Concept and First Results of Optical Navigational System

The paper presents a concept of the optical coastal navigational system. The task of the system is to provide information about object position in coastal areas based on optical information. The system is intended for Autonomous Underwater Vehicles that operate in GPS denied environments. In addition to the concept itself, the paper also outlines the first results achieved during the research on the system

An integro-differential equation arising as a limit of individual cell-based models

In this paper, we study mathematical properties of an integro-differential equation that arises as a particular limit case in the study of individual cell-based model. We obtain global well-posedness for some classes of interaction potentials and finite time blow-up for others. The existence of space homogeneous steady states as well as long-time asymptotics for the solutions of the problem is also discussed

Derivation of macroscopic equations for individual cell-based models. A formal approach

In this paper we review the theory of cells (particles) that evolve according to a dynamics determined by friction and that interact between themselves by means of suitable potentials. We derive by means of elementary arguments several macroscopic equations that describe the evolution of cell density. Some new results are also obtained — a formal derivation of a limit equation in the case of attractive potential as well as in the case of repulsive potential with a hard-core part are presented Finally, we discuss the possible relevance of those results within the framework of individual cell-based models. Several classes of potentials, including hard-core, repulsive and potentials with attractive parts are discussed. The effect of noise terms in the equation is also considered

Periodic dynamics in a model of immune system

The aim of this paper is to study periodic solutions of Marchuk's model, i.e. the system of ordinary differential equations with time delay describing the immune reactions. The Hopf bifurcation theorem is used to show the existence of a periodic solution for some values of the delay. Periodic dynamics caused by periodic immune reactivity or periodic initial data functions are compared. Autocorrelation functions are used to check the periodicity or quasiperiodicity of behaviour

O modelowaniu lekooporności dla glejaków niskiego stopnia

W artykule analizujemy nową wersję modelu opisującego efekt nabytej lekooporności, który zaproponowaliśmy w pracy Bodnar & Foryś (2017). Oryginalny model powstał w oparciu o idee przedstawione w artykule Pérez-García i in. (2015). W bieżącej pracy włączamy do modelu dodatkowy składnik opisujący bezpośrednią śmiertelność komórek uszkodzonych. Okazuje się, że dynamika tak zmienionego modelu jest analogiczna, jak w przypadku drugiego modelu rozważanego przez nas, który z kolei powstał w oparciu o idee Olliera i in. (2017). Dynamika modelu została przeanalizowana dla parametrów odzwierciedlających wzrost glejaka niskiego stopnia, przy czym analizowaliśmy wpływ zmian poszczególnych parametrów na tę dynamikę.In this paper we present a version of a simple mathematical model of acquiring drug resistance which was proposed in Bodnar and Foryś (2017). We based the original model on the idea coming from Pérez-García et al. (2015). Now, we include the explicit death term into the system and show that the dynamics of the new version of the model is the same as the dynamics of the second model considered by us and based on the idea of Ollier et al. (2017). We discuss the model dynamics and its dependence on the model parameters on the example of gliomas

System NF-κB jako przykład systemu reguluj¡cego z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym

Rodzina czynników transkrypcyjnych NF-κ B pełni ważną rolę w regulacji odpowiedzi immunologicznej oraz profliferacji i przeżyciu komórek, w związku z czym niepoprawna aktywacja NF-κ prowadzi do poważnych problemów zdrowotnych. Jednak skomplikowany sposób aktywacji i regulacji NF-κ nie jest jeszcze w pełni zbadany. W tej pracy proponujemy i analizujemy dwie wersje modelu matematycznego uwzględniającego dodatnie sprzężenie zwrotne między NF-κB i cytokinami oraz ujemne sprzężenie zwrotne między NF-κB i jego inhibitorami. Ten model matematyczny obrazuje przejściową aktywację NF-κB, i jest jednocześnie na tyle prosty, aby pozwolić na otrzymanie analitycznych warunków na stabilność stanów stacjonarnych. Oczekujemy, że lepsze zrozumienie systemu regulacji NF-κB zwiększy efektywność terapii opartych na inhibicji tego czynnika transkrypcyjnego. Ponadto, zmodyfikowany model jest na tyle ogólny, że jego analiza może się okazać przydatna w modelowaniu innych procesów biologicznych.The family of transcription factors NF-κB plays a crucial role in immune response regulation, cell proliferation and cell survival; therefore, deregulated NF-κB activation results in severe health problems. However, its elaborate regulatory network is not yet fully understood. In this paper, we propose and analyze modifications of a mathematical model of the regulatory network that considers the positive feedback between NF-κB and cytokines and the negative feedback between NF-κBand its inhibitors. This mathematical framework captures the transient dynamics of NF-κB while remaining simple enough to obtain a stability condition of the equilibria. We anticipate that a deeper understanding of the NF-κB framework will increase the effectiveness of therapeutic strategies based on NF-κB inhibition

