Dynamics of heart rate variability in rats with streptozotocin-induced diabetes

Background: Diabetes mellitus (DM) has a negative impact on all organs. This is due to insufficiency of blood supply and the disruption of the trophic function of the nervous system. One of the most serious complication of DM is diabetic foot caused be vascular and neurological reasons. Correction of vascular disorders is effectively treated by modern therapeutic approaches, but the damage of nervous system has been studied insufficiently. Aims: To investigate the dynamics of damage to the vegetative nervous system on the laboratory model of DM. Materials and methods: DM in rats was induced by injection of streptozotocin at a dose of 65 mg/kg in citrate buffer (DM group). The control group of rats received a citrate buffer equivalent (CB group). Rats with DM were given a maintenance therapy with insulin in a dose of 2 units/kg/day. On 42 days of experience, a round wound with a diameter of 2 cm on the back of the animals was observed. Before the DM simulation, then on the 42, 50, 58 and 66 days of its development, an electrocardiogram (ECG) was recorded in the rats at a frequency of 2 kHz digitising in a state of calm wakefulness and after cold exposure. For 5 minutes ECG fragments, heart rate and heart rate variability (HRV) in the temporal domain were calculated, characterising: 1) the total heart rate variability (tHRV) according to SDRR, SDHR, KVRR and KVHR; 2) the effect of the parasympathetic department of the autonomic nervous system (aANS) for RMSSD and pNN3; 3) the contribution of the sympathetic department of the ANS (sANS) by SDAvgRR, SDAvgHR. The spectral parameters were estimated in the frequency domain: the total power of the spectrum is TR (range: 0–2.5 Hz), the powers in the low and high frequency ranges are LF (range: 0.2–0.8 Hz) and HF (range: 0.8–2.5 Hz) LF/HF. Weekly, the tail withdrawal time was measured in a temperature pain test (55°C). Results: During the development of diabetes, the level of glucose in the blood increased 4–7 times compared with the normal level. The reaction time of the pain test in rats with DM increased by 20%–30% at the end of the experiment. At 42 days, the development of bradycardia (267 beats/min) was observed in rats with DM. The indicators of tHRV decreased by a factor of 2 due to a decrease in the contribution of sANS. The reaction to CP in the SD group differs from the norm by the severity of the individual components of the HRV structure, which indicates functional denervation of the heart and the development of diabetic neuropathy. Conclusions: As the diabetes progressed, signs of neuropathy were observed. The overall HRV parameters decreased, the ratio of the contributions of sANS and pANS to the regulation of heart rate changed, and the temperature sensitivity decreased

