочисленны и зачастую схожи с другими заболеваниями. В связи с этим, изучение и уточнение патогенетических механизмов когнитивных нарушений при шизофрении является одной из важных задач клинической психиатрии и патопсихологии. Целью данной работы было изучение особенностей сенсорно-перцептивных процессов в зрительной системе у больных различными формами шизофрении в сравнении с психически здоровыми испытуемыми и пациентами с болезнью Паркинсона. Исследовали точность глазомера при уравнивании длин двух отрезков, предъявляемых на экране мониторе, и степень выраженности двух геометрических иллюзий зрительного восприятия: иллюзии Мюллера-Лайера и иллюзии «Белые полоски». Считается, что первая иллюзия связана, а вторая не связана с константностью восприятия размера в трехмерном пространстве (Грегори, 1972). Всего было исследовано 7 больных шизоаффективной формой шизофрении, 17 больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, 9 пациентов неврологического отделения с болезнью Паркинсона и 18 психически здоровых добровольцев. Для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом была характерна невысокая степень точности и меньшая стабильность в работе глазомера при уравнивании длин двух отрезков на экране монитора, а также большая выраженность иллюзии Мюллера-Лайера, по сравнению с психически здоровыми испытуемыми и испытуемыми с болезнью Паркинсона, а также больными шизоаффективной формой шизофрении. Для больных шизоаффективной формой шизофрении отличий ни в работе глазомера, ни в степени подверженности иллюзии Мюллера-Лайера по сравнению с группами психически здоровых испытуемых и больных паркинсонизмом выявлено не было. Полученные результаты свидетельствуют, что только для больных шизофренией с галлюцинаторно-параноидным синдромом, но не шизоаффективной формой шизофрении характерно нарушение сенсорно-перцептивных механизмов зрительного восприятия.

Alexey Tupikin
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Alexander Tuzhikov
Alexander Panchin, Alexander Tuzhikov, Yuri Panchin
A hypothesis on the microbial etiology of certain religious practices Download paper
Abstract: There are many examples of known behavior-altering parasites in nature including Ophiocordyceps unilateralis, Toxoplasma gondii, Wolbachia, Spinochordodes tellinii, Dicrocoelium dendriticum and others. These parasites belong to a very diverse taxonomic array suggesting that the phenomena of parasitic host control might be more common than currently established and possibly overlooked in humans. We hypothesize that certain types of human religious behavior could be influenced by microbial host control and that the transmission of some religious rituals could be regarded as the simultaneous transmission of both memes and microorganisms. This hypothesis may provide an explanation for recently published positive associations between parasite-stress and religiosity. We discuss the diversity of host-control in nature, the epidemiological consequences of certain religious practices and empirical approaches to test our hypothesis including next generation sequencing of the human brain and gut metagenomes.


up

U

Sergei Usilin
Alina Minkina, Anton Grigoryev, Sergei Usilin, Dmitry Polevoy, Dmitry Nikolaev
Generalization of the Viola-Jones method as a Decision Tree of strong classifiers for real-time object recognition in the video stream Download paper
Abstract: В данной работе исследуется обучение составных классификаторов Виолы и Джонса. Предлагается архитектура составного классификатора, отличная от классического линейного каскада, а именно классификатор в виде решающего дерева, и методика его обучения. Исследуется влияние формы дерева на производительность. Проводится сравнение по параметрам точности и производительности с классическим каскадом, экспериментально исследуются различные варианты архитектуры дерева. В качестве исследуемого классификатора используются детекторы образов колес в системе автоматической классификации транспортных средств.


