Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων Ηλιάδης Γ. Δημήτριος ΑΕΜ: 4263 Υπό την επίβλεψη του Δρ. Μήτκα Α. Περικλή Θεσσαλονίκη, 2004

Διάρθρωση Παρουσίασης • Πώς, Πού, Τι, Γιατί; • Εισαγωγή στις Γενετικές Ασθένειες • Περιγραφή του GeneCity • Καινοτόμα Στοιχεία • Πειράματα και Αποτελέσματα • Επίδειξη Προγράμματος Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Αρχικά Ερωτήματα • Σε κοινωνία υγιών ατόμων, εισέρχεται κάποιος ή κάποιοι με κληρονομική ασθένεια. Πώς εξαπλώνεται αυτή με την πάροδο του χρόνου; • Ένα άτομο φορέας ερωτεύεται ένα άλλο άτομο που είναι επίσης φορέας ή ασθενής. Πώς η κατάσταση αυτή διαμορφώνει την επιλογή για γάμο; Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Διαφορετικές επιστημονικές προσεγγίσεις: Ιατρική – Γενετική Δημογραφία – Ανθρώπινη Οικολογία Μαθηματικά –Στατιστική Ψυχολογία Ζητούμενο: Η αναζήτηση ενός ενοποιημένου μοντέλου για την έρευνα της επιδημιολογικήςεξάπλωσης των κληρονομικών ασθενειών. Υπάρχουσα Κατάσταση Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Προοπτική & Στόχοι • Η δημιουργία ενός μοντέλου για την : • Προσομοίωση Δημογραφικής Ανάπτυξης κάποιου πληθυσμού • Εισαγωγή και Μελέτη της Εξάπλωσης κάποιας Ασθένειας • Η ανάπτυξη εργαλείων για παρατήρηση του μοντέλου • Η εξαγωγή και αποθήκευση δεδομένων για μετέπειτα ανάλυση Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Μεθοδολογία – Τεχνολογίες Ανάπτυξης • Εξελικτική Υπολογιστική (Evolutionary Computing) • Συστήματα Πολλών Πρακτόρων (Multi Agent System) • Γενετικοί Αλγόριθμοι (Genetic Algorithms) • Εξαναγκασμένη Εκμάθηση (Reinforced Learning) • Κυψελοειδή Αυτόματα (Cellular Automata) Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Περιβάλλον Ανάπτυξης • Γλώσσα προγραμματισμού: JAVAv.1.4.1(Sun) • Εργαλείο Ανάπτυξης Java: JBuilder 8 Enterprise (Borland) • Πλατφόρμα Πρακτόρων: JADE v.3.0b (TILab S.p.A.) • Εργαλείο Οντολογιών: Protégé 2000 Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Διάρθρωση Παρουσίασης • Πώς, Πού, Τι, Γιατί; • Εισαγωγή στις Γενετικές Ασθένειες • Περιγραφή του GeneCity • Καινοτόμα Στοιχεία • Πειράματα και Αποτελέσματα • Επίδειξη Προγράμματος

Μέθοδοι Μετάδοσης • Αυτοσωματική Υπολειπόμενη:ετεροζυγωτικός (ή φορέας) υγιής,ομοζυγωτικόςασθενής • Αυτοσωματική Κυρίαρχη:ετεροζυγωτικός και ομοζυγωτικόςασθενείς • Χ-Χρωματοσωματική Φυλοσύνδετη: άνδρας και μετάλλαξη στο Χ,ασθενής 46 Χρωματοσώματα: • 22 Ζεύγη Αυτοσωματικών • 2 Φυλετικά {Άνδρας ΧΥ, Γυναίκα ΧΧ} Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Αυτοσωματική Ομοζυγωτικός Ασθενής Ετεροζυγωτικός Υγιής (Υπολειπόμενη) ή Ασθενής (Κυρίαρχη) 25% 50% 25% Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Χ-Χρωματοσωματική • Άνδρας: • ΧΥ υγιής • χΥ ασθενής • Γυναίκα: • ΧΧ υγιής • χΧ υγιής • Χχ υγιής Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Δομή GeneCity • Επικοινωνία Πρακτόρων • Περιβάλλον Διεπαφής • Απεικόνιση Πρακτόρων • Επιλογή Συντρόφου • Δείκτες Εξόδου Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

MatchAgent ΚοινότηταΠρακτόρων Επικοινωνία Πρακτόρων ΓραφικόΠεριβάλλον SuperAgent ΜediaAgent Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Περιβάλλον Διεπαφής Κυρίως Μενού Κομβία Επιλογής Εισαγωγή Δεδομένων Πίνακας Πρακτόρων και Μετρήσεων Γενικός Έλεγχος Πλέγμα Πρακτόρων Γραφική Αναπαράσταση Πληθυσμού Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Υγιής Γυναίκα Υγιής Άνδρας Φορέας Γυναίκα Φορέας Άνδρας Ασθενής Γυναίκα Ασθενής Άνδρας Απεικόνιση Πρακτόρων Διάφορα στιγμιότυπα απεικόνισης οικογενειώνΠράσινο: Ποσοστό Υγιών Κόκκινο: Ποσοστό Αρρώστων Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Επιλογή Συντρόφου • Σε κάθε εποχή ενεργοποιούνται τυχαία κάποιοι πράκτορες • Ανταλλάσσουν πληροφορίες (ο κάθε ένας σε όλους του αντίθετου φύλου) • Σε περίπτωση που αποφασίσουν να παντρευτούν, απομακρύνονται από το πλέγμα και εμφανίζονται ως οικογένεια • Η τελική επιλογή γίνεται με την χρήση του αλγορίθμου Stable Marriage Problem Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Κριτήρια Επιλογής • Είναι ο υποψήφιος Ασθενής; • Ποια η πιθανότητα να γεννηθούν άρρωστα παιδιά σε περίπτωση σύναψης γάμου; • Είναι η ασθένεια θανατηφόρος; • Έχει ο υποψήφιος έντονο Φαινότυπο; Και τα επιμέρους κριτήρια • Απόσταση στο Πλέγμα (κοινωνική, φυσική) • Πλούτος (Γενικότερη έννοια) • Διαφορά Ηλικίας Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Σειρά Επιλογής Πράκτορας-2 Πράκτορας-3 Πράκτορας-1 Πράκτορας-4 Ποιον να διαλέξω; 1. Πράκτορας-4 2. Πράκτορας -2 3. Πράκτορας -3 4. Πράκτορας -1 Πράκτορας-9 Συνάρτηση Βαθμού Προτίμησης Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Δείκτες Εξόδου Τα παρατηρούμενα στοιχεία είναι: • Πληθυσμός Κοινωνίας • Πληθυσμών Ασθενών και Φορέων • Μέση Τιμή Ανταλλαγής Πληροφόρησης • Μέσος Αριθμός Ατόμων που Ενημερώθηκαν • Μέση Τιμή Πληροφορίας από τον MediaAgent • Γεννήσεις και Θάνατοι ανά εποχή • Μέσος Αριθμός νέων Οικογενειών Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Χωρίς Λόγια... Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Καινοτομίες στο Μοντέλο-1/2 • Media – Agent: Προσφέρει ενημέρωση σχετικά με την ασθένεια. Αντιπροσωπεύει τα ΜΜΕ και τη Συμβουλευτική Ιατρική • Δυνατότητα ΔυναμικήςΕισαγωγής Πράκτορα στο σύστημα, έχοντας από πριν παραμετροποίησει τα χαρακτηριστικά του Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Καινοτομίες στο Μοντέλο-2/2 Ιατρικό Γενεαλογικό Δένδρο Ενημέρωση ασθένειας από τη Γειτονιά Ολική Παραμετροποίηση του συστήματος και μεταβολή του σε πραγματικό χρόνο Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Πείραμα-1 • Εισαγωγή ασθενούς Αυτοσωματικής κυρίαρχης σε υγιή πληθυσμό: Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Πείραμα-2 • Προκατειλημμένη κοινωνία σε ασθενείς Χ-Χρωματοσωματικής Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Επίδειξη GeneCity Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Τέλος Παρουσίασης Μετά την επίδειξη ακολουθεί συζήτηση και θα απαντηθούν ερωτήσεις

Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Περιβάλλον Προσομοίωσης της Μετάδοσης Κληρονομικών Παθήσεων

Presentation Transcript