معلومة

هل يمكن معالجة بعض الألوان بشكل أسرع / أكثر دقة من غيرها؟

هل يمكن معالجة بعض الألوان بشكل أسرع / أكثر دقة من غيرها؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل النظام البصري / الحركي البشري قادر على تتبع أشياء ذات ألوان معينة والتحرك استجابة لها بسرعة وموثوقية أكبر من غيرها؟ بمزيد من الموثوقية ، أعني بدقة أكبر في الحكم على الموضع والسرعة ، وبدقة أكبر عند التحرك استجابة.

ما هي الألوان "الأكثر وضوحًا" بهذا المعنى ، كوظيفة للخلفية والإضاءة؟

هذا يثير اهتمامي على وجه التحديد في سياق ألعاب الخفة: أحب التوفيق ، وأتساءل عما إذا كان هناك اختلاف في وقت الاستجابة والدقة مع ألوان مختلفة من الكرات / الهراوات. عادة ما أكون في الداخل ، وعادة ما تكون الأسقف بيضاء ، وأحيانًا سوداء أو بنية اللون ، مع إضاءة شريطية. ملاحظاتي الشخصية الوحيدة واضحة إلى حد ما: قد يكون من الصعب رؤية الألوان الداكنة مقابل الخلفيات الداكنة ، ويمكن أن يكون من الصعب رؤية اللون الأبيض مقابل الأبيض.


الجواب نعم ونعم. أولاً ، لا يمكن معالجة الحركة عند التوازن. بعبارة أخرى ، إذا كان لديك أندية ساطعة مثل خلفيتها ، فلن تتمكن من رؤيتها تتحرك على الرغم من أنها مرئية بوضوح بسبب لون مختلف. إنه تأثير رائع (رابط تجريبي أدناه) ، حيث تصبح في الواقع مغمورًا بالحركة. من الواضح أنك لاحظت بعد فترة أن الأشياء تتحرك ، لكنك لا تراها تتحرك بسلاسة كما اعتدت. هذا مشابه لما يعاني منه الأشخاص الذين يعانون من مرض akinetopsia (لديهم آفات في مناطق الدماغ المشاركة في معالجة الحركة). لذلك لديك نوادي ذات تباين واضح في الإضاءة مع الخلفية (مظلمة جدًا أو ساطعة جدًا).

ثم هناك فرق معروف في معالجة زمن الوصول لألوان مختلفة. وبشكل أكثر تحديدًا تتم معالجة اللون الأصفر بشكل أسرع من اللون الأزرق. ويتم معالجة الأسود بشكل أسرع من الأبيض (إذا كنت تعتبرها ألوانًا). هذه التأثيرات هائلة ، بضع مئات من المللي ثانية في بعض الحالات وهي طويلة جدًا. هناك أيضًا علاقة معروفة بين شدة التحفيز (هنا تباين اللون) ووقت الاستجابة ، تسمى قانون Piéron. ومع ذلك ، يتشبع هذا التأثير عند تباين منخفض نسبيًا ، طالما يمكنك رؤية النوادي بوضوح ، فمن غير المحتمل أن يكون هناك اختلاف في وقت الاستجابة للألوان الأكثر تباينًا.

أخيرًا ، هناك اختلافات تمييزية للألوان. على سبيل المثال ، يسهل تمييز اللونين الأصفر والبرتقالي عن اللون الأزرق. لكن هذا صحيح فقط إذا كان عليك إدراك اختلاف لون منخفض التباين (مضرب أصفر على خلفية صفراء). هنا مرة أخرى طالما أنك ترى أنديتك بوضوح شديد ، فمن غير المرجح أن يحدث اللون المحدد للأندية فرقًا.

لذلك بشكل عام ، أوصي باستخدام النوادي على عكس الخلفية قدر الإمكان (وهو الفطرة السليمة). ثم يفضل الألوان الداكنة على الألوان الفاتحة ، ويفضل اللون الأصفر على الأزرق. اللون المثالي هو البني ، وهو في الحقيقة أصفر داكن.

http://visionlab.harvard.edu/Members/Patrick/Demos/index.html

http://www.michaelbach.de/ot/col-flicker/index.html

Komban، S.J، Alonso، J.M، & Zaidi، Q. (2011). تتم معالجة الظلام بشكل أسرع من الأضواء. مجلة علم الأعصاب، 31 (23) ، 8654-8658.

وول ، L.E ، Komban ، S. J. ، Kremkow ، J. ، Jansen ، M. ، Li ، X. ، Alonso ، J.M ، & Zaidi ، Q. (2015). بروز الأشكال الفريدة والآثار المترتبة على نظرية الألوان. مجلة الرؤية ، 15 (2) ، 10-10.

Witzel، C.، & Gegenfurtner، K.R (2013). الحساسية الفئوية لاختلافات اللون. مجلة الرؤية ، 13 (7) ، 1-1.


استكشافية أسرع وأكثر دقة لحساب مسافة التحرير الدوري

تصف هذه الرسالة خوارزمية إرشادية جديدة لحساب مسافة التحرير الدوري.

نقوم بتوسيع خوارزمية موجودة تقارن التسلسلات الدائرية باستخدام ف-جرامات.

يتم توفير البصيرة النظرية لدعم ملاءمة الخوارزمية.

تظهر التجارب أن الكشف عن مجريات الأمور أكثر دقة مقارنة بالاستدلال الموجود.

تظهر التجارب أن الكشف عن مجريات الأمور أسرع مقارنةً بالاستدلال الموجود.


نظام التعافي من الكوارث يكون أسرع وأكثر إنصافا

العديد من المجتمعات الأمريكية لا تفهم تمامًا مخاطر الكوارث عند مواجهة الكوارث الطبيعية. المجتمعات ذات الدخل المنخفض والمجتمعات الملونة هي الأكثر تضررًا من الكوارث الطبيعية ، لكنهم لا يتعلمون إلا مدى سوء عمل النظام بالنسبة لهم بعد الأحداث الكارثية. نتيجة لذلك ، تعاني العائلات والأفراد بلا داع ، غالبًا لسنوات ، ويستسلم الكثيرون.

