The dynamics of a chain of interacting active particles of Rayleigh-type is studied. Particles are interconnected via Morse potential forces. The steady-state modes (attractors) of the chain with periodic boundary conditions look like cnoidal waves with a uniform distribution of the particles’ density maxima along the chain. However, if the system starts from random initial conditions, a metastable state with nonuniform distribution of density maxima is formed. Characteristics of metastable states, excitation probability of different modes and their lifetimes are studied by numerical simulation.

Many neuro-degenerative diseases are difficult to diagnose in their early stages. For example, early diagnosis of Mild Cognitive Impairment (MCI) requires a wide variety of tests to distinguish MCI symptoms and normal consequences of aging. In this article, we use the wavelet–skeleton approach to find some characteristic patterns in the electroencephalograms (EEGs) of healthy adult patients and patients with cognitive dysfunctions. We analyze the EEG activity recorded during natural sleep of 11 elderly patients aged between 60 and 75, six of whom have mild cognitive impairment, and apply a nonlinear analysis method based on continuous wavelet transformskeletons. Our studies show that a comprehensive analysis of EEG signals of the entire sleep state allows us to identify a significant decrease in the average duration of oscillatory patterns in the frequency band [12; 14] Hz in the presence of mild cognitive impairment. Thus, the changes in this frequency range can be interpreted as related to the activity in the motor cortex, as a candidate for developing the criteria for early objective MCI.

Аннотация. С использованием модели Пейрарда-Бишопа-Доксуа-Холстейна проведено численное моделирование захвата и транспорта заряда (электрона или дырки) в молекуле ДНК мобильными дискретными бризерами, возбуждаемыми начальными возмущениями скоростей или координат смежных нуклеотидных пар, дислоцированных около закрепленного конца молекулы. Показано, что эффективное образование стабильной квазичастицы «мобильный дискретный бризер + электрон» достигается при возмущении нескольких нуклеотидных пар, расположенных на конце молекулы. Бризеры могут быть возбуждены при возмущениях координат и скорости частиц как направленных к оси, так и от оси молекулы. Волновая функция электрона должна быть вначале локализована в области возмущения молекулы. Установлено, что метастабильная квазичастица может перемещаться на дистанцию до 200 межпарных расстояний. Описанный механизм транспорта заряженной частицы не требует наложения внешнего электрического поля и может рассматриваться как альтернативный поляронному механизму.

Аннотация. С использованием модели Пейрарда-Бишопа-Доксуа-Холстейна проведено численное моделирование захвата и транспорта заряда (электрона или дырки) в молекуле ДНК мобильными дискретными бризерами, возбуждаемыми начальными возмущениями скоростей или координат смежных нуклеотидных пар, дислоцированных около закрепленного конца молекулы. Показано, что эффективное образование стабильной квазичастицы «мобильный дискретный бризер + электрон» достигается при возмущении нескольких нуклеотидных пар, расположенных на конце молекулы. Бризеры могут быть возбуждены при возмущениях координат и скорости частиц как направленных к оси, так и от оси молекулы. Волновая функция электрона должна быть вначале локализована в области возмущения молекулы. Установлено, что метастабильная квазичастица может перемещаться на дистанцию до 200 межпарных расстояний. Описанный механизм транспорта заряженной частицы не требует наложения внешнего электрического поля и может рассматриваться как альтернативный поляронному механизму.Ключевые слова: нанобиоэлектроника, ДНК, мобильные дискретные бризеры, квазичастицы, модель Пейрарда-Бишопа-Доксуа-Холстейна. ВВЕДЕНИЕВ качестве одного из базовых элементов нанобиоэлектроники предполагается использовать молекулу ДНК [1][2][3][4]. Она рассматривается как разновидность молекулярной проволоки, обеспечивающей соединение различных элементов биомолекулярных цепей (теоретическое обоснование построения электронных логических элементов см., например, в [2, 4]). Но традиционный поляронный механизм переноса зарядов в ДНК [5-10] не является единственно возможным. В последнее время активно обсуждается механизм транспорта заряда, «эксплуатирующий» нелинейные свойства молекулы ДНК и не требующий для реализации наложения внешнего (тянущего) электрического поля [11,12]. Известно, что в цепочках элементов-осцилляторов различной природы нелинейность самих элементов, обеспечиваемая непараболичностью on-site потенциала, и нелинейность связи между элементами, в сочетании с дисперсией, являющейся следствием дискретности системы (цепочки связанных элементов), приводят к локализации возмущений цепочки. В зависимости от соотношения параметров, характеризующих нелинейность и дисперсию, локализованные возмущения могут быть солитонного или бризерного [13] типов. В частности, для «угловых» возмущений on-site потенциал отсутствует, поэтому формируются солитоны [14]. Однако транспорт заряда реализуется за счет связи

No abstract

The dynamics of a triangular lattice consisting of active particles is studied. Particles with nonlinear friction interact via nonlinear forces of Morse potential. Nonlinear friction slows down fast particles and accelerates slow ones. Each particle interacts mainly with the nearest neighbors due to the choice of the cutoff radius. Stationary modes (attractors) and metastable states of the lattice are studied by methods of numerical simulation. It is shown that the main attractor of the system under consideration is the so-called translational mode-the state with equal and unidirectional velocities of all particles. For some parameter values translational modes with defects in the form of vacancies and interstitial particles are possible. Metastable localized states are presented by the plane soliton-like waves (M-solitons) with inherent velocity and density maxima. The lifetime of such states depends on the lattice parameters and the wavefront width. All metastable states transform into the translational mode after a transient process.

Purpose— to evaluate the impact of frontal positioning of prosthesis components after bilateral Tka on short term functional outcomes. Material and Methods. The authors performed a retrospective analysis of teleroentgenograms of 466 patients after bilateral Tka with initial varus deformity. Functional and roentgenological outcomes were evaluated at average in 16,4±2,9 months postoperatively. Mean preoperative varus deformity was 10° (from 5 to 25°), initial angle between the anatomical and mechanical femoral axis (FVa) was 6,7±2° (from 3 to 12°). The neutral axis of both lower limbs (Hka = 180±0,5°) was obtained in 99 (21,2%) out of 466 patients. Residual deformity in one of the limbs above 3° with the neutral alignment of the contralateral limb was observed in 44 (9,4%) patients, bilateral residual deformity – in 32 (6,9%) patients. Other 291 patients demonstrated the deviation from mechanical axis in the range from 1 to 3° (±0,5°). all patients were divided into three groups: first group consisted of 10 patients with neutral axis of one limb and varus deformity of the other limb above 3°; second group — 10 patients with bilateral residual varus deformity above 3°; third group — 12 patients with neutral axis of both limbs (Hka = 180°). The angle of residual deformity averaged 3,7° (from 3,2 to 5,1°).Results.No statistically significant differences between the groups were observed for dynamometric parameters and SF-36 scores, as well as for functional kSS scores (p>0,05). However, the authors reported in patients of the first group a stance phase on the side of residual varus deformity longer at 15% (p<0,05) and transfer phase shorter at 17% (p<0,05) as compared to contralateral limb (with neutral alignment, Hka = 180°), which is indicative of load asymmetry and can have a negative impact at a later stage.Conclusion. Symmetrical residual varus deformity of lower limbs in the rage of 3,2–5,1° has no negative impact of short term clinical and functional outcomes of Tka. Muscular function and gait properties in patients with neutral axis of the lower limbs and in patients with symmetrical residual varus deformity after Tka were similar 16,4±2,9 months postoperatively.

No abstract