SYNERGY OF BUILDING CYBERSECURITY SYSTEMS

The development of the modern world community is closely related to advances in computing resources and cyberspace. The formation and expansion of the range of services is based on the achievements of mankind in the field of high technologies. However, the rapid growth of computing resources, the emergence of a full-scale quantum computer tightens the requirements for security systems not only for information and communication systems, but also for cyber-physical systems and technologies. The methodological foundations of building security systems for critical infrastructure facilities based on modeling the processes of behavior of antagonistic agents in security systems are discussed in the first chapter. The concept of information security in social networks, based on mathematical models of data protection, taking into account the influence of specific parameters of the social network, the effects on the network are proposed in second chapter. The nonlinear relationships of the parameters of the defense system, attacks, social networks, as well as the influence of individual characteristics of users and the nature of the relationships between them, takes into account. In the third section, practical aspects of the methodology for constructing post-quantum algorithms for asymmetric McEliece and Niederreiter cryptosystems on algebraic codes (elliptic and modified elliptic codes), their mathematical models and practical algorithms are considered. Hybrid crypto-code constructions of McEliece and Niederreiter on defective codes are proposed. They can significantly reduce the energy costs for implementation, while ensuring the required level of cryptographic strength of the system as a whole. The concept of security of corporate information and educational systems based on the construction of an adaptive information security system is proposed. ISBN 978-617-7319-31-2 (on-line)ISBN 978-617-7319-32-9 (print) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ How to Cite: Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O., Korol, O., Milevskyi, S. et. al.; Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O. (Eds.) (2021). Synergy of building cybersecurity systems. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 188. doi: http://doi.org/10.15587/978-617-7319-31-2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Indexing:                    Розвиток сучасної світової спільноти тісно пов’язаний з досягненнями в області обчислювальних ресурсів і кіберпростору. Формування та розширення асортименту послуг базується на досягненнях людства у галузі високих технологій. Однак стрімке зростання обчислювальних ресурсів, поява повномасштабного квантового комп’ютера посилює вимоги до систем безпеки не тільки інформаційно-комунікаційних, але і до кіберфізичних систем і технологій. У першому розділі обговорюються методологічні основи побудови систем безпеки для об'єктів критичної інфраструктури на основі моделювання процесів поведінки антагоністичних агентів у систем безпеки. У другому розділі пропонується концепція інформаційної безпеки в соціальних мережах, яка заснована на математичних моделях захисту даних, з урахуванням впливу конкретних параметрів соціальної мережі та наслідків для неї. Враховуються нелінійні взаємозв'язки параметрів системи захисту, атак, соціальних мереж, а також вплив індивідуальних характеристик користувачів і характеру взаємовідносин між ними. У третьому розділі розглядаються практичні аспекти методології побудови постквантових алгоритмів для асиметричних криптосистем Мак-Еліса та Нідеррейтера на алгебраїчних кодах (еліптичних та модифікованих еліптичних кодах), їх математичні моделі та практичні алгоритми. Запропоновано гібридні конструкції криптокоду Мак-Еліса та Нідеррейтера на дефектних кодах. Вони дозволяють істотно знизити енергетичні витрати на реалізацію, забезпечуючи при цьому необхідний рівень криптографічної стійкості системи в цілому. Запропоновано концепцію безпеки корпоративних інформаційних та освітніх систем, які засновані на побудові адаптивної системи захисту інформації. ISBN 978-617-7319-31-2 (on-line)ISBN 978-617-7319-32-9 (print) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Як цитувати: Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O., Korol, O., Milevskyi, S. et. al.; Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O. (Eds.) (2021). Synergy of building cybersecurity systems. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 188. doi: http://doi.org/10.15587/978-617-7319-31-2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Індексація:                 &nbsp

Electrical activity in rat retina in a streptozotocin-induced diabetes model

Objectives: Diabetic retinopathy remains the major cause of blindness among the working-age population of developed countries. Considering this, experimental models of diabetes involving laboratory animals are important for assessing clinically significant methods to determine early pathologic alterations of the retina. The early detection of diabetic retinopathy in combination with a search for new pathogenetic targets will enable focusing on new strategies to limit the development of critical changes in the retina and to prolong retinal functioning during the development of diabetes mellitus. Aim: This study aimed to define parameters of electroretinography test that identifies changes due to retinal impairment in diabetes. Methods: Experimental diabetes was induced in Wistar rats by intraperitoneally injecting streptozocin (65 mg/kg; group DM). The control group (CB) received intraperitoneal injections of the vehicle, i.e. citric buffer. On each consecutive day of the experiment, all rats received insulin detemir (2 u/kg). Ophthalmoscopy and electroretinography were conducted before initiating the experiment and after 50, 58 and 66 days of injectin sptreptozocin. Results: Amid 2u\kg insulin injection the glucose level in venous blood in DM group amounted to 30-40 mM. The ophthalmoscopy showed that the optic nerve disk paled by the 50th day, with its line erasing. During electroretinography, wave amplitude in oscillatory potential test tended to decrease. -wave latency of photopic system increased with -wave latency of photopic system and - and -waves latency of scotopic system not altering. In addition, the amplitude of rhythmic stimulation of 8 and 12 Hz decreased. Conclusion: The most apparent parameters of electroretinography for modelling streptozocin-induced diabetes are wave amplitude during the oscillatory potential test, photopic B-wave latency and the amplitude of rhythmic stimulation. These results suggest that in diabetes, ischaemic injury is an important cause of early dysfunction of inner retinal layers

