Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА С ПАРАМЕТРАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Андрюков Б.Г Веремчук Л.В. Кику П.Ф.
Цель исследования: оценка возможности использования нейросетевых технологий для анализа взаимодействия систем организма с параметрами окружающей среды (ОС) на примере тиреоидной системы (ТС) населения Приморского края (ПК).

Материалы и методы. Исследовался тиреоидный статус 6317 жителей обоего пола и разных возрастных групп (взрослые и подростки) 11 городов и 22 районов ПК с разными климатическими и эколого-гигиеническими характеристиками. Титеоидная функция оценивалась по уровню в крови свободных фракций гормонов (тироксина и трийодтиронина) и тиреотропного гормона передней доли гипофиза. Параметры ОС рассмотрены в динамике за 15-летний период (1990-2006 гг.) и многофакторно (174 параметра) по природно-климатическим, эколого-гигиеническим, социально- экономическим показателям и химическому составу. Для характеристики социально-экономических условий использовалась демографическая структура населения Приморья, характеристика доходов и материальное состояние, уровень благоустройства и жилищная обеспеченность населения, характер питания и медицинское обеспечение.

Инструментами моделирования явились множественная корреляция (определение межфакторных связей), нейронная сеть Ворда (выделение приоритетов воздействия отдельных компонентов в структурных блоках) и информационно-энтропийный анализ (расчет интегральных показателей в структурных блоках).

Результаты и обсуждения. Показатели тиреоидного статуса были сопоставлены с параметрами ОС в единых территориальных и временных диапазонах. Использование в исследовании множественной корреляции позволило определить межфакторные зависимости в различных единицах измерения.

На основании полученных данных была рассчитана квадратная корреляционная матрица размером 174^174. Для количественного сокращения полученных связей были выделены значения с условием p<0,05 и r >0,5. Выделенные 987 корреляционные пары были сгруппированы по 10 структурным блокам (системам) с едиными условиями окружающей среды. В результате корреляционные зависимости были разделены на внутрисистемные и межсистемные связи. Внутрисистемные связи (связи между показателями одного блока) сформировали мощность блока (D - средняя величина связи). Величина мощности определяет направленность системного воздействия. Межсистемные связи, характеризующие характер внешних взаимоотношений между системами, были подразделены на прямые и косвенные связи. К прямым связям отнесены зависимости, непосредственно воздействующие на гормональную систему организма человека. Косвенные связи характеризуют отдаленное воздействие на человека взаимозависимостей в экосистеме.

Установлено, что особенно мощное воздействие (r >0,8) на тиреоидный статус оказывает низкое качество питьевой воды. Высокий уровень воздействия (r =0,6-0,7) оказывают загрязнение воздуха автотранспортом, сточных вод промышленными и бытовыми сбросами, а также демографические показатели (количество женщин, мужчин в разных возрастных и профессиональных категориях). Социально-экономические показатели и муссонный климат ПК имеют высоко значимые (p<0,05), но умеренные (r =0,5) по силе связи. Умеренные (r =0,5) связи отмечаются с величиной доходов, с жилищными условиями, уровнем медицинского обслуживания, а также характером потребления продуктов питания населением края. Указанные зависимости характеризуются прямыми связями, непосредственно замыкающиеся на ТС населения региона разных возрастных групп. Косвенные связи охватывают взаимоотношения, происходящие в самой экосистеме. Они позволяют проследить механизм формирования природных, антропогенных и социально-экономических процессов, которые, в конечном счете, влияют на организм. Загрязнение ОС сточными водами во многом зависит от загрязнения почвы и воздуха. Климатические условия (количество осадков) также формируют степень загрязнения сточных вод. В свою очередь, сточные воды влияют на качество питьевых вод, особенно вод находящихся в водозаборных водохранилищах. Статистический анализ показал, что состояние питьевых вод в водозаборных водохранилищах во многом определяются загрязнением воздуха и почв (r =0,6-0,7), влияние климатических показателей на качество питьевых вод снижено (r =0,5). Полученные результаты показывают, что наибольший вклад в формировании тиреоидного статуса населения ПК оказывает качество питьевых вод (0,13) и обеспеченность населения свежей питьевой водой (0,117). Более уязвимыми слоями населения по изменению функционального состояния ТС, связанного с качеством объектов ОС, явились подростки и взрослые.

Вывод: применение нейросетевых технологий позволяет количественно оценить многоуровневое влияние неблагоприятных факторов ОС организм, что может быть использовано при мониторинге результатов эколого-геохимических исследований.


Библиографическая ссылка

Андрюков Б.Г, Веремчук Л.В., Кику П.Ф. ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА С ПАРАМЕТРАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 4. – С. 45-46;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26304 (дата обращения: 17.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074