up

V

Olga Vakhrusheva
Olga Vakhrusheva, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Epistasis in ultraconserved non-coding elements Download paper
Abstract: Human genome comprises hundreds of ultraconserved non-coding elements (UCEs). These elements are typically defined as non-coding sequences longer than 100 base pairs with 100% identity to mouse, rat or chicken orthologous region. Analogous elements have been identified in Drosophila melanogaster genome. As negative selection associated with such extreme conservation should be of great strength, it was argued that such ultraconserved elements should be of great functional importance. Furthermore, selection acting on such elements was estimated to be much stronger than in protein-coding regions. However, exact causes of ultraconservation remain obscure. We propose that phenomenon of ultraconservation might be explained by strong epistasis between individual sites in ultraconserved elements. To address possible non-additive effects of mutations in ultraconserved elements we studied distribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) between haplotypes in UCEs for H. sapiens and D.melanogaster. We found that linkage disequilibrium between SNPs in ultraconserved elements is significantly decreased as compared to random pairs of SNPs with matching population frequencies. In line with that we observed that two SNPs are less likely to reside in the same haplotype versus different haplotypes for ultraconserved elements as compared to non-conserved genomic regions. This effect holds for both H.sapiens and D.melanogaster. Such repulsion between individual SNPs in UCEs might be indicative of synergistic epistasis corresponding to a scenario when a cumulative effect on the fitness of several mutations in the UCE is more severe than would be expected in the case of additivity of the effects of individual mutations.

Varvara Vedenina
Lev Shestakov, Varvara Vedenina
The role of different courtship song elements in mate recognition of Gryllus bimaculatus Download paper
Abstract: We analyzed the courtship song of the cricket Gryllus bimaculatus. It is suggested that courtship songs comprise two different elements: high-frequency ticks (11-16 kHz) and low-frequency pulses (4-5 kHz). We found that most of the courtship song elements in G. bimaculatus were quite variable (coefficient of variation in the range of 20-50%). In experiments with playback of synthesized courtship songs, we studied the importance of several song parameters for mating success in Gryllus bimaculatus, which we evaluated as the probability which females mounted muted, courting males. In positive control (intact males), 84 % of females demonstrated mounting response, whereas in negative control (muted males), only 25 % of females mounted courting males. The synthesized songs with different carrier frequency of ticks (5, 8, 11, 14, 17 kHz) were as attractive to female as the natural courtship (positive control). Efficiency of stimuli without low-frequency pulses was also comparable with that in positive control; moreover, courtship latency appeared to be significantly lower for this stimulus ("11kHz_no pulses" and "17kHz_no pulses). Stimulus with long ticks was inefficient from females. Thus, changing of variable parameters did not decrease song attractiveness and in some cases, even increased it. Our results consistent with the idea that variable courtship traits give a female an opportunity for evaluation male quality and provide a substrate for directional selection.

Svetlana Vinogradova
Ruslan Soldatov, Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Translation facilitates in vivo mRNA unfolding Download paper
Abstract: Each RNA molecule folds in a secondary structure due to intrinsic propensity of its nucleotides to form stable base pairs. During the last decade numerous classes of functional non-protein-coding RNAs (ncRNAs) were discovered, which regulate diverse biological processes (such as transcription, translation, splicing, RNA editing etc). However, until recently there were no approaches to monitor RNA secondary structure in vivo. Recent genome-wide structure probing experiment (DMS-seq) reveals active unfolding of mRNA structures in vivo compared to in vitro. The central question is what accounts for active unfolding of messenger RNAs. RNA helicases were proposed to prevent formation of stable RNA folds. Here we show that translation is a major force of in vivo mRNA unfolding in yeast and human fibroblast cell line.

Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Structural RNA alignments: the twilight zone Download paper
Abstract: Структурное выравнивание некодирующих РНК является важной биологической задачей, так как учет структур при выравнивании РНК позволяет получить выравнивания, применимые для широкого класса задач, связанных с анализом РНК. Большинство существующих в настоящее время подходов является упрощением алгоритма Санкова 1985 года и/или применимы для уровней сходства выше ``сумеречной'' зоны 60-70\%. Мы предлагаем метод построения структурного выравнивания с использованием матрицы, учитывающей структуры выравниваемых последовательностей. Структурная матрица строится на основе информации о вероятностях нуклеотидов быть донорами или акцепторами спаривания.

