Hierarchical Cont-Bouchaud model

We extend the well-known Cont-Bouchaud model to include a hierarchical topology of agent's interactions. The influence of hierarchy on system dynamics is investigated by two models. The first one is based on a multi-level, nested Erdos-Renyi random graph and individual decisions by agents according to Potts dynamics. This approach does not lead to a broad return distribution outside a parameter regime close to the original Cont-Bouchaud model. In the second model we introduce a limited hierarchical Erdos-Renyi graph, where merging of clusters at a level h+1 involves only clusters that have merged at the previous level h and we use the original Cont-Bouchaud agent dynamics on resulting clusters. The second model leads to a heavy-tail distribution of cluster sizes and relative price changes in a wide range of connection densities, not only close to the percolation threshold.Comment: 10 pages, 6 figure

Detection of atrial fibrillation episodes in long-term heart rhythm signals using a support vector machine

Atrial fibrillation (AF) is a serious heart arrhythmia leading to a significant increase of the risk for occurrence of ischemic stroke. Clinically, the AF episode is recognized in an electrocardiogram. However, detection of asymptomatic AF, which requires a long-term monitoring, is more efficient when based on irregularity of beat-to-beat intervals estimated by the heart rate (HR) features. Automated classification of heartbeats into AF and non-AF by means of the Lagrangian Support Vector Machine has been proposed. The classifier input vector consisted of sixteen features, including four coefficients very sensitive to beat-to-beat heart changes, taken from the fetal heart rate analysis in perinatal medicine. Effectiveness of the proposed classifier has been verified on the MIT-BIH Atrial Fibrillation Database. Designing of the LSVM classifier using very large number of feature vectors requires extreme computational efforts. Therefore, an original approach has been proposed to determine a training set of the smallest possible size that still would guarantee a high quality of AF detection. It enables to obtain satisfactory results using only 1.39% of all heartbeats as the training data. Post-processing stage based on aggregation of classified heartbeats into AF episodes has been applied to provide more reliable information on patient risk. Results obtained during the testing phase showed the sensitivity of 98.94%, positive predictive value of 98.39%, and classification accuracy of 98.86%.Web of Science203art. no. 76

Zastosowanie rozmytych reguł wnioskowania do automatycznej klasyfikacji zapisów częstości uderzeń serca płodu w odniesieniu do stanu urodzeniowego

Objectives: Fetal monitoring based on the analysis of the fetal heart rate (FHR) signal is the most common method of biophysical assessment of fetal condition during pregnancy and labor. Visual analysis of FHR signals presents a challenge due to a complex shape of the waveforms. Therefore, computer-aided fetal monitoring systems provide a number of parameters that are the result of the quantitative analysis of the registered signals. These parameters are the basis for a qualitative assessment of the fetal condition. The guidelines for the interpretation of FHR provided by FIGO are commonly used in clinical practice. On their basis a weighted fuzzy scoring system was constructed to assess the FHR tracings using the same criteria as those applied by expert clinicians. The effectiveness of the automated classification was evaluated in relation to the fetal outcome assessed by Apgar score. Material and methods: The proposed automated system for fuzzy classification is an extension of the scoring systems used for qualitative evaluation of the FHR tracings. A single fuzzy rule of the system corresponds to a single evaluation principle of a signal parameter derived from the FIGO guidelines. The inputs of the fuzzy system are the values of quantitative parameters of the FHR signal, whereas the system output, which is calculated in the process of fuzzy inference, defines the interpretation of the FHR tracing. The fuzzy evaluation process is a kind of diagnostic test, giving a negative or a positive result that can be compared with the fetal outcome assessment. The present retrospective study included a set of 2124 one-hour antenatal FHR tracings derived from 333 patients, recorded between 24 and 44 weeks of gestation (mean gestational age: 36 weeks). Various approaches for the research data analysis, depending on the method of interpretation of the individual patient-tracing relation, were used in the investigation. The quality of the fuzzy analysis was defined by the number of correct classifications (CC) and the additional index QI – the geometric mean of the sensitivity and specificity values. Results: The effectiveness of the fetal assessment varied, depending on the assumed relation between a patient and a set of her tracings. The approach, based on a common assessment of the whole set of tracings recorded for a single patient, provided the highest quality of automated classification. The best results (CC = 70.9% and QI = 84.0%) confirmed the possibility of predicting the neonatal outcome using the proposed fuzzy system based on the FIGO guidelines. Conclusions: It is possible to enhance the process of the fetal condition assessment with classification of the FHR records through the implementation of the heuristic rules of inference in the fuzzy signal processing algorithms.Cel pracy: Monitorowanie płodu na podstawie analizy sygnału czynności serca płodu (FHR) jest najczęściej stosowaną metodą biofizycznej oceny stanu płodu w czasie ciąży i porodu. Wzrokowa analiza krzywej FHR jest trudna z uwagi na jej złożony kształt. Z tego względu, komputerowo-wspomagane systemy monitorowania stanu płodu dostarczają szeregu parametrów będących rezultatem ilościowej analizy rejestrowanego sygnału. Parametry te są podstawą dla jakościowej oceny stanu płodu. Do najczęściej stosowanych wytycznych, określających sposób interpretacji sygnału FHR należą kryteria określone przez FIGO. Na ich podstawie skonstruowano ważony rozmyty system punktowy, którego zadaniem jest określenie stanu płodu na podstawie kryteriów oceny, jakimi posługuje się ekspert kliniczny. W pracy przedstawiono badania nad zgodnością rozmytej klasyfikacji z oceną stanu płodu wyznaczaną na podstawie punktacji Apgar. Materiał i metody: Proponowany system do automatycznej, rozmytej klasyfikacji stanowi rozwinięcie idei skal punktowych wykorzystywanych do jakościowej oceny zapisów czynności serca płodu. Za pomocą jednej reguły rozmytej modelowana jest zasada oceny pojedynczego parametru opisu ilościowego sygnału FHR zgodnie z wytycznymi FIGO. Wejściami systemu rozmytego są wartości parametrów ilościowych sygnału FHR, a stan wyjścia, wyznaczany w procesie wnioskowania rozmytego, definiuje interpretację zapisu. Proces rozmytej oceny sygnału jest rodzajem testu diagnostycznego, którego wynik, negatywny lub pozytywny, można porównać z oceną stanu urodzeniowego noworodka. Badaniem retrospektywnym objęto zbiór 2124 godzinnych zapisów ciążowych pochodzących od 333 pacjentek, zarejestrowanych pomiędzy 24 a 44 tygodniem ciąży (średni wiek ciążowy to 36 tygodni). W eksperymentach zastosowano różne konstrukcje zbiorów danych, w zależności od przyjętego sposobu interpretacji zbioru sygnałów zarejestrowanych dla pojedynczej pacjentki. Jakość rozmytej analizy automatycznej oceniano na podstawie liczby poprawnych klasyfikacji CC oraz wskaźnika QI będącego średnią geometryczną czułości oraz swoistości. Wyniki: W zależności od przyjętej metody analizy zbioru danych otrzymano różną skuteczność oceny stanu płodu. Podejście, w którym określano jedną wspólną ocenę dla całego zbioru zapisów zarejestrowanych dla pojedynczej pacjentki, pozwoliło na uzyskanie najwyższej jakości automatycznej klasyfikacji. Najlepsze z uzyskanych wyników (CC = 70.9% i QI = 84.0%) potwierdzają możliwość predykcji stanu urodzeniowego płodu na podstawie rozmytego wnioskowania opartego na wytycznych FIGO. Wnioski: Istnieje możliwość wspomagania procesu diagnostyki stanu płodu przez zastosowanie systemu rozmytej klasyfikacji sygnałów FHR, opartego o heurystyczne reguły wnioskowania właściwe doświadczonemu klinicyście

Lys-373 of actin is involved in binding to caldesmon

AbstractLimited proteolysis of actin with trypsin removes its two or three C-terminal amino acid residues [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81 (1984) 3680–3684]. Carboxypeptidase B-treatment of G- and F-actin previously digested with trypsin revealed that in the first case preferential release of three and in the second two C-terminal amino acid residues takes place. Tryptic removal of three but not two C-terminal amino acid residues of actin causes weakening of its interaction with caldesmon and lowering of the caldesmon-induced inhibitory effect on actomyosin ATPase activity. Therefore, it is concluded that the third amino acid residue from the C terminus of actin, Lys-373, is important for the interaction with caldesmon

Wprowadzenie do publikacji z obrad konferencji: "Człowiek i Wszechświat. Wschód, Zachód, Południe"

Introduction to the Published Proceedings of the Conference "Man and the Universe. East, West, South