Σκοπός της μελέτης ήταν: (1) να προσδιοριστεί η συχνότητα της διαταραχής ανοχής στη γλυκόζη (IGT) και του σακχαρώδη διαβήτη τύπου II (ΣΔII) σε παχύσαρκα παιδιά και εφήβους στην Ελλάδα και (2) να καθοριστεί εάν οι συγκεντρώσεις γλυκόζης και ινσουλίνης νηστείας μπορούν να προβλέψουν τη διαταραχή ανοχής στη γλυκόζη (IGT)) στα παιδιά αυτά σε σχέση με τα επίπεδα της λεπτίνης, της γκρελίνης, της αδιπονεκτίνης και της σωματομεδίνης, και την έκκριση της αυξητικής ορμόνης (GH) και της θυρεοειδοτρόπου ορμόνης (TSH) κατά τη διάρκεια του 24ωρου μαζί με την ημερήσια έκκριση της κορτιζόλης. Έγινε καμπύλη σακχάρου (OGTT) μαζί με επίπεδα ινσουλίνης σε 117 παχύσαρκα παιδιά και εφήβους 12,1  2,7 ετών και μελετήθηκαν τα επίπεδα της λεπτίνης, της γκρελίνης, της αδιπονεκτίνης και της σωματομεδίνης (IGF-I) κατά τη δοκιμασία ανοχής στη γλυκόζη (OGTT). Επίσης, μελετήθηκαν τα επίπεδα της 24ωρης έκκρισης της GH και της TSH και της ημερήσιας έκκρισης της κορτιζόλης. Χρησιμοποιήθηκαν οι δείκτες HOMA-IR και ο ινσουλινογόνος δείκτης για την εκτίμηση της αντίστασης της ινσουλίνης και της λειτουργίας των β κυττάρων, αντίστοιχα. 17 ασθενείς (14,5%) είχαν IGT και σε κανένα δε διαγνώστηκε ΣΔII. Τα ποσοστά IGT και ΣΔΙΙ ήταν χαμηλότερα από αυτά μιας πολυεθνικής Αμερικανικής μελέτης. Η διαφορά εντοπίστηκε κυρίως στα προεφηβικά παιδιά (9% έναντι 25,4%), ενώ δεν παρατηρήθηκε διαφορά στους εφήβους (18% έναντι 21%). Ωστόσο, τα ποσοστά IGT ήταν υψηλότερα από αυτά που βρέθηκαν σε άλλες μελέτες από την Ευρώπη. Η γλυκόζη νηστείας, η ινσουλίνη και ο δείκτης HOMA-IR δεν προέβλεψαν την εμφάνιση IGT, όμως, η απόλυτη τιμή της ινσουλίνης στις 2 ώρες της OGTT και ο δείκτης AUCG προέβλεψαν την εμφάνιση IGT. Τα επίπεδα λεπτίνης και γκρελίνης ήταν υψηλότερα στα κορίτσια. Υπήρχε συσχετισμός μεταξύ BMI και λεπτίνης νηστείας, BMI και αδιπονεκτίνης, σωματομεδίνης (IGF-I) και λεπτίνης νηστείας, ενώ δεν υπήρχε καμιά συσχέτιση με τα επίπεδα της κορτιζόλης ή με τα 24ωρα επίπεδα της αυξητικής ορμόνης και της θυρεοειδοτρόπου ορμόνης. Συμπερασματικά, η OGTT φαίνεται να έχει τη δυνατότητα να προβλέψει την IGT, ενώ οι τιμές γλυκόζης και ινσουλίνης νηστείας και οι τιμές του δείκτη HOMA-IR, αν και υψηλότερες στους ασθενείς με IGT και ενδεικτικές για αντίσταση στην ινσουλίνη, δεν μπορούν να προβλέψουν την IGT. / The aims of the present study were: (1) to determine the prevalence of impaired glucose tolerance (IGT) and diabetes mellitus II (DMII) in obese children and adolescents of Greek origin and (2) to study the concentrations of leptin, ghrelin, adiponectin and IGF-I during an oral glucose tolerance test as well as the 24-hour concentrations of growth hormone (GH) and thyrotropin secreting hormone (TSH), and the diurnal secretion of cortisol in these children. A total of 117 obese children and adolescents aged 12.1  2.7 years underwent an oral glucose tolerance test (OGTT) and the concentrations of leptin, ghrelin, adiponectin and IGF-I were studied during the duration of the OGTT in relation to the 24-hour secretion of GH and TSH and the diurnal secretion of cortisol. For the estimation of insulin resistance and beta cell function the homeostatic model assessment (HOMA-IR) and the insulinogenic index, respectively, were used. A total of 17 patients (14.5%) had IGT and none had DMII. The overall prevalence rates of both IGT and DMII observed in the obese children and adolescents were lower than those reported in a recent multiethnic US study. Nevertheless, the difference between the data of this study and those of the US study was mostly due to the prepubertal children (9% vs. 25.4%), while no difference was observed in the pubertal population (18% vs. 21%). The prevalence rates of IGT in this study though, were greater than those reported in other European studies. Fasting glucose, insulin and HOMA-IR values were not predictive of IGT. The absolute value of insulin at 2h of the OGTT combined with the time-integrated glycemia (AUCG) strongly predicted IGT, whereas