في مقال رأي نشرته سابقًا The Hill ، قدم المؤلفون حجة مقنعة لإعطاء الأولوية للأسر ذات الدخل المنخفض والمتوسط ​​بعد الكوارث. يفهم المؤلفون المشكلات بعمق ويسلطون الضوء على العديد من الفرص لابتكار القطاعين العام والخاص التي ستقلص الوقت بين الكارثة والتعافي ، مما يضمن عددًا أقل من الناجين "ينزلقون من الشقوق". قد يساعد تقديم طلب واحد للمساعدة ، يتم مشاركته بين الوكالات الحكومية المستجيبة على المستوى الفيدرالي ومستوى الولاية والمستوى المحلي ، في تبسيط العملية للناجين ، ولكن يمكن عمل المزيد.

يذكر المؤلفان تحديين مهمين يجب التغلب عليهما: توسيع الوصول إلى الموارد الفيدرالية بطريقة أكثر إنصافًا ، وتقديم مساعدة أسرع لأولئك الذين يفتقرون إلى الوصول إلى المدخرات و / أو الائتمان.

أعرض أدناه توصيتين من شأنها تضخيم تأثيرات طلب واحد للمساعدة الفيدرالية ومعالجة هذه المشاكل بشكل مباشر.

توسيع الوصول إلى الموارد الاتحادية بشكل عادل

بالنسبة لأصحاب المنازل ، يبدأ الوصول إلى المساعدة الفيدرالية بتطبيق FEMA وتقييم الأضرار المنزلية. قبل COVID-19 ، اعتمدت الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ (FEMA) على مفتشي العقود ، الذين تم نشرهم في المجتمعات المتضررة من الكوارث ، لفحص الأضرار التي لحقت بالمنازل في كل منزل. هذه الطريقة بطيئة وغير متسقة وعرضة للخطأ البشري والتحيز.

منذ COVID-19 ، لجأت FEMA إلى مطالبة أصحاب المنازل بالإبلاغ الذاتي عن الأضرار التي لحقت بأفراد FEMA عبر الهاتف. لم تشارك FEMA نص المكالمة مع الجمهور. معظم الناجين ليسوا خبراء في البناء ولا في الكوارث. بالنسبة للكثيرين ، قد تكون مساعدة FEMA (متوسط ​​المكافأة 4300 دولار) هي النوع الوحيد الذي يتلقونه حتى تصل أموال برنامج التعافي من الكوارث (CDBG-DR) (سنوات في المستقبل ، وربما أبدًا). إذا أجابت الناجيات على الأسئلة بشكل غير صحيح ، فقد يمنعهن ذلك من تلقي كل المساعدة التي قد تكون مؤهلات للحصول عليها. عندما لا يتم الإبلاغ عن الأضرار أو يتم تعويضها ، يبدأ الناجون الضعفاء طريقًا طويلًا وغير مؤكد للتعافي بموارد أقل.

وفي الوقت نفسه ، تستخدم صناعة التأمين الصور الجوية والجسور والأقمار الصناعية وتقدير الصورة وغيرها من التقنيات لتقييم الأضرار ودفع المطالبات بشكل أسرع وأكثر دقة من أي وقت مضى وأسرع بكثير من المساعدة الحكومية التقليدية. تتمتع FEMA بإمكانية الوصول إلى التكنولوجيا المذهلة ويجب أن توسع قدراتها. إذا تبنت الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ (FEMA) تقنيات وممارسات مماثلة ، فإن الناجين من ذوي الدخل المنخفض سيحصلون على مساعدة أسرع وأكثر دقة بسرعة أكبر مع مخاطر أقل لخطأ بشري أو تحيز.

نقص السيولة / الوصول إلى الائتمان للفئات الأكثر ضعفاً

سيؤدي دمج التطبيقات المكررة والتأكد من أن تقييمات الضرر أسرع وأكثر دقة إلى توسيع كمية موارد FEMA المبكرة المتاحة للمجتمعات منخفضة ومتوسطة الدخل. سيسمح الوصول الموسع إلى المساعدة للكثيرين بالتعافي بسرعة أكبر وبشكل متوقع.

ومع ذلك ، فإن الناجين الأكثر ضعفاً سيحتاجون إلى برامج إصلاح مساكن طويلة الأجل تستغرق عامين أو أكثر لتفعيلها على مستوى الولاية والمستوى المحلي. لا تقدم هذه البرامج الوضوح أو القدرة على التنبؤ لأصحاب المنازل الذين يحتاجون بشكل عاجل إلى المساعدة. أولئك الذين ليس لديهم تأمين أو وصول إلى الموارد الخاصة ، يُتركون محدقين في هاوية من عدم اليقين.

عندما تتأخر جهود إعادة البناء والتعافي الفردية ولا يمكن التنبؤ بها ، فإنها تتسبب في احتمال تدهور المجتمع على كل المستويات. تتقلص القواعد الضريبية مع انتقال العديد من الناجين إلى أماكن أخرى ، وتعاني الخدمات العامة ، وتصبح فرص جذب استثمارات إضافية أكثر ندرة ، والأكثر إحباطًا ، يتم تقديم الخدمات للناجين الأقل قدرة على الانتظار ، وأقل توقع.

لكن هذا أيضًا يمكن حله. يمكن محو هذه الفجوة التي تزيد عن عامين من خلال صندوق تسريع التعافي.

تشتمل العديد من برامج CDBG-DR على مسار السداد ، حيث يمكن لأصحاب المنازل المؤهلين الذين أجروا إصلاحات موثقة جيدًا من جيوبهم سداد بعض أو كل نفقاتهم عندما تكون البرامج الممولة من الدولة والمحلية CDBG-DR جاهزة للعمل.

يمكن للاستثمار في التأثير الخيري والاجتماعي إنشاء صندوق تسريع التعافي لإجراء إصلاحات للأسر ذات الدخل المنخفض والمتوسط ​​التي ستكون مؤهلة للحصول على مساعدة CDBG-DR عند وصولها ولكن لا يمكنها تمويل الإصلاحات ذاتيًا اليوم. وهذا من شأنه أن يقلل التكلفة الإجمالية لدافعي الضرائب من خلال إجراء الإصلاحات الضرورية بسرعة أكبر ، ومنع ارتفاع تكاليف الإصلاح عندما تُترك المنازل دون مساس لأشهر أو سنوات بعد الكوارث. والأهم من ذلك أنه سيمحو أكثر من عامين من التأخير وعدم اليقين بالنسبة للعائلات الأقل قدرة على الانتظار. والأهم من ذلك أنه يمكن أن يخلق نموذجًا جديدًا للشراكة بين القطاعين العام والخاص من أجل الاستثمار في التأثير الاجتماعي ، وهو نموذج يعطي الأولوية للحد من المعاناة الإنسانية التي لا داعي لها في المجتمعات منخفضة الدخل عندما تكون هناك حاجة ماسة للمساعدة.

لا شك أن هذه أوقات عصيبة لبلدنا. لكن أمتنا أثبتت مرارًا وتكرارًا أنها قادرة على التكيف مع التحديات الجديدة والتغلب على أي عقبة. يمكن تحسين التعافي من الكوارث ولكنه سيتطلب ابتكار وأساليب جديدة. والوقت الآن.

ريس ماي ، هو المسؤول الأول عن الإستراتيجية والابتكار في SBP ، وهي منظمة وطنية لمقاومة الكوارث والتعافي منها. يقود SBP جهود التأهب للكوارث والتعافي منها في جميع أنحاء البلاد ، ويقدم المشورة لصانعي القرار على مستوى الولاية والمستوى المحلي بشأن برامج التعافي من الكوارث الفعالة على المدى الطويل ويدعو إلى تغيير السياسات على المستوى الفيدرالي. وهو زميل ترومان للأمن القومي.


تعد الطريقة البصرية الجديدة بتشخيص أسرع وأكثر دقة لسرطان الثدي

الشكل 3 من مقال جديد في مجلة البصريات الطبية الحيوية يقارن بين الصور المجهرية ذات المجال الساطع الملطخة (الصف العلوي) وصور SLIM (الصف السفلي) في قدرات كل منها لإظهار الخبيثة والحميدة. تم الحصول على الصور من المقاطع المجاورة. أشرطة الألوان بالتقدير الدائري. الائتمان: حسان مجيد ، جامعة. إلينوي وآخرون. / SPIE

وصف باحثو جامعة إلينوي طريقة بصرية جديدة لتحديد ما إذا كانت آفات أنسجة الثدي سرطانية بشكل أسرع وأكثر دقة. مجلة البصريات الطبية الحيوية، الذي نشرته SPIE ، الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات.

في "تشخيص سرطان الثدي باستخدام الفحص المجهري للتداخل في الضوء المكاني" ، الذي نُشر في 20 أغسطس ، باحثون من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين وباحثون في شيكاغو حسان مجيد وميخائيل كاندل وكيفن هان وزيلون لو وفيرجيليا ماسياس وكريشناراو تانجيلا وأندريه بالا وغابرييل بوبيسكو تقرير عن طريقة كمية لتشخيص سرطان الثدي باستخدام الفحص المجهري للتداخل في الضوء المكاني (SLIM).

نظرًا لأن هذه الطريقة تعتمد على البيانات الكمية بدلاً من التقييم الذاتي ، يتوقع الباحثون أن تظهر هذه النتائج الأولية إمكانية أن تصبح تقنيتهم ​​أساسًا لنظام تحليل الصور الآلي الذي من شأنه أن يوفر طريقة تشخيص سريعة ودقيقة.

قال يونج كيون بارك ، الأستاذ في KAIST والمحرر الضيف للقسم الخاص عن التصوير الكمي في الطب الحيوي الذي تظهر فيه المقالة: "الأساليب التقليدية لتشخيص سرطان الثدي لها العديد من القيود ، بما في ذلك تناقض المراقب".

عندما يتم اكتشاف خلل في الثدي ، فإن الممارسة المعتادة هي أن يأخذ الطبيب خزعة من الأنسجة ، والتي يتم تلوينها بعد ذلك لتوفير تباين كافٍ لطبيب علم الأمراض لدراسة السمات الرئيسية للأنسجة تحت المجهر. يتم تحليل الأنسجة يدويًا. نظرًا للاختلافات مثل كثافة التلوين والإضاءة المستخدمة ، فإن العملية لا تصلح للأتمتة.

التين .1 إعداد بصري مجهري لتداخل الضوء المكاني (SLIM). يتم استرداد الطور عن طريق تحويل طور الضوء المنتشر فيما يتعلق بطور الضوء غير المتناثر باستخدام مُعدِّل الضوء المكاني (SLM) في مستوى فورييه للعدسة L1. يتم الحصول على أربعة مخططات تداخل ، متوافقة مع أربعة تحولات طورية مختلفة في SLM ، واستخدامها لحساب المرحلة.

ومع ذلك ، تخضع عمليات التفتيش اليدوي لتحيز المحقق ، وتستغرق العملية وقتًا طويلاً. يمكن أن يؤدي هذا ، في بعض الحالات ، إلى التشخيص المتأخر؟ عيب خطير بالنظر إلى أن التشخيص المبكر يحسن بشكل كبير من فرص البقاء على قيد الحياة.

باستخدام خزعات أنسجة الثدي لـ 400 مريض مختلف ، اختار الباحثون قسمين متوازيين متجاورين من كل خزعة. كان أحدهما ملطخًا والآخر بقي غير ملوث.

تم تحليل العينات غير الملوثة باستخدام وحدة SLIM متصلة بمجهر تباين طور تجاري لتوليد مخططات التداخل؟ صور فوتوغرافية مشتقة من بيانات تعتمد على كيفية انكسار الأنسجة للضوء.

تم استخدام أربعة مخططات تداخل لإنتاج صورة كمية واحدة توضح المناطق ذات الخصائص الانكسارية المختلفة بألوان مختلفة. تم تحديد الحدود بين الأورام والخلايا المحيطة بها بوضوح ، مما يجعل من الممكن تقييم ما إذا كانت الأورام خبيثة أو حميدة.


HONGKUI ZENG: خريطة اتصالات الدماغ

المدير التنفيذي للعلوم المهيكلة ، معهد ألين لعلوم الدماغ ، سياتل ، واشنطن.

تعتبر الروابط بين الخلايا الفردية وأنواع الخلايا المختلفة معقدة للغاية بحيث لم يعد تعيين اتصالها على المستوى العالمي ومستوى السكان كافياً لفهمها. لذلك ، نقوم بتعيين الاتصالات بناءً على نوع الخلية وعلى مستوى الخلية المفردة.

يمكننا تحقيق ذلك من خلال التتبع "المتقدم" و "الرجعي" ، والذي يكشف عن الهياكل التي تبرز من خلايا معينة ، والتي تسمى إسقاطات المحاور. نحن نستخدم أيضًا المزيد من الأساليب القائمة على مورفولوجيا الخلايا العصبية المفردة ، حيث نبحث في مكان ظهور الإسقاطات وتنتهي بالنسبة للخلايا العصبية الفردية.

التقدم الكبير هو توليد مجموعات بيانات المجهر الإلكتروني التي تغطي أحجامًا أكبر بكثير مما كان ممكنًا من قبل. في حرم جانيليا للأبحاث التابع لمعهد هوارد هيوز الطبي في أشبورن ، فيرجينيا ، على سبيل المثال ، يعمل الباحثون على رسم خريطة لكل خلية عصبية ومشبك في ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة.

تعتبر التحسينات في الحصول على الصور ومعالجة العينات مفتاحًا لهذه التطورات ، وكذلك التحسينات في الحوسبة. في معهد ألين لعلوم الدماغ ، نشارك في جهد لبناء خريطة افتراضية للتواصل العصبي لدماغ الفأر بمساعدة خوارزميات التعلم الآلي.

يتم ترميز الخصوصية الهائلة في اتصالات الدماغ. ولكن دون معرفة تلك الخصوصية على المستويين العالمي والمحلي ، فإن قدرتنا على فهم السلوك أو الوظيفة تستند أساسًا إلى الصندوق الأسود: فنحن نفتقر إلى الأسس المادية لفهم نشاط الخلايا العصبية وسلوكها. سوف تقوم شركة Connectomics بملء معلومات "الحقيقة الأساسية" المفقودة.


تصنيف أسرع وأكثر دقة للسلاسل الزمنية من خلال استغلال خوارزمية متوسط ​​الوقت الديناميكي الجديد

أدت الجهود البحثية المتضافرة على مدى العقدين الماضيين إلى تحسينات كبيرة في كل من كفاءة وفعالية تصنيف السلاسل الزمنية. الإجماع الذي ظهر في المجتمع هو أن أفضل حل هو حل بسيط بشكل مدهش. في جميع المجالات تقريبًا ، يكون المصنف الأكثر دقة هو أقرب خوارزمية مجاورة مع تزييف الوقت الديناميكي كمقياس للمسافة. يعني التعقيد الزمني للتواء الوقت الديناميكي أن عمليات النشر الناجحة على الأجهزة محدودة الموارد تظل بعيدة المنال. علاوة على ذلك ، أدى الانفجار الأخير في الاهتمام بأجهزة الحوسبة القابلة للارتداء ، والتي عادة ما يكون لها موارد حسابية محدودة ، إلى زيادة كبيرة في الحاجة إلى خوارزميات تصنيف فعالة للغاية. تتمثل التقنية الكلاسيكية للحصول على فوائد أقرب خوارزمية مجاورة ، دون وراثة الوقت غير المرغوب فيه وتعقيد المكان ، في استخدام أقرب خوارزمية النقطه الوسطى. لسوء الحظ ، فإن الخصائص الفريدة لبيانات السلاسل الزمنية (معظمها) تعني أن النقطه الوسطى عادة لا تشبه أي من الأمثلة ، حقيقة غير بديهية ومُستهان بها. في هذه الورقة نوضح أنه يمكننا استغلال نتيجة حديثة بواسطة Petitjean et al. للسماح بحساب متوسط ​​ذي مغزى للسلاسل الزمنية "الملتوية" ، مما يسمح لنا بعد ذلك بإنشاء مصنفات "centroid" الأقرب فائقة الكفاءة والتي تكون على الأقل بنفس دقة أقرب أقرب الجيران الذين يواجهون تحديات حسابية. لقد أثبتنا بشكل تجريبي فائدة نهجنا من خلال مقارنته بجميع خوارزميات القش المناسبة على معايير UCR في كل مكان ومع دراسة حالة في دعم تصنيف الحشرات على أجهزة استشعار محدودة الموارد.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


تقنية جديدة لتسريع تنظيف المواقع الملوثة نوويا

اخترع أعضاء هيئة التدريس في جامعة ولاية أوريغون نوعًا جديدًا من أجهزة الكشف عن الإشعاع والقياس التي ستكون مفيدة بشكل خاص لتنظيف المواقع ذات التلوث الإشعاعي ، مما يجعل العملية أسرع وأكثر دقة وأقل تكلفة.

تم منح براءة اختراع لهذا النوع الجديد من مطياف الإشعاع ، وسيبدأ الإنتاج الأول للأجهزة قريبًا. أدى التقدم أيضًا إلى إنشاء شركة Spinoff مقرها Corvallis ، Avicenna Instruments ، بناءً على بحث OSU. يقول الباحثون إن سوق هذه الأدوات قد يكون عالميًا في نهاية المطاف ، ويمكن بناء الآلاف منها.

يتم إنفاق مئات الملايين من الدولارات على تنظيف بعض المواقع الرئيسية الملوثة بالنشاط الإشعاعي ، وبشكل أساسي من الإنتاج التاريخي للأسلحة النووية أثناء وبعد الحرب العالمية الثانية. وتشمل هذه المواقع موقع هانفورد في واشنطن ، وموقع نهر سافانا في ساوث كارولينا ، ومختبر أوك ريدج الوطني في ولاية تينيسي.

قال ديفيد هامبي ، أستاذ فيزياء الصحة في جامعة ولاية أوهايو: "على عكس أجهزة الكشف الأخرى ، فإن مقياس الطيف هذا أكثر كفاءة وقادرًا على قياس وقياس إشعاع جاما وبيتا في نفس الوقت". "قبل ذلك ، كانت هناك حاجة إلى نوعين مختلفين من أجهزة الكشف واختبارات كيميائية أخرى في عملية تستغرق وقتًا طويلاً."

وقال هامبي "هذا النظام سيكون قادرًا على تقديم نتائج دقيقة في 15 دقيقة ربما كانت تستغرق في السابق نصف يوم". "هذا يوفر الخطوات والوقت والمال."

يمكن لمقياس الطيف ، الذي طوره هامبي وأبي فارسوني ، الأستاذ المساعد في كلية الهندسة ، على مدى 10 سنوات ، معرفة نوع وكمية النويدات المشعة الموجودة في شيء مثل عينة التربة - الملوثات مثل السيزيوم 137 أو السترونتيوم 90 - التي تم إنتاجها من عمليات المفاعل. ويمكنه التمييز بين أشعة جاما وجزيئات بيتا ، وهو أمر ضروري لتحديد مستوى التلوث.

قال هامبي: "تنظيف التلوث الإشعاعي شيء يمكننا القيام به ، لكن العملية مكلفة ، وغالبًا ما يكون السؤال عند العمل في الحقل هو مدى نظافة النظافة بدرجة كافية". "في مرحلة ما ، لا يمثل المستوى المتبقي من النشاط الإشعاعي مصدر قلق. لذلك نحن بحاجة إلى القدرة على إجراء اختبارات متكررة ودقيقة لحماية البيئة مع التحكم في التكاليف أيضًا."

قال هامبي إن هذا النظام يجب أن يسمح بذلك ، ويمكن استخدامه في النهاية في عمليات المراقبة في صناعة الطاقة النووية ، أو ربما التطبيقات الطبية في استخدام أدوات التتبع المشعة.

تعاقدت كلية الهندسة في جامعة ولاية أوهايو مع شركة Ludlum Instruments ، وهي شركة Sweetwater ، تكساس ، لإنتاج الأدوات الأولى ، ويسعى مكتب OSU لنقل التكنولوجيا للحصول على ترخيص للتطوير التجاري. وقال الباحثون إن الأنظمة الإلكترونية لمقاييس الطيف سيتم إنتاجها في ولاية أوريغون بواسطة شركة Avicenna Instruments.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من جامعة ولاية أوريغون. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


يقترح العلماء خوارزمية لدراسة الحمض النووي بشكل أسرع وأكثر دقة

صورة منمنمة للحمض النووي. الائتمان: bioinformatics101.wordpress.com

اقترح فريق من العلماء من ألمانيا والولايات المتحدة وروسيا ، بما في ذلك الدكتور مارك بورودوفسكي ، رئيس قسم المعلوماتية الحيوية في MIPT ، خوارزمية لأتمتة عملية البحث عن الجينات ، مما يجعلها أكثر كفاءة. يجمع التطوير الجديد بين مزايا الأدوات الأكثر تقدمًا للعمل مع البيانات الجينية. ستمكن الطريقة الجديدة العلماء من تحليل تسلسل الحمض النووي بشكل أسرع وأكثر دقة وتحديد المجموعة الكاملة من الجينات في الجينوم.

على الرغم من أن الورقة التي تصف الخوارزمية لم تظهر إلا مؤخرًا في المجلة المعلوماتية الحيوية، التي نشرتها مجلة Oxford Journal ، الطريقة المقترحة أثبتت بالفعل أنها تحظى بشعبية كبيرة - تم تنزيل برنامج الكمبيوتر من قبل أكثر من 1500 مركز ومختبر مختلف في جميع أنحاء العالم. أظهرت اختبارات الخوارزمية أنها أكثر دقة بكثير من الخوارزميات المماثلة الأخرى.

يتضمن التطوير تطبيقات في مجال المعلوماتية الحيوية متعدد التخصصات. تجمع المعلوماتية الحيوية بين الرياضيات والإحصاء وعلوم الكمبيوتر لدراسة الجزيئات البيولوجية ، مثل DNA و RNA وهياكل البروتين. حتى إن الحمض النووي ، وهو في الأساس جزيء معلومات ، يُصوَّر أحيانًا في شكل محوسب (انظر الشكل 1) من أجل التأكيد على دوره كجزيء للذاكرة البيولوجية. المعلوماتية الحيوية هي موضوع موضوعي للغاية يثير كل جينوم متسلسل جديد العديد من الأسئلة الإضافية التي لا يتوفر للعلماء الوقت للإجابة عليها جميعًا. لذا فإن التشغيل الآلي للعمليات هو مفتاح نجاح أي مشروع للمعلوماتية الحيوية ، وهذه الخوارزميات ضرورية لحل مجموعة متنوعة من المشكلات.

أحد أهم مجالات المعلوماتية الحيوية هو شرح الجينومات - تحديد جزيئات الحمض النووي المعينة المستخدمة في تصنيع الحمض النووي الريبي والبروتينات (انظر الشكل 2). هذه الأجزاء - الجينات - ذات أهمية علمية كبيرة. الحقيقة هي أنه في العديد من الدراسات ، لا يحتاج العلماء إلى معلومات حول الجينوم بأكمله (الذي يبلغ طوله حوالي مترين لخلية بشرية واحدة) ، ولكن عن الجزء الأكثر إفادة - الجينات. يتم تحديد المقاطع الجينية من خلال البحث عن أوجه التشابه بين أجزاء التسلسل والجينات المعروفة ، أو عن طريق الكشف عن أنماط متسقة من تسلسل النوكليوتيدات. يتم تنفيذ هذه العملية باستخدام الخوارزميات التنبؤية.

تحديد أقسام الجينات ليس بالمهمة السهلة ، خاصة في الكائنات حقيقية النواة ، والتي تشمل تقريبًا جميع أنواع الكائنات الحية المعروفة على نطاق واسع ، باستثناء البكتيريا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه في هذه الخلايا ، يكون نقل المعلومات الجينية معقدًا بسبب "الفجوات" في مناطق الترميز (الإنترونات) ولعدم وجود مؤشرات محددة لتحديد ما إذا كانت المنطقة منطقة ترميز أم لا.

رسم تخطيطي يوضح نقل المعلومات الوراثية في الخلية. الائتمان: dnkworld.ru/transkripciya-i-translyaciya-dnk

تحدد الخوارزمية التي اقترحها العلماء أي مناطق في الحمض النووي هي جينات وأيها ليست كذلك. استخدم العلماء سلسلة ماركوف ، وهي سلسلة من الأحداث العشوائية التي يعتمد مستقبلها على الأحداث الماضية. حالات السلسلة في هذه الحالة هي إما كلمات نيوكليوتيدات أو كلمات نيوكليوتيدات (k-mers). تحدد الخوارزمية التقسيم الأكثر احتمالًا للجينوم إلى مناطق مشفرة وغير مشفرة ، وتصنف الأجزاء الجينومية بأفضل طريقة ممكنة وفقًا لقدرتها على تشفير البروتينات أو الحمض النووي الريبي. تعطي البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها من RNA معلومات إضافية مفيدة يمكن استخدامها لتدريب النموذج المستخدم في الخوارزمية. يمكن لبعض برامج التنبؤ الجيني استخدام هذه البيانات لتحسين دقة العثور على الجينات. ومع ذلك ، تتطلب هذه الخوارزميات تدريبًا خاصًا بنوع النموذج. بالنسبة لبرنامج AUGUSTUS ، على سبيل المثال ، الذي يتمتع بمستوى عالٍ من الدقة ، هناك حاجة إلى مجموعة تدريب من الجينات. يمكن الحصول على هذه المجموعة باستخدام برنامج آخر - GeneMark-ET - وهي خوارزمية تدريب ذاتي. تم الجمع بين هاتين الخوارزميتين في خوارزمية BRAKER1 ، والتي تم اقتراحها بشكل مشترك من قبل مطوري AUGUSTUS و GeneMark-ET.

أظهرت BRAKER1 مستوى عال من الكفاءة. تم تنزيل البرنامج المطور بالفعل من قبل أكثر من 1500 مركز ومختبر مختلف. أظهرت اختبارات الخوارزمية أنها أكثر دقة بكثير من الخوارزميات المماثلة الأخرى. مثال وقت تشغيل BRAKER1 على معالج واحد هو 17.5 ساعة للتدريب والتنبؤ بالجينات في جينوم بطول 120 ميغا قاعدة. هذه نتيجة جيدة ، مع الأخذ في الاعتبار أنه قد يتم تقليل هذا الوقت بشكل كبير باستخدام معالجات متوازية ، وهذا يعني أنه في المستقبل ، قد تعمل الخوارزمية بشكل أسرع وأكثر كفاءة بشكل عام.

أدوات مثل هذه تحل مجموعة متنوعة من المشاكل. يعد التعليق التوضيحي الدقيق للجينات في الجينوم أمرًا في غاية الأهمية - ومثال على ذلك هو مشروع 1000 جينوم العالمي ، والذي تم نشر نتائجه الأولية بالفعل. تم إطلاق المشروع في عام 2008 ، ويضم باحثين من 75 معملًا وشركة مختلفة. تم اكتشاف متواليات من المتغيرات الجينية النادرة والبدائل الجينية ، وبعضها يمكن أن يسبب المرض. عند تشخيص الأمراض الوراثية ، من المهم جدًا معرفة البدائل في أقسام الجينات التي تسبب تطور المرض. قام المشروع بتعيين جينومات لأشخاص مختلفين ، مع الإشارة إلى أقسام الترميز الخاصة بهم ، وتم تحديد بدائل النوكليوتيدات النادرة. في المستقبل ، سيساعد هذا الأطباء على تشخيص الأمراض المعقدة مثل أمراض القلب والسكري والسرطان.

يُمكِّن BRAKER1 العلماء من العمل بفعالية مع جينومات الكائنات الحية الجديدة ، مما يؤدي إلى تسريع عملية إضافة تعليقات توضيحية للجينوم واكتساب المعرفة الأساسية حول علوم الحياة.


Lactoferrin-iCre: خط فأر جديد لدراسة وظيفة الجينات الظهارية للرحم

تعد النماذج الحيوانية المعدلة وراثيًا ذات قيمة لدراسة وظيفة الجينات في أجزاء الأنسجة المختلفة. تعمل الفئران المصابة بحذف مشروط للجينات في الرحم باستخدام نظام Cre-loxP كأدوات قوية لدراسة بيولوجيا الرحم. يتكون الرحم من ثلاثة أنواع رئيسية من الأنسجة: عضل الرحم ، والسدى ، والظهارة. يتم تنظيم التكاثر والتمايز في كل نوع من خلايا الرحم بشكل مختلف عن طريق هرمونات المبيض ، مما يؤدي إلى التحكم الزماني المكاني في التعبير الجيني. لذلك ، فإن فحص وظيفة الجينات في كل نوع من أنواع أنسجة الرحم سيوفر معلومات أكثر أهمية فيما يتعلق ببيولوجيا الرحم أثناء الحمل وحالات المرض. على الرغم من أن خطوط الماوس Cre المتوفرة حاليًا كانت مفيدة جدًا في استكشاف وظائف جينات معينة في بيولوجيا الرحم ، إلا أن تداخل التعبير عن خطوط Cre هذه في أكثر من نوع نسيج واحد وفي الأعضاء التناسلية الأخرى يجعل تفسير النتائج أمرًا صعبًا في بعض الأحيان. في هذه المقالة ، أبلغنا عن إنشاء خط فأرة جديد iCre ، حيث يتم التعبير عن iCre من مروج اللاكتوفيرين الداخلي (Ltf). الفئران Ltf-iCre في المقام الأول إعادة التركيب المباشر في ظهارة الرحم في الإناث البالغات والإناث غير الناضجة بعد العلاج بالإستروجين. ستسمح هذه الفئران باستجواب محدد لوظيفة الجينات في ظهارة الرحم الناضجة ، مما يوفر أداة مفيدة للكشف عن الجوانب المهمة لبيولوجيا الرحم.

الأرقام

جيل ال LTF-iCre الفئران الضاربة ...

جيل ال LTF-iCre ضرب في الفئران. أ خريطة لفت المنطقة الجينومية. ال…


نشرته الجمعية الملكية. كل الحقوق محفوظة.

مراجع

. 2001 التعبيرات البشرية كتكييفات: أسئلة تطورية في أبحاث تعبيرات الوجه. أكون. J. فيز. أنثروبول . 33، 3-24. (دوى: 10.1002 / ajpa.20001) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

بار لوس أنجلوس ، وينسلو جيه تي ، هوبكنز ود ، دي وال إف بي إم

. 2000 التعرف على إشارات الوجه: التمييز الفردي من قبل الشمبانزي (الكهوف عموم) وقرود الريسوس (مكاكا مولاتا) . J. كومب. بسيتشول . 114، 47-60. (دوى: 10.1037 / 0735-7036.114.1.47) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2007 دمج الوجه والصوت في الإدراك الشخصي. اتجاهات كوغن. علوم . 11، 535-543. (دوى: 10.1016 / j.tics.2007.10.001) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

يوفال-جرينبيرج إس ، ديويل لي

. 2009 مواء الكلب: تفاعل غير متماثل في التعرف على الكائنات متعددة الوسائط. إكسب. Res الدماغ . 193، 603-614. (دوى: 10.1007 / s00221-008-1664-6) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Ghazanfar AA، Logothetis NK

. 2003 تعابير وجه مرتبطة بمكالمات القرد. طبيعة سجية 423، ٩٣٧-٩٣٨. (دوى: 10.1038 / 423937a) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

. 2004 التوفيق بين النطق والوجوه في الشمبانزي (الكهوف عموم) . الرسوم المتحركة. كوغن . 7، 179-184. (دوى: 10.1007 / s10071-004-0212-4) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2013 التكامل متعدد الوسائط من أصوات محددة في قرود المكاك ريسوس. بلوس واحد 8، e81825. (دوى: 10.1371 / journal.pone.0081825) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

Nagasawa M و Mitsui S و En S و Ohtani N و Ohta M و Sakuma Y و Onaka T و Mogi K و Kikusui T

. 2015 الحلقة الإيجابية لتحديق الأوكسيتوسين والتطور المشترك للروابط بين الإنسان والكلب. علم 348، 333 - 336. (دوى: 10.1126 / العلوم .1261022) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Faragó T، Pongrácz P، Range F، Virányi Z، Miklósi A

. 2010 "العظم ملكي": الجوانب العاطفية والمرجعية لهدير الكلاب. الرسوم المتحركة. Behav . 79، ٩١٧-٩٢٥. (دوى: 10.1016 / j.anbehav.2010.01.005) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

تايلور آم ، ريبي د ، ماكومب ك

. 2011 تصور عبر الوسائط لحجم الجسم في الكلاب الأليفة (كانيس مألوف) . بلوس واحد 6، e0017069. (دوى: 10.1371 / journal.pone.0017069) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

Nagasawa M ، Murai K ، Mogi K ، Kikusui T.

. 2011 تستطيع الكلاب التمييز بين الوجوه البشرية المبتسمة والتعبيرات الفارغة. الرسوم المتحركة. كوغن . 14، 525-533. (دوى: 10.1007 / s10071-011-0386-5) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

Racca A ، Guo K ، Meints K ، Mills DS

. 2012 وجوه القراءة: تحيز النظرة الجانبية التفاضلية في معالجة تعابير الوجه للكلاب والبشر في الكلاب والأطفال البالغين من العمر 4 سنوات. بلوس واحد 7، e36076. (دوى: 10.1371 / journal.pone.0036076) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

مولر كاليفورنيا ، شميت ك ، باربر ألا ، هوبر إل

. 2015 الكلاب يمكن أن تميز التعبيرات العاطفية للوجوه البشرية. بالعملة. بيول . 25، 601-605. (دوى: 10.1016 / j.cub.2014.12.055) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. يمكن أن الكلاب المحلية 2013 (كانيس مألوف) استخدام التعبيرات العاطفية المرجعية لتحديد الطعام المخفي؟ الرسوم المتحركة. كوغن . 16، 137 - 145. (دوى: 10.1007 / s10071-012-0560-4) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. في الصحافة. هل تؤثر المعلومات المؤثرة على الكلاب المنزلية (كانيس الذئبة المألوفة) سلوك تتبع النقاط؟ الرسوم المتحركة . كوغن. (دوى: 10.1007 / s10071-015-0934-5) ISI ، الباحث العلمي من Google

فوكوزاوا إم ، ميلز دي إس ، كوبر جي

. 2005 تأثير الخصائص الصوتية للقيادة البشرية على الإدراك السمعي في الكلاب (كانيس مألوف) . J. كومب. بسيتشول . 119، 117-120. (دوى: 10.1037 / 0735-7036.119.1.117) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2012 استجابة شبيهة بالتعاطف من قبل الكلاب المحلية (كانيس مألوف) للضيق عند البشر: دراسة استكشافية. الرسوم المتحركة. كوغن . 15، 851-859. (دوى: 10.1007 / s10071-012-0510-1) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Andics A و Gácsi M و Faragó T و Kis A و Miklósi A

. 2014 تم الكشف عن المناطق الحساسة للصوت في الكلب والدماغ البشري بواسطة الرنين المغناطيسي الوظيفي المقارن. بالعملة. بيول . 24، 574-578. (دوى: 10.1016 / j.cub.2014.01.058) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Kondo N، Izawa E-I، Watanabe S

. تتعرف الغربان عام 2012 على أعضاء المجموعة ولكن ليس أعضاء المجموعة. بروك. R. Soc. ب 279، 1937-1942. (دوى: 10.1098 / rspb.2011.2419) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

سلوا ج ، دوهاميل ج ، باسكاليس أو ، ويرث إس

. 2011 مطابقة عفوية للهوية الصوتية والوجه بواسطة قرود الريسوس مع الكائنات المألوفة والبشر. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 108، ١٧٣٥-١٧٤٠. (دوى: 10.1073 / pnas.1008169108) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2009 الاعتراف الفردي عبر الوسائط في الخيول المحلية (إيكوس كابالوس) . بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 106، ٩٤٧-٩٥١. (دوى: 10.1073 / pnas.0809127105) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2012 الاعتراف الفردي عبر الوسائط في الخيول المحلية (إيكوس كابالوس) يمتد إلى البشر المألوفين. بروك. R. Soc. ب 282، ٣١٣١-٣١٣٨. (دوى: 10.1098 / rspb.2012.0626) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Somppi S, Törnqvist H, Hänninen L, Krause C, Vainio O

. 2014 How dogs scan familiar and inverted faces: an eye movement study . الرسوم المتحركة. كوغن . 17, 793–803. (doi:10.1007/s10071-013-0713-0) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Guo K, Meints K, Hall C, Hall S, Mills D

. 2009 Left gaze bias in humans, rhesus monkeys and domestic dogs . الرسوم المتحركة. كوغن . 12, 409–418. (doi:10.1007/s10071-008-0199-3) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Holden E, Calvo G, Collins M, Bell A, Reid J, Scot EM, Nolan AM

. 2014 Evaluation of facial expression in acute pain in cats . J. Small Anim. Pract . 55, 615–621. (doi:10.1111/jsap.12283) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar


Fast, accurate cystic fibrosis test developed

Researchers at the Stanford University School of Medicine have developed a fast, inexpensive and highly accurate test to screen newborns for cystic fibrosis. The new method detects virtually all mutations in the CF gene, preventing missed diagnoses that delay babies' ability to begin receiving essential treatment.

A paper describing the new test published online Feb. 1 in مجلة التشخيص الجزيئي. Cystic fibrosis, which causes mucus to build up in the lungs, pancreas and other organs, is the most common fatal genetic disease in the United States, affecting 30,000 people. To develop the disease, a child must inherit two mutated copies of the CF gene, one from each parent. Newborns in every U.S. state have been screened for CF since 2010, but the current tests have limitations.

"The assays in use are time-consuming and don't test the entire cystic fibrosis gene," said the study's senior author, Curt Scharfe, MD, PhD. "They don't tell the whole story." Scharfe was a senior scientist at the Stanford Genome Technology Center when the study was conducted and is now associate professor of genetics at the Yale School of Medicine.

"Cystic fibrosis newborn screening has shown us that early diagnosis really matters," said Iris Schrijver, MD, a co-author of the study and professor of pathology at Stanford. Schrijver directs the Stanford Molecular Pathology Laboratory, which has a contract with California for the state's newborn CF testing.

Advantages of early diagnosis, medical attention

Prior studies have shown that newborn screening and prompt medical follow-up reduce symptoms of CF such as lung infections, airway inflammation, digestive problems and growth delays. "When the disease is caught early, physicians can prevent some of its complications, and keep the patients in better shape longer," Schrijver said. Although classic CF still limits patients' life spans, many of those who receive good medical care now live into or beyond their 40s.

In the current test, babies' blood is first screened for immunoreactive trypsinogen, an enzyme that is elevated in CF cases but also can be high for other reasons, such as in infants with one mutated copy and one normal copy of the CF gene. Since the majority of infants with high trypsinogen will not develop CF, most U.S. states follow up with genetic screening to detect mutations in the CF gene. California, which has the most comprehensive screening process, tests for 40 CF-causing mutations common in the state. (More than 2,000 mutations in the CF gene are known, though many are rare). If one of the common mutations is identified, the infant's entire CF gene is sequenced to try to confirm whether the baby has a second, less common CF mutation.

The process takes up to two weeks and can miss infants who carry two rare CF mutations, particularly in nonwhite populations about whose CF changes scientists have limited knowledge.

DNA from dried blood spots

The Stanford-developed method greatly improves the gene-sequencing portion of screening, comprehensively detecting CF-causing mutations in one step, at a lower cost and in about half the time now required. Stanford University is exploring the possibility of filing a patent for the technique.

To enable these improvements, the team developed a new way to extract and make many copies of the CF gene from a tiny sample of DNA -- about 1 nanogram -- from the dried blood spots that are collected on cards from babies for newborn screening. "These samples are a very limited and precious resource," Scharfe said. The entire CF gene then undergoes high-throughput sequencing. This is the first time scientists have found a way to reliably use dried blood spots for this type of sequencing for CF, which typically requires much more DNA.

"In our new assay, we are reading every letter in the book of the CF gene," Schrijver said. "Whatever mutations pop up, the technique should be able to identify. It's a very flexible approach."

In order for the new test to be adopted, the molecular pathology lab needs to train its staff on the new procedure and run thorough validation studies as part of regulatory and quality requirements to show that the reliability of the test in a research setting will be maintained in the larger-scale clinical laboratory. California newborn screening officials will then have the opportunity to decide whether they want the new test to replace the current method. Schrijver expects the process will take less than a year. "Regardless of how the state decides, the new technique can be widely adopted in different settings," she said, noting that the technique could also be used for carrier and diagnostic testing and to screen for other genetic diseases, not just CF.

"Ultimately, we would like to develop a broader assay to include the most common and most troublesome newborn conditions, and be able to do the screening much faster, more comprehensively and much more cheaply," Scharfe said.


شاهد الفيديو: عشر علامات تحذيرية لا تتجاهلها إذا ظهرت في جسمك (كانون الثاني 2023).