Sergey Volkov
Sergey Volkov, Oleg Sukhoroslov
A Generic Web Service for Running Parameter Sweep Applications Download paper
Abstract: Parameter sweep applications are a very important class of applications, which is typically defined as a set of computational experiments over a set of input parameters, each of which is executed with its own parameter combination. These computations arise in many scientific contexts. This article introduces the Parameter Sweep web service that runs such applications in distributed computing environment. Also discussed is the Everest cloud platform, on which this service is built.

Vladimir Voloshinov
Sergey Smirnov, Vladimir Voloshinov
Реализация крупноблочных схем метода ветвей и границ для частично-целочисленных задач оптимизации в распределенной вычислительной среде Download paper
Abstract: В работе рассматриваются возможности реализации крупноблочных схем метода ветвей и границ для решения частично-целочисленных задач линейного программирования. В качестве основы берется пакет оптимизации с открытым исходным кодом CBC. Анализируется возможность использования пакета для реализации крупноблочной схемы метода ветвей и границ. Система реализуется с использованием языка Erlang. Проводятся численные эксперименты на основе задачи о коммивояжере, показывающие заметное ускорение распределенной схемы решения задачи по сравнению с единичным однопоточным экземпляром пакета. Работа поддержана грантом РФФИ No 13-07-00987

Ilya Vyugin
Elena Solodkova, Ilya Vyugin
Метод Степанова в одной задаче аддитивной комбинаторики Download paper
Abstract: В данной работе известный в теории чисел метод Степанова был применён в решении одной задачи аддитивной комбинаторики - была найдена оценка мощности пересечения аддитивных сдвигов различных мультипликативных подгрупп простого конечного поля.


up

X

Xiaoxin Xia
Hilary Parker, Jeffrey Leek, Alexander Favorov, Michael Considine, Xiaoxin Xia, Sameer Chavan, Christine Chung, Elana Fertig
Preserving biological heterogeneity with a permuted surrogate variable analysis for genomics batch correction Download paper
Abstract: We introduce an algorithm, permuted-SVA (pSVA), using a new statistical model that is blind to biological covariates to correct for technical artifacts while retaining biological heterogeneity in genomic data.


up

Y

Rashid Yarullin
Rashid Yarullin, Igor Zabotin
Об одном алгоритме отсечений для задачи выпуклого программирования Download paper
Abstract: Предлагается алгоритм решения задачи выпуклого программирования, относящийся к классу методов отсечений. Алгоритм характерен тем, что для построения итерационных точек он использует аппроксимацию как надграфика целевой функции, так и области ограничений исходной задачи. Описываются свойства алгоритма. Обосновывается его сходимость.


up

Z

Igor Zabotin
Rashid Yarullin, Igor Zabotin
Об одном алгоритме отсечений для задачи выпуклого программирования Download paper
Abstract: Предлагается алгоритм решения задачи выпуклого программирования, относящийся к классу методов отсечений. Алгоритм характерен тем, что для построения итерационных точек он использует аппроксимацию как надграфика целевой функции, так и области ограничений исходной задачи. Описываются свойства алгоритма. Обосновывается его сходимость.

Maria Zakharova
Nadezda Bykova, Yakov Lomakin, Artem Artemov, Maria Zakharova, Marsel Kabilov, Yulia Medvedeva, Alexey Tupikin, Marina Fridman, Natalia Ponomarenko, Alexander Favorov, Alexander Gabibov
Филогенетический анализ клонов аутоантител при рассеянном склерозе: наблюдение за функциональным отбором из фаг-дисплейной библиотеки по результатам высокопроизводительного секвенирования Download paper
Abstract: В данной работе мы детально исследовали филогению отдельных клонов (то есть множеств с общим предков) тяжёлых цепей антител в фаг-дисплейной библиотеке, полученной из лимфоцитов периферической крови больных рассеянным склерозом (РС). Дерево последовательностей строилось для смеси двух библиотек - исходной и отборной (полученной из исходной путем отбора на определенный антиген) - с помощью программы IgTree. Целью работы было оценить возможность идентифицировать начало активного размножения (гипермутации) лимфоцита, встретившего активный антиген, по структуре полученного таким образом дерева. Действительно, мы наблюдали точку гипермутации в виде одновременной дивергенцию чрезмерно большого числа потомков на одном из узлов дерева. Характерно, что таких структурах были существенно чаще представлены последовательности из отборных библиотек, чем последовательности из исходной библиотеки. Для контроля было построено дерево для клона A17, попавшего в библиотеки случайно. Гипермутационные структуры на нём не наблюдались

Matvey Zakharov
Arthur Zalevsky, Matvey Zakharov, Artem Dyuba, Andrey Golovin
Express analysis of complex topology of nucleic acids using circular dichroism Download paper
Abstract: В работе предлагается новый экспресс-метод анализа сложной пространственной структуры олигонуклеотидов, лежащих в основе аптамерных лекарственных препаратов. Метод основан на спектроскопии кругового дихроизма в комбинации с молекулярно-динамическими расчетами.

Arthur Zalevsky
Arthur Zalevsky, Matvey Zakharov, Artem Dyuba, Andrey Golovin
Express analysis of complex topology of nucleic acids using circular dichroism Download paper
Abstract: В работе предлагается новый экспресс-метод анализа сложной пространственной структуры олигонуклеотидов, лежащих в основе аптамерных лекарственных препаратов. Метод основан на спектроскопии кругового дихроизма в комбинации с молекулярно-динамическими расчетами.

Zankin Vitaly
Alexander Ivanov, Zankin Vitaly, Evgeny Khorov
CBR streaming with IEEE 802.11ad Download paper
Abstract: В работе исследуется процесс передачи мультимедийных потоков постоянной интенсивности в сетях IEEE 802.11ad

Ilya Zharov
Ilya Zharov, Yuriy Korostelev
Co-evolution of MerR transcription factors and their binding sites Download paper
Abstract: Транскрипционные активаторы генов устойчивости к тяжелым металлам, образуют отдельную группу внутри семейства транскрипционных факторов MerR. В данной работе идентифицировано 1516 транскрипционных факторов подсемейств CueR, MerR, CadR-PbrR, CadR-PbrR-like и HMRTR. Затем было найдено 884 сайта связывания для 763 из этих белков. Был проведен анализ корреляций замен в последовательностях ДНК-связывающих доменов этих белков и их сайтов связывания. В результате обнаружено 35 пар позиций с коррелированными заменами в соответствующих выравниваниях. Пространственные структуры различных активаторов транскрипции семейства MerR практически идентичны. Поэтому был проведен поиск экспериментально определенных контактов белок-ДНК для транскрипционных факторов семейства MerR. Было найдено 36 контактов боковых цепей аминокислот с основаниями нуклеотидов. 9 пар позиций оказались одновременно контактирующими и имеющими коррелированные замены. Затем были восстановлены предковые последовательности ДНК-связывающих доменов исследуемых белков и их сайтов связывания в узлах филогенетического дерева белков. Из предковых последовательностей видно, что в позициях с коррелированными заменами перепредставленные пары аминокислота-нуклеотид возникали несколько раз независимо в ходе эволюции.

Roman Zhelankin
Roman Zhelankin
Особенности строения сетчатки у представителей двух семейств подотряда змей (Ophidia): ужеобразных (Colubridae) и гадюковых (Viperidae) Download paper
Abstract: В данном исследовании сравнивались особенности морфологии сетчатки глаза ужа обыкновенного (Natrix natrix), желтобрюхого полоза (Hierophis caspius) и гадюки обыкновенной (Pelias berus). Средняя толщина сетчатки ужеобразных (полоза) в 1,8 раза превышала таковую у гадюковых (обыкновенной гадюки), и соответственно, превышала толщину большинства её слоёв. Было выявлено, что у P. berus фоторецепторные и пигментные клетки мельче, чем у N. natrix, а ганглиозные клетки в сетчатке гадюки в 2 раза крупнее, что может способствовать суммации сигналов от большего числа фоторецепторов, и повышать световую чувствительность. Можно предположить, что палочками у обыкновенной гадюки являются наиболее мелкие фоторецепторы, что докаk