The Relationship between Executive Functions and Dance Classes in Preschool Age Children

The development of executive functions is of the utmost importance for academic success at school and the social adaptation of children. Dance class attendance is one of the factors promoting the development of these functions in children. This study was aimed to explore the relationship between extra dance class attendance and executive functions in preschool age children. The executive function level was assessed using NEPSY-II subtests “Sentences Repetition”, “Memory for Designs”, “Inhibition”, “Statue”, and “Dimensional Change Card Sort”. The data on extra dance classes were collected by means of a questionnaire for parents. In the study, 86 typically developing 5–6-year-old children participated. No statistically significant differences in executive functions’ levels were discovered in children taking only extra dance classes for at least 6 months and children taking no extra classes. The obtained data plays an important role for the design of further investigations of the topic

The Relationship between Executive Functions and Dance Classes in Preschool Age Children

The development of executive functions is of the utmost importance for academic success at school and the social adaptation of children. Dance class attendance is one of the factors promoting the development of these functions in children. This study was aimed to explore the relationship between extra dance class attendance and executive functions in preschool age children. The executive function level was assessed using NEPSY-II subtests “Sentences Repetition”, “Memory for Designs”, “Inhibition”, “Statue”, and “Dimensional Change Card Sort”. The data on extra dance classes were collected by means of a questionnaire for parents. In the study, 86 typically developing 5–6-year-old children participated. No statistically significant differences in executive functions’ levels were discovered in children taking only extra dance classes for at least 6 months and children taking no extra classes. The obtained data plays an important role for the design of further investigations of the topic

Paper for the 2005 PAA Annual meeting

Mortality crisis in Russia was discussed many times in the scientific literature. However little attention was paid to the problems of the quality of mortality statistics in Russia, which is rapidly deteriorating. During the first half of 1990s mortality from such cause as "injuries undetermined whether accidentally or purposely inflicted" grew with particularly rapid pace. In this study we tested a hypothesis that mortality from violent causes of death (particularly in middle-aged men from marginal social groups) is concealed using death codes from the class "Symptoms, signs and ill-defined conditions" (ICD-9). Reported mortality from this group of causes increased 6-fold for males and 9-fold for females in 1989-2002. This hypothesis of concealing criminal cases of violent deaths under the mask of ill-defined conditions was confirmed using case study of death certificates from the Kirov region of Russia. It is likely that mortality from violent causes in Russia is significantly underestimated by the official statistics

Neurohumoral mechanisms of keratinocytes regulation in diabetes mellitus

The extent of damage to the nervous, vascular and microcirculatory systems in diabetic patients determine the regulation of physiological events that lead to the formation of chronic wounds, reduction of patient quality of life and increase of the financial value of medical care. Successful physiological repair is impossible without the successive phases of inflammation, proliferation and wound healing. Keratinocytes are the major cellular barrier components of the epidermis. These cells play an important role in physiological repair, as suggested by recent research, with many cells able to secrete steroid hormones de novo. Damage to the integrity of the skin leads to keratinocyte activation, triggering a cascade of reactions that contribute to changes in epidermal cell phenotype and lead to their proliferation and migration, analogous to changes in cellular adhesion and configuration of the cytoskeleton. An open question remains as to how the keratinocyte cell cycle, which is altered under conditions of hyperglycemia, and neurotransmitter metabolism during different stages of physiological repair are regulated. Understanding these processes will provide a scientific basis for the development of new targets for pharmacotherapies

Розробка гібридної крипто-кодової конструкції нідеррайтера на збиткових кодах

The use of the Niederreiter modified crypto-code structure (MCCS) with additional initialization vectors (with many invalid positional vectors of the error vector and multiple positions of shortening the error vector) requires an increase in the speed of cryptographic transformation of the system as a whole. For this purpose, it is proposed to use flawed codes. Flawed codes allow you to increase the speed of code transformations by reducing the power of the field while damaging the plaintext and reducing the amount of data transferred by damaging the ciphertext. This approach allows the construction of hybrid crypto-code structures based on the synthesis of Niederreiter modified crypto-code structures on modified (shortened or extended) codes on elliptic curves with damaging procedures. A significant difference from classical hybrid (complex) cryptosystems is the use of asymmetric cryptosystems to ensure data security with fast crypto-transformation procedures (generation and decoding of a codogram). The paper discusses methods for constructing flawed codes and approaches for using the Niederreiter hybrid crypto-code structure on modified elliptic codes. Practical algorithms are proposed for using the MV2 damage mechanism in the Niederreiter crypto-code structure on modified elliptic codes, which makes it possible to implement a hybrid crypto-code structure. The results of a comparative assessment of energy consumption for the formation of an information package with various methods of damage, which determined the choice of damage method in practical algorithms. The conducted studies confirm the competitive efficiency of the proposed cryptosystem in Internet technologies and mobile networks, ensuring practical implementation on modern platforms and the necessary cryptographic strength under post-quantum cryptographyИспользование модифицированной крипто-кодовой конструкции (МККК) Нидеррайтера с дополнительными векторами инициализации (с множеством недопустимых позиционных векторов вектора ошибок и множеством позиций укорочения вектора ошибки) требует увеличения быстродействия криптопреобразования системы в целом. Для этого предлагается использовать ущербные коды. Ущербные коды позволяют увеличить скорость кодовых преобразований за счет уменьшения мощности поля при нанесении ущерба открыту тексту и уменьшить объем передаваемых данных за счет нанесения ущерба шифртексту. Такой подход позволяет строить гибридные крипто-кодовые конструкции на основе синтеза модифицированных криптокодовых конструкций Нидеррайтера на модифицированных (укороченных или удлиненных) кодах на эллиптических кривых с процедурами нанесения ущерба. Существенным отличием от классических гибридных (комплексных) криптосистем является использование несимметричной криптосистемы для обеспечения безопасности данных с быстрыми процедурами криптопреобразования (формирование и раскодирования кодограммы). В работе рассматриваются способы построения ущербных кодов и подходы использования в гибридной крипто-кодовой конструкции Нидеррайтера на модифицированных эллиптических кодах. Предлагаются практические алгоритмы использования механизма нанесения ущерба MV2 в крипто-кодовой конструкции Нидеррайтера на модифицированных эллиптических кодах, что позволяет реализовать гибридную крипто-кодовую конструкцию. Приведены результаты сравнительной оценки энергозатрат на формирование информационной посылки при различных способах нанесения ущерба, что определило выбор способа нанесения ущерба в практических алгоритмах. Проведенные исследования подтверждают конкурентую эффективность предложенной криптосистемы в Интернет-технологиях и мобильных сетях, обеспечения практической реализации на современных платформах и необходимой криптостойкости в условиях постквантовой криптографииВикористання модифікованої крипто-кодової конструкції (МККК) Нідеррайтера з додатковими векторами ініціалізації (з множиною неприпустимих позиційних векторів вектора помилок і множиною позицій укорочення вектора помилки) вимагає збільшення швидкодії криптоперетворень системи вцілому. Для цього пропонується використовувати збиткові коди. Збиткові коди дозволяють збільшити швидкість кодових перетворень за рахунок зменшення потужності поля при нанесенні збитку відкритого тексту і зменшити обсяг переданих даних за рахунок нанесення шкоди шифртексту. Такій підхід дозволяє будувати гібридні крипто-кодові конструкції на основі синтезу модифікованих криптокодових конструкцій Нідеррайтера на модифікованих (укорочених або подовжених) кодах на елыптичних кривих з процедурами нанесення збитку. Суттєвою відмінністю від класичних гібридних (комплексних) криптосистем є використання несиметричної криптосистеми для забезпечення безпеки даних з швідкими процедурами криптоперетворень (формування та розкодування кодограми). В роботі розглядаються способи побудови збиткових кодів і підходи використання в гібридної крипто-кодової конструкції Нідеррайтера на модифікованих еліптичних кодах. Пропонуються практичні алгоритми використання механізму нанесення збитку MV2 в крипто-кодової конструкції Нідеррайтера на модифікованих еліптичних кодах, що дозволяє реалізувати гібридну крипто-кодову конструкцію. Наведені результати порівняльної оцінки енерговитрат на формування інформаційної посилки при різних способах нанесення збитку, що визначило вибір способу нанесення збитку в практичних алгоритмах. Проведені дослідження підтвержують конкуренту спроможність запропонованої криптосистеми в Інтернет-технологіях та мобільних мережах, забезпечення практичної реалізації на сучасних платформах та необхідної криптостійкості в умовах постквантової криптографі

Розробка гібридної крипто-кодової конструкції нідеррайтера на збиткових кодах

The use of the Niederreiter modified crypto-code structure (MCCS) with additional initialization vectors (with many invalid positional vectors of the error vector and multiple positions of shortening the error vector) requires an increase in the speed of cryptographic transformation of the system as a whole. For this purpose, it is proposed to use flawed codes. Flawed codes allow you to increase the speed of code transformations by reducing the power of the field while damaging the plaintext and reducing the amount of data transferred by damaging the ciphertext. This approach allows the construction of hybrid crypto-code structures based on the synthesis of Niederreiter modified crypto-code structures on modified (shortened or extended) codes on elliptic curves with damaging procedures. A significant difference from classical hybrid (complex) cryptosystems is the use of asymmetric cryptosystems to ensure data security with fast crypto-transformation procedures (generation and decoding of a codogram). The paper discusses methods for constructing flawed codes and approaches for using the Niederreiter hybrid crypto-code structure on modified elliptic codes. Practical algorithms are proposed for using the MV2 damage mechanism in the Niederreiter crypto-code structure on modified elliptic codes, which makes it possible to implement a hybrid crypto-code structure. The results of a comparative assessment of energy consumption for the formation of an information package with various methods of damage, which determined the choice of damage method in practical algorithms. The conducted studies confirm the competitive efficiency of the proposed cryptosystem in Internet technologies and mobile networks, ensuring practical implementation on modern platforms and the necessary cryptographic strength under post-quantum cryptographyИспользование модифицированной крипто-кодовой конструкции (МККК) Нидеррайтера с дополнительными векторами инициализации (с множеством недопустимых позиционных векторов вектора ошибок и множеством позиций укорочения вектора ошибки) требует увеличения быстродействия криптопреобразования системы в целом. Для этого предлагается использовать ущербные коды. Ущербные коды позволяют увеличить скорость кодовых преобразований за счет уменьшения мощности поля при нанесении ущерба открыту тексту и уменьшить объем передаваемых данных за счет нанесения ущерба шифртексту. Такой подход позволяет строить гибридные крипто-кодовые конструкции на основе синтеза модифицированных криптокодовых конструкций Нидеррайтера на модифицированных (укороченных или удлиненных) кодах на эллиптических кривых с процедурами нанесения ущерба. Существенным отличием от классических гибридных (комплексных) криптосистем является использование несимметричной криптосистемы для обеспечения безопасности данных с быстрыми процедурами криптопреобразования (формирование и раскодирования кодограммы). В работе рассматриваются способы построения ущербных кодов и подходы использования в гибридной крипто-кодовой конструкции Нидеррайтера на модифицированных эллиптических кодах. Предлагаются практические алгоритмы использования механизма нанесения ущерба MV2 в крипто-кодовой конструкции Нидеррайтера на модифицированных эллиптических кодах, что позволяет реализовать гибридную крипто-кодовую конструкцию. Приведены результаты сравнительной оценки энергозатрат на формирование информационной посылки при различных способах нанесения ущерба, что определило выбор способа нанесения ущерба в практических алгоритмах. Проведенные исследования подтверждают конкурентую эффективность предложенной криптосистемы в Интернет-технологиях и мобильных сетях, обеспечения практической реализации на современных платформах и необходимой криптостойкости в условиях постквантовой криптографииВикористання модифікованої крипто-кодової конструкції (МККК) Нідеррайтера з додатковими векторами ініціалізації (з множиною неприпустимих позиційних векторів вектора помилок і множиною позицій укорочення вектора помилки) вимагає збільшення швидкодії криптоперетворень системи вцілому. Для цього пропонується використовувати збиткові коди. Збиткові коди дозволяють збільшити швидкість кодових перетворень за рахунок зменшення потужності поля при нанесенні збитку відкритого тексту і зменшити обсяг переданих даних за рахунок нанесення шкоди шифртексту. Такій підхід дозволяє будувати гібридні крипто-кодові конструкції на основі синтезу модифікованих криптокодових конструкцій Нідеррайтера на модифікованих (укорочених або подовжених) кодах на елыптичних кривих з процедурами нанесення збитку. Суттєвою відмінністю від класичних гібридних (комплексних) криптосистем є використання несиметричної криптосистеми для забезпечення безпеки даних з швідкими процедурами криптоперетворень (формування та розкодування кодограми). В роботі розглядаються способи побудови збиткових кодів і підходи використання в гібридної крипто-кодової конструкції Нідеррайтера на модифікованих еліптичних кодах. Пропонуються практичні алгоритми використання механізму нанесення збитку MV2 в крипто-кодової конструкції Нідеррайтера на модифікованих еліптичних кодах, що дозволяє реалізувати гібридну крипто-кодову конструкцію. Наведені результати порівняльної оцінки енерговитрат на формування інформаційної посилки при різних способах нанесення збитку, що визначило вибір способу нанесення збитку в практичних алгоритмах. Проведені дослідження підтвержують конкуренту спроможність запропонованої криптосистеми в Інтернет-технологіях та мобільних мережах, забезпечення практичної реалізації на сучасних платформах та необхідної криптостійкості в умовах постквантової криптографі

Development of A Modified UMAC Algorithm Based on Crypto­code Constructions

The development of computer technology has determined the vector for the expansion of services based on the Internet and “G” technologies. The main requirements for modern services in the banking sector are security and reliability. At the same time, security is considered not only as ensuring the confidentiality and integrity of transactions, but also their authenticity. However, in the post-quantum period, US NIST specialists question the durability of modern means of providing basic security services based on symmetric and asymmetric cryptography algorithms. The increase in computing resources allows attackers to use modern threats in combination. Thus, there is a need to search for new and/or modify known algorithms for generating MAC (message authentication codes). In addition, the growth of services increases the amount of information that needs to be authenticated. Among the well-known hash algorithms, the hash functions of universal hashing are distinguished, which allow initially determining the number of collisions and their uniform distribution over the entire set of hash codes. Possibilities of modifying the cascade hashing algorithm UMAC (message authentication code based on universal hashing, universal MAC) based on the use of McEliece crypto-code construction on algebrogeometric (elliptic codes (EC), modified elliptic codes (MEC) and damaged codes (DC). This approach allows preserving the uniqueness property, in contrast to the classical UMAC scheme based on a block symmetric cipher (AES). The presented algorithms for evaluating the properties of universality and strict universality of hash codes make it possible to evaluate the security of the proposed hashing constructs based on universal hash functions, taking into account the preservation of the universality propert