Удосконалення методу сегментування оптико-електронних зображень з космічних систем спостереження на основі алгоритму світлячків

The object of research is the process of segmentation of optoelectronic images acquired from space observation systems. The method of segmentation of optoelectronic images acquired from space observation systems based on the firefly algorithm, unlike known ones, involves the following: – the pre-selection of brightness channels of the Red-Green-Blue color space in the original image; – calculation of the level of luminosity for each firefly; – assigning each firefly with the neighboring firefly, within a certain radius, whose level of luminosity is higher than the natural level of luminosity of the firefly; – determination of the coordinate of the updated position of the firefly in each brightness channel. An experimental study into the segmentation of optoelectronic images acquired from space observation systems based on the firefly algorithm was carried out. It is established that the improved segmentation method based on the firefly algorithm allows for the segmentation of optoelectronic images acquired from space observation systems. The quality of segmentation of optoelectronic images by the method based on the firefly algorithm was evaluated in comparison with methods based on the particle swarm algorithm and the Sine-Cosine algorithm. It was found that the improved method based on the firefly algorithm reduces the segmentation error of the first kind by an average of 11 % and the segmentation error of the second kind by an average of 9 %. This becomes possible by using the firefly algorithm. Methods of image segmentation can be implemented in software and hardware systems for processing optoelectronic images acquired from space surveillance systems. Further studies may focus on comparing the quality of segmentation method based on the firefly algorithm with segmentation methods based on genetic algorithms.Об’єктом дослідження є процес сегментування оптико-електронних зображень з космічних систем спостереження. Метод сегментування оптико-електронних зображень з космічних систем спостереження на основі алгоритму світлячків, на відміну від відомих, передбачає: – попереднє виділення каналів яскравості кольорового простору Red-Green-Blue на вихідному зображенні; – обчислення рівня світлості кожному світлячку; – визначення кожному світлячку того світлячку-сусіда всередині визначеного радіусу, у якого рівень світлості вищий, ніж власний рівень світлості світлячку; – визначення координати оновленої позиції світлячку в кожному каналі яскравості. Проведено експериментальне дослідження сегментування оптико-електронного зображення з космічних систем спостереження на основі алгоритму світлячків. Встановлено, що удосконалений метод сегментування на основі алгоритму світлячків дозволяє проводити сегментування оптико-електронних зображень з космічних систем спостереження. Проведено оцінювання якості сегментування оптико-електронних зображень методом на основі алгоритму світлячків з методами на основі алгоритму рою частинок та Sine-Cosine алгоритму. Встановлено, що удосконалений метод на основі алгоритму світлячків знижує помилку сегментування першого роду в середньому на 11 % та помилку сегментування другого роду в середньому на 9 %. Це стає можливим за рахунок використання алгоритму світлячків. Методи сегментування зображень можуть бути реалізовані у програмно-технічних комплексах обробки оптико-електронних зображень з космічних систем спостереження. Подальші дослідження можуть бути на порівняння якості сегментування методом на основі алгоритму світлячків з методами сегментування на основі генетичних алгоритмі

Impaired NHEJ repair in amyotrophic lateral sclerosis is associated with TDP-43 mutations

BACKGROUND: Pathological forms of TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43) are present in motor neurons of almost all amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients, and mutations in TDP-43 are also present in ALS. Loss and gain of TDP-43 functions are implicated in pathogenesis, but the mechanisms are unclear. While the RNA functions of TDP-43 have been widely investigated, its DNA binding roles remain unclear. However, recent studies have implicated a role for TDP-43 in the DNA damage response. METHODS: We used NSC-34 motor neuron-like cells and primary cortical neurons expressing wildtype TDP-43 or TDP-43 ALS associated mutants (A315T, Q331K), in which DNA damage was induced by etoposide or H2O2 treatment. We investigated the consequences of depletion of TDP-43 on DNA repair using small interfering RNAs. Specific non homologous end joining (NHEJ) reporters (EJ5GFP and EJ2GFP) and cells lacking DNA-dependent serine/threonine protein kinase (DNA-PK) were used to investigate the role of TDP-43 in DNA repair. To investigate the recruitment of TDP-43 to sites of DNA damage we used single molecule super-resolution microscopy and a co-immunoprecipitation assay. We also investigated DNA damage in an ALS transgenic mouse model, in which TDP-43 accumulates pathologically in the cytoplasm. We also examined fibroblasts derived from ALS patients bearing the TDP-43 M337V mutation for evidence of DNA damage. RESULTS: We demonstrate that wildtype TDP-43 is recruited to sites of DNA damage where it participates in classical NHEJ DNA repair. However, ALS-associated TDP-43 mutants lose this activity, which induces DNA damage. Furthermore, DNA damage is present in mice displaying TDP-43 pathology, implying an active role in neurodegeneration. Additionally, DNA damage triggers features typical of TDP-43 pathology; cytoplasmic mis-localisation and stress granule formation. Similarly, inhibition of NHEJ induces TDP-43 mis-localisation to the cytoplasm. CONCLUSIONS: This study reveals that TDP-43 functions in DNA repair, but loss of this function triggers DNA damage and is associated with key pathological features of ALS