higher area under the curve for insulin (AUCI) values were found to be protective. Leptin and ghrelin concentrations were higher in the females. There was a correlation found between BMI and fasting leptin, BMI and adiponectin, IGF-I and fasting leptin although there was no correlation found with the GH, TSH or cortisol concentrations. In conclusion, the OGTT seems to be capable of predicting IGT whereas the fasting glucose and insulin concentrations are unable to predict glucose intolerance since HOMA-IR values, although higher in IGT subjects and indicative of insulin resistance, cannot accurately predict IGT.

Είναι γνωστό ότι η άνοια σχετίζεται με την απώλεια μνήμης, έκπτωση γλωσσικών ικανοτήτων, έλλειψη αυτονομίας και απώλεια της προσωπικής ταυτότητας του ασθενούς. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να αναδείξει τη σχέση αμφισημίας- άνοιας και να διερευνηθεί η σκοπιμότητα ύπαρξης ενός μεθοδολογικού εργαλείου για την εκτίμηση και τη διερεύνηση της γλωσσικής έκπτωσης στη άνοια μέσα από την γλωσσική επεξεργασία των λεξικών σχέσεων (μεταφορών –ομωνυμίας- μετωνυμιών) και να παρουσιάζει το προφίλ των ασθενών αυτών. Στην πρώτη ενότητα παρουσιάζω γενικά στοιχεία για την νόσο της άνοιας αλλά και στοιχεία για τους κυριότερους τύπους της νόσου όσον αφορά την γλωσσική συμπεριφορά των ασθενών. Στην ενότητα αυτή αναφέρω επίσης βασικά διαγνωστικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται ευρέως για τον προσδιορισμό της νόσου, ενώ αναλυτικότερα στοιχεία για τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται και τις δομές που εξετάζουν παρατίθενται στο παράρτημα. Κλείνοντας την ενότητα καταλήγω στα οφέλη και την αναγκαιότητα ύπαρξης πρώιμης διάγνωσης. Στην δεύτερη ενότητα αναφέρομαι κυρίως στο νοητικό λεξικό και στην δυσκολία πρόσβασης των ασθενών με πιθανή άνοια σε αυτό. Επιπλέον υπάρχουν στοιχεία για την λεξική κατάκτηση, επιλογή και ανάκτηση των πληροφοριών και φαίνεται η σχέση νοητικού λεξικού – αμφισημίας. Στην τρίτη ενότητα παρουσιάζω το φαινόμενο της αμφισημίας από την θεωρητική άποψη αρχικά της γλωσσολογίας, πως κατακτώνται οι αμφίσημες λέξεις και επεξεργάζονται σε σχέση με την ηλικία και καταλήγω στην νευρική συσχέτιση των λεξικών αμφισημιών με συγκεκριμένες εγκεφαλικές περιοχές. Στο τέλος της παρούσας ενότητας παρουσιάζω ευρήματα/ συμπεράσματα από πλήθος ερευνών που αφορούν την λεξική αμφισημία με διαφορετικές μεθόδους για κάθε τύπο άνοιας. Στην τελευταία ενότητα παρουσιάζω τις βασικές υποθέσεις μου πως η χρήση των λεξικών σχέσεων θα μπορεί να αποτελέσει διαγνωστικό εργαλείο στην άνοια. Επίσης παρουσιάζω την κατασκευή και τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας ανάμεσα σε τέσσερα διαφορετικά υποκείμενα (πασχόντων –υγειών) διαφορετικής παθολογίας και σοβαρότητας. Ακολουθεί τέλος το παράρτημα με στοιχεία που αφορούν την διαφοροδιάγνωση της νόσου βάσει αλγορίθμων με τα γνωστικά ελλείμματα όπως παρουσιάζονται από τους φροντιστές των ασθενών αλλά και παθολογικών συμπτωμάτων που παρουσιάζουν, ενώ σε πίνακα υπάρχουν τα γλωσσικά στοιχεία που βοηθούν επίσης στην διαφοροδιάγνωση των κυριότερων τύπων άνοιας και τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας. / It is well known that dementia is associated with memory loss, impaired language skills, lack of autonomy and loss of patients’ independence. The aim of this paper is to highlight the connection between ambiguity and dementia, and to investigate the feasibility of a methodological tool to assess and investigate the linguistic deduction in dementia through the linguistic processing of lexical relations (metaphor-homonymy-metonymy) and present the profile of such patients. In the first section I present general information as well as the linguistic features of the main types of dementia. In this section there is also a report on the diagnostic tools which are widely used to identify the disease. More detailed information about the use of these diagnostic tools is listed in the Annex. At the end of this section there is evidence about the benefits and the importance of early diagnosis. The second section is mainly referred to the mental lexicon and the difficulty patients with probable dementia face in accessing it. Furthermore there is evidence for lexical acquisition, selection and retrieval of information which shows the mental lexicon – ambiguity connection. In the third section I present the phenomenon of ambiguity, starting from the theoretical linguistic view; how the ambiguous words are conquered and processed in relation to age and lead to neural correlation of lexical ambiguity with specific brain regions. At the end of this section I present findings / conclusions of several researches, using different methods, on the lexical ambiguity on each type of dementia. The last section presents my basic assumptions concerning how the use of lexical relations can be a diagnostic tool in dementia. Furthermore, I present the construction and the results of the experimental process between four different subjects (patient-healthy) with different pathology and severity of the disease. Finally, at the annex, I present data on the differential diagnosis of the disease based on algorithms with cognitive deficits reported by caregivers of patients as well as pathology features. Also there is a board with differential linguistic elements which help distinguish the main types of dementia, along with the experimental material used and the results of the procedure.

Dendrimers are a class of monodisperse polymeric macromolecules with a well defined and highly branched three-dimensional architecture. Their well-defined structure and structural precision makes them outstanding candidates for the development of new types of multifunctional super-molecules and materials with applications in medicine and pharmacy, catalysis, electronics, optoelectronics, etc. Liquid Crystalline Dendrimers (LCDrs) are a relatively new class of super-molecules which are based on the functionalization of common dendrimers with mesogenic (liquid crystalline) units. The combination of the fascinating molecular properties of the common dendrimers with the directionality of the mesogenic units have produced a novel class of liquid crystal forming super-mesogens (LCDRs) with unique molecular properties that allow novel ways of supramolecular self-assembly and self-organisation. This work is mainly concerned with the computational modelling of LCRs. A coarse grain strategy is adopted for the development of computational tractable models which take explicitly into account the specific architecture, the extended flexibility and the shape anisotropy of the mesogenic units of LCDRs. The developed force field applies easily to a variety of dendritic architectures. Utilizing Monte Carlo computer simulations we study the structural and conformational behavior of single LCDrs and of systems of LCDrs either in confined geometries or in the bulk. Special emphasis is given on the modeling of the response of LCDRS on externally applied alignment fields. External fields might be fictitious aligning potentials which mimic electric or magnetic fields or fields induced by the confining substrates. The surface alignment of liquid crystalline dendrimers (LCDrs) is a key factor for many of their potential applications. We present results from Monte Carlo simulations of LCDrs adsorbed on flat, impenetrable aligning substrates. A tractable coarse-grained force field for the inter-dendritic and the dendrimer-substrate interactions is introduced. The developed force field is based on modifications of well-known interaction potentials that can be used either with MC or with molecular dynamics simulations. We investigate the conformational and ordering properties of single, end-functionalized LCDrs under homeotropic, random (or degenerate) planar and nidirectional planar aligning substrates. Depending on the anchoring constrains to the mesogenