Reconstructing gene regulatory networks with a memetic-neural hybrid based on fuzzy cognitive maps

Reconstructing gene regulatory networks (GRNs) plays an important role in identifying the complicated regulatory relationships, uncovering regulatory patterns in cells, and gaining a systematic view for biological processes. In order to reconstruct large-scale GRNs accurately, in this paper, we first use fuzzy cognitive maps (FCMs), which are a kind of cognition fuzzy influence graphs based on fuzzy logic and neural networks, to model GRNs. Then, a novel hybrid method is proposed to reconstruct GRNs from time series expression profiles using memetic algorithm (MA) combined with neural network (NN), which is labeled as MANN_FCM-GRN. In MANN_FCM-GRN, the MA is used to determine regulatory connections in GRNs and the NN is used to determine the interaction strength of the regulatory connections. In the experiments, the performance of MANN_FCM-GRN is validated on both synthetic data and the benchmark dataset DREAM3 and DREAM4. The experimental results demonstrate the efficacy of MANN_FCM-GRN and show that MANN_FCM-GRN can reconstruct GRNs with high accuracy without expert knowledge. The comparison with existing algorithms also shows that MANN_FCM-GRN outperforms ant colony optimization, non-linear Hebbian learning, and real-coded genetic algorithms.

     

急性炎性疾病患者乳酸林格氏液液体动力学

目的:探索炎性疾病患者的乳酸林格氏液（Ringer's lactate,RL）液体动力学特征以及炎性生物标记物是否可以作为协变量影响RL分布和排泄。方法:本研究为前瞻性队列研究。选择40例美国麻醉医师分级（ASA）I-II级，腹腔镜下择期胆囊切除术（胆囊炎组，n=20）或者腹腔镜下急诊阑尾切除术（阑尾炎组，n=20）。所有患者麻醉诱导前开始输注RL，按15 mL/kg，35 min内输毕。采用酶联免疫（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）方法测定血浆炎症（TNF-α,IL-10和CRP）或者内皮损伤生物标记物（syndecan-1,SDC-1）；利用血红蛋白（Hb）稀释-时间曲线和尿量，使用Phoenix软件，采用非线性混合效应模型分析计算RL液体动力学参数和协变量的影响。结果:与胆囊炎组相比，阑尾炎组RL从组织间隙到血浆的转运速率常数（k21）显著降低（14×10-3min-1 versus 35×10-3min-1;P=0.012）。阑尾炎组C反应蛋白（CRP）升高［中位数38.1(1.8-143.6) μg/mL versus 1.3(0.1-159.0) μg/mL;P<0.001］；与清醒状态相比，麻醉期间（输液开始后30～45 min），液体从中央室中到外周室的转运速率常数（k12）显著增加（57×10-3min-1 versus 32×10-3min-1；P<0.01）。清除速率常数（k10）降低90%（0.6×10-3min-1 versus 5.3×10-3min-1;P<0.001）。无论在清醒状态还是麻醉状态下低血压均能降低液体清除；炎症或者内膜损伤的生物标记物不能作为显著影响RL液体动力学参数的协变量。结论:阑尾炎或者胆囊炎患者术前输入液体后“炎症反应的生物标记物”不是RL的液体动力学的协变量，但是两组患者中，全身麻醉期间输入液体的清除率下降。     

Chemotherapy response of pancreatic cancer by diffusion-weighted imaging (DWI) and intravoxel incoherent motion DWI (IVIM-DWI) in an orthotopic mouse model

Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine - To investigate the value of using diffusion-weighted imaging (DWI) and intravoxel incoherent motion DWI (IVIM-DWI) to assess the...     

亲子乐园空调送风方式的数值模拟研究

大型综合室内亲子乐园属于高大空间,设有游乐设施和游戏的特殊性使得对空间的舒适性要求一致,但是送风气流遇阻严重,室内存在较多气流死角,影响室内空气质量和儿童健康。因此其空调设计不仅需要考虑温度、风速的空间均匀度,还要考虑各点的空气龄和PMV-PPD指标。以天津某亲子乐园为研究对象,利用scSTREAM软件对适用于该房间的辐射供冷加新风、置换通风、混合通风三种空调方式的送风效果进行数值模拟分析,从流场的均匀性、人员的热舒适性等方面对模拟结果进行探讨,研究结果表明辐射供冷加新风方式的空间均匀性和PMV指标最佳,混合通风方式的空气龄最小。     

无线传感器网络中移动sink节点的路径规划

在无线传感器网络中,大量感知数据汇集到sink节点的采集方法会导致sink节点附近的节点能量耗尽,造成能量空洞。针对该问题,利用移动的sink节点进行数据收集是一种解决方法,其中移动sink的路径规划成为一个重要的问题。提出了一个移动sink路径规划算法,将无线传感器中随机分布的节点划分为不同的子区域,寻找sink节点移动的最佳转向点,最终得到最优的移动路径,以实现无线传感器网络生命周期最大化。仿真实验表明,与现有方案相比,该算法能显著延长网络的生命周期。     

新型钢丝圈清洁器的使用效果

为了解决钢丝圈挂花问题,阐述了LH001新型钢丝圈清洁器的特点和应用效果;通过试验说明使用新型钢丝圈清洁器断头率低,基本无挂花,纺纱效果好。指出:新型钢丝圈清洁器是普通钢丝圈清洁器的更新换代产品,值得推广。     

陕南山地烟田不同植烟年限土壤养分的变化

为给陕南山地烟草生产布局及有针对性的施肥措施提供依据,分析了陕南山地烟田不同植烟年限(0~15年)与土壤养分含量的关系。结果表明:随着植烟年限延长,有机质线性下降,全氮和速效钾显著上升,有效磷先上升后下降;氯、有效铁、有效锰、有效硼和有效铜无显著变化或变化很小,有效锌则在第1年急剧下降,之后保持稳定,10年后再次显著下降。认为陕南山地烟区烟叶生产中应适当增加有机肥的施用而合理控制氮肥、磷肥和钾肥的施用,并要注意锌肥的补充。     

大口径光学元件装夹转运结构设计及分析

为了实现大口径光学元件的安全装夹、转运,通过光学元件开槽与不开槽两种装夹方式的分析,得出开槽夹紧转运方式将带来微裂纹、应力集中、成本高等缺陷,提出了利用摩擦力克服光学零件的重力和惯性力的低应力装夹转运方案。通过对光学元件低应力夹紧结构设计,并利用有限元分析方法,得到不开槽装夹方式下,光学元件的最大主应力为1.11 MPa,最大切应力为0.73 MPa,远低于光学元件破坏的强度极限,且受力均匀,无应力集中现象。     

绿色化工技术在精细化工中的应用研究

社会经济快速发展,科学技术不断进步,针对我国现代工业化工行业发展,所产生的新型化工技术应用,促进我国化工生产效率的提升。工业的发展不可避免地会带来污染物的产生,如果不能有效控制化工排放污染物,温室效应问题会更加严重。本文对绿色化工技术在精细化工中的有效应用进行研究,降低工业废气污染物排放量,维护生态环境平衡。