Analiza układu równań różniczkowych z opóźnieniem modelującego nowotwór z uwzględnieniem procesu angiogenezy

Angiogeneza jest procesem szczególnie istotnym w przypadku komórek nowotworowych. Na skutek gwałtownego wzrostu objetosci guza, naczynia krwionosne zaopatrujace nowotwór staja sie niewystarczajace. Powoduje to tworzenie się niedotlenionych obszarów wewnatrz guza, a w konsekwencji obumarcie komórek. Komórki rakowe przeciwdziałaja temu problemowi, stymulujac rozrost nowych naczyn krwionosnych i zapewniajac tym samym dopływ tlenu. Poznanie tego procesu pozwoliło na opracowanie terapii antyangiogenicznej, atakujacej naczynia zaopatrujace nowotwór zamiast samych komórek. W tym artykule proponujemy model rózniczkowy z opóznieniem opisujacy wzrost guza, uwzgledniajacy proces angiogenezy. Przeprowadzamy jego wstepna analize oraz formułujemy kilka wniosków dot. stabilnosci rozwiazan. Numerycznie symulacje ilustruja uzyskane wyniki.Angiogenesis is a crucial process for the survival of cancer cells. Due to the rapid growth of the tumor, blood vessels delivering oxygen become insufficient, which leads to hypoxic regions inside the tumor and therefore death of the cells. Cancer cells deal with this problem by stimulating the growth of new vessels, thus providing the necessary amount of oxygen. The understanding of this process allowed to develop antiangiogenic therapy, which attack tumor vasculature instead of cells themselves. It is believed that effective treatment combines antiangiogenic factors with radio- and chemotherapy. Our aim is to construct a mathematical model describing this process, which would further allow to select optimal dosage. In this paper we propose a delay differential model of tumor growth and perform its preliminary analysis. We then introduce a method, which enables further study on this model. The results are illustrated by numerical simulations

On the nonlocal discretization of the simplified Anderson-May model of viral infection

Przedstawiono piec niestandardowych metod róznic skonczonych zaprojektowanych do symulacji numerycznych uproszczonego (dwuwymiarowego) modelu infekcji wirusowej Andersona-Maya. Proponowane przez nas metody sa oparte wyłacznie na zasadzie nielokalnej dyskretyzacji układu. Dzieki temu wszystkie wyniki dotyczace zachowania przez nie własnosci jakosciowych uproszczonego modelu Andersona-Maya sa niezalezne od wybranego kroku symulacji. Prezentowane metod zachowuja istotne cechy jakosciowe wyjsciowego modelu ciagłego, tzn. nieujemnosc rozwiazania i lokalna stabilnosc punktów stacjonarnych, wraz z warunkami ich stabilnosci. Jedna z proponowanych metod zachowuje równiez typy punktów stacjonarnych, co przekłada sie na obecnosc lub brak oscylacji w ich otoczeniu.We present five nonstandard finite difference methods designed for numerical simulation of the simplified Anderson-May model of viral infection. The proposed methods, based solely on the principle of nonlocal discretization, are able to preserve all of the essential qualitative features of the original model: the non-negativity of the solution and local stability of the equilibrium points, along with their stability conditions. One of the proposed methods preserves the types of the equilibrium points (i.e. the presence and absence of oscillations) as well. All of these results are independent of the chosen step-size of simulation