Яхно Владимир Григорьевич
зав. лаб. автоволновых процессов в отделе “Радиофизические методы в медицине”.
д.ф.-м.н.
Образование:
В 1969 г. закончил радиофизический факультет ГГУ им. Н.И. Лобачевского.
В 1977 г. защитил кандидатскую диссертацию физ.-мат. наук по специальности 03.00.02 – «биофизика» в ИБФ АН СССР (г. Пущино на Оке).
В 1999 г. защитил докторскую диссертацию в ННГУ им. Н.И. Лобачевского (г.Нижний Новгород) по специальностям: 01.04.03 – «радиофизика»; 05.13.16 – «применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях» по теме «Автоволновая динамика однородных нейроноподобных систем».
Область научных интересов:
Исследование самоорганизационных процессов в распределенных неравновесных системах и разработка приложений автоволновых представлений при моделировании процессов обработки сенсорных сигналов, развития компьютерных алгоритмов кодирования сложных изображений, рассмотрения характерных адаптационных процессов при работе систем распознавания сложных изображений.
Динамика молекулярной самосборки высыхающих капель многокомпонентных жидкостей как информативный параметр об их составе и структуре.
Профессиональная карьера:
- Радиофизический институт (НИРФИ) - мл. науч. сотрудник (1969-1977)
- Институт прикладной физики (ИПФ) РАН - науч. сотрудник (1977-1982)
- ИПФ РАН - с. науч. сотрудник (1982-1998)
- ИПФ РАН - в. науч. сотрудник (1998-2003)
- ИПФ РАН - зав. лаб. автоволновых процессов (1999- по наст. время)
- ИПФ РАН, ННГУ - профессор на кафедре нейродинамики и нейробиологии, Биологический факультет ННГУ (2005- по наст. время)
Членство в профессиональных организациях:
– член Общества медицинских физиков России.
– член правления межрегиональной ассоциации когнитивных исследований (МАКИ).
– член редколлегии журнала «Прикладная нелинейная динамика».
– член редколлегии электронного рецензируемого журнала «Нейроинформатика».
– эксперт биомедицинского кластера в «Сколково».
Награды, премии, гранты:
Руководство следующими проектами:
«Разработка методов обработки и принятия решений по биометрическим данным» Project RMO-10214 BNL “Development of Application of Pattern Recognition Technology” (2000 - 2009) - Грант CRDF № RMO-10214;
«Разработка комплекса математических моделей и инструментальных методов для изучения и диагностики механизмов осознания сенсорных стимулов человеком при неврологических и психических патологиях». (2009-2011) - Программа фундаментальных исследований Президиума РАН "Фундаментальные науки - медицине";
«Динамика неравновесных нейроноподобных сред и задачи обработки изображений» (2007 - 2012) - Программа Президиума РАН «Математические методы в нелинейной динамике»;
«Информационная технология для оценки риска психологических и неврологических нарушений» (2008 - 2009) - Грант РФФИ № 08-07-99037-р_офи;
" Методы нелинейной динамики для исследования когнитивных процессов в биологоподобных системах" (2011-2012) - - Грант РФФИ № 11-07-12027 офм-м;
"Научный проект организации Третьей Всероссийской конференции "Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях"(2013)
- Грант РФФИ № 13-02-06119
Проект авторского коллектива «Разработка промышленного образца прибора и новой технологии, реализующих метод сопоставительного экспресс - анализа жидкостей (определение их аутентичности) на основе регистрации динамики процессов в высыхающей капле» был зарегистрирован в 2011 году как резидент в Сколково.
Педагогическая деятельность:
В Нижегородском государственном университете работаю с 1980 года. Читал спецкурсы для студентов старших курсов на кафедрах "Бионики и Статистической радиофизики", "Теории колебаний" радиофизического факультета. С 2005 года работает на должности профессора на кафедре "Нейродинамики и Нейробиологии" биологического факультета ННГУ.
Спецкурсы 2011-12 годов: «Модели и динамические процессы преобразования информации в нейроноподобных средах»; "“Динамические процессы в нейроноподобных системах” (для специальностей Биофизика, Нейродинамика и Нейробиология, биофак ННГУ); “Модели нейроноподобных систем” (для специальностей 1 курса магистратуры фундаментальная радиофизика, радиофак ННГУ).
Был руководителем успешно защищенных дипломных работ у нескольких десятков студентов, из них за последние годы: М.Е.Соколов; А.В.Ковальчук; А.В.Цверов; В.А.Разумов; Е.С.Кузнецова; А.С.Сергиевский; А.В.Чайкин; А.Е.Иванов; А.Н.Коган; О.В.Шемагина; П.Г.Хурлапов и другие.
Был руководителем успешно защищенных кандидатские диссертаций:
Нуйдель И.В., 28.09.1998, «Разработка алгоритмов обработки изображений в однородных распределенных нейроноподобных системах». Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н. по специальности 05.13.18 «Применение вычислительной техники, математических методов и математического моделирования в научных исследованиях».
Тельных А.А., 23.04.2009, «Математические модели нейроноподобных сред для разработки систем обнаружения и распознавания объектов заданных классов». Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н. по специальности 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ».
Количество публикаций:
– Более 200 научных публикаций (в том числе две монографии и 10 патентов).
– Индекс Хирша – 7 (по данным ISI Web of Science, Thomson Reuters, осень 2013 г. ).
Наиболее значительные работы и результаты:
1. AUTOWAVE PROCESSES IN DISTRIBUTED KINETIC SYSTEMS
Author(s): VASILYEV, VA; ROMANOVSKII, YM; YAKHNO, VG , Source: USPEKHI FIZICHESKIKH NAUK, Volume: 128, Issue: 4, Pages: 625-666. Published: 1979
-> (120)
2. FORMATION OF IMPULSES IN EXCITABLE MEDIUM
Author(s): OSTROVSKII, LA; YAKHNO, VG
Source: BIOFIZIKA Volume: 20 Issue: 3 Pages: 489-493 Published: 1975
-> (28)
3. MODEL OF LEADING CENTER
Author(s): YAKHNO, VG
Source: BIOFIZIKA Volume: 20 Issue: 4 Pages: 669-674 Published: 1975
-> (9)
4. Generation of collective-activity structures in a homogeneous neuron-like medium .1. Bifurcation analysis of static structures
Author(s): Pelinovsky, DE; Yakhno, VG
Source: INTERNATIONAL JOURNAL OF BIFURCATION AND CHAOS Volume:6 Issue: 1 Pages: 81-87 DOI: 10.1142/S0218127496001855 Published: JAN 1996
-> (8)
5. Structural Evolution of Drying Drops of Biological Fluids
Author(s): Yakhno, T. A.; Yakhno, V. G.
Source: TECHNICAL PHYSICS Volume: 54 Issue: 8 Pages: 1219-1227 DOI: 10.1134/S1063784209080210 Published: AUG 2009
-> (7)
Т.А. Яхно, В.Г. Яхно. Основы структурной эволюции высыхающих капель биологических жидкостей.// ЖТФ, 2009, 79, 8, 133-141.
Проведен качественный анализ экспериментальных данных, касающихся механизмов структурообразования в высыхающих каплях биологических жидкостей. Показано, что структурная эволюция высыхающих капель представляет собой сложный многоэтапный процесс, в котором условно можно выделить две стадии: события, происходящие во время испарения свободной воды, и структурообразование, связанное с испарением рыхлосвязанной воды. Рассмотрение структурной эволюции высыхающих капель с позиций физической химии растворов, физики полимеров, механики и материаловедения позволяет объяснить феноменологию процесса на основе известных физических явлений.
6. Protein and salt: Spatiotemporal dynamics of events in a drying drop
Author(s): Yakhno, TA; Yakhno, VG; Sanin, AG; et al.
Source: TECHNICAL PHYSICS Volume: 49 Issue: 8 Pages: 1055-1063 DOI: 10.1134/1.1787668 Published: 2004 -> (15)
7. T. Yakhno, A. Sanin, V. Yakhno, A. Pelyushenko, N.A. Egorova, I.G. Terentiev, S.V. Smetanina, O.V. Korochkina, and E.V. Yashukova. The informative-capacity phenomenon of drying drops. Aptitude test in medical diagnostics. // IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine, 2005, 24, 2, 96-104. DOI: 10.1109/MEMB.2005.1411354 Published: MAR-APR 2005 -> (14)
We develop a method for studying multi-component liquids based on recording of the dynamics of the Acoustic-Mechanical Impedance (AMI) of a drop that dries up on the surface of a quartz resonator oscillating with ultrasound frequency. The magnitude of the AMI is an integral characteristic of the physical properties of the drop including its viscosity, composition, surface tension, wettability, and inner structure. Using liquids of different types as the example, it is shown that each liquid possesses its individual ``portrait,'' determined by the character of the phase transitions. In the authors’ opinion, this method can be used for the screening identification of liquids (determining the degree of consistency with the standards) in solving a number of scientific and practical problems, as well as in biology, chemistry, food and drug examination and medicine. In this paper unique scopes of this method in medical diagnostics are demonstrated.
8. A method for liquid analysis by means of recording the dynamics of phase transitions during drop drying
Author(s): Yakhno, TA; Yakhno, VG; Sanin, AG; et al.
Conference: Conference on Bioengineered and Bioinspired Systems Location: MASPALOMAS, SPAIN Date: MAY 19-21, 2003
Sponsor(s): SPIE; Spanish Govt; Canary Govt; Canary Isl Special Zone; Res Inst Appl Microelect; Univ Las Palmas Gran Canaria, Sch Telecommun Engn; Univ Las Palmas Gran Canaria, Dept Elect Engn & Control
Source: BIOENGINEERED AND BIOINSPIRED SYSTEMS Book Series: PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS (SPIE) Volume: 5119 Pages: 87-99 DOI: 10.1117/12.488658 Published: 2003
-> (7)
9. A study of the dynamics of phase transitions in liquids of different types by the method of recording the acoustomechanical impedance of a drying drop
Author(s): Yakhno, TA; Yakhno, VG; Sanin, AG; et al.
Source: BIOFIZIKA Volume: 47 Issue: 6 Pages: 1101-1105 Published: NOV-DEC 2002
-> (6)
10. Т.А. Яхно, В.В. Казаков, О.А. Санина, А.Г. Санин, В.Г. Яхно. Капли биологических жидкостей, высыхающие на твердой подложке: динамика морфологии, массы, температуры и механических свойств. // ЖТФ, 2010, № 7, С. 17-23.
С целью уточнения механизмов процесса самоорганизации в высыхающих каплях биологических жидкостей исследованы временные изменения их морфологии, массы, температуры и интегральных механических свойств. В экспериментах использована дистиллированная вода, физиологический (0.9wt.%) водный раствор NaCl, 7 wt.% раствор бычьего сывороточного альбумина (BSA) в воде и 7wt.% раствор BSA в физиологическом растворе. Показано, что динамика массы капли высыхающих растворов может быть описана наклонной прямой, имеющей два небольших нелинейных участка — в начале и в конце процесса высыхания. Раннему нелинейному участку соответствует также более интенсивное снижение температуры, которое становится менее интенсивным и стабилизируется по мере формирования слоя насыщенного пара над каплей. Поздний нелинейный участок в динамике массы капли растворов связан с замедлением диффузии воды через отвердевающую среду. Динамика температуры высыхающих капель определяется суммой эндотермиеских (испарение воды) и экзотермических (кристаллизация соли, гелеобразование) фазовых переходов. Динамика фазовых переходов в высыхающих каплях изменяет их механические свойства, что может быть выявлено методом акустической импедансометрии.
11. Tatiana Yakhno, Anatoly Sanin, Vyacheslav Kazakov, Olga Sanina, Christina Vacca, Frank Falcione, Vladimir Yakhno. Uncoated quartz resonator as a universal biosensor. // in a book: “Intelligent and Biosensors”, edited by Vernon S. Somerset, INTECH, 2010, ISBN 978-953-7619-58-9, P.386; also available: http://www.sciyo.com/articles/show/title/uncoated-quartz-resonator-as-a-universal-biosensor
Прочее:
В рамках проекта "Project RMO-10214 BNL “Development of Application of Pattern Recognition Technology” (2000 - 2009) - Грант CRDF № RMO-10214" разработана Интегральная Биометрическая Распознающая Система (автономный вариант).
Автономная интегральная биометрическая распознающая система (ИБРС) представляет собой систему для автоматической верификации и идентификации людей по таким биометрическим параметрам как изображения лица, руки, дактоотпечатка, а также звукам голоса этого человека. Программное обеспечение AIBRS, AWPBIOSDK, Face RS BSP, Hand RS BSP, Fingerprint2 RS BSP, и Voice RS BSP было разработано сотрудниками лаборатории автоволновых процессов, отдела «Радиофизические методы в медицине» ИПФ РАН (2001-2009) в рамках проекта с Брукхевенской Национальной Лабораторией (США). Разработка AWPBIOSDK преследует цель использования наиболее точных, надежных и быстрых многомодовых биометрических систем для распознавания и идентификации личности по нескольким независимым биометрическим наборам признаков. Система может использовать как собственные компоненты ИБРС, так и биометрические распознающие системы других производителей, созданные в стандарте BioAPI 1.1.
Тестирование представляемой версии ИБРС проводилось на базе данных для ~150-200 человек. Величина ошибки идентификации лежит в диапазоне 0,1 % - 1 % и в зависимости от условий обучения и идентификации несколько возрастает при увеличении пользователей в базе данных.
На основе проведенных исследований в соавторстве с коллегами разработана технология экспресс-оценки качества многокомпонентных жидкостей (метод и устройство). Получен патент России и 3 патента США. Технология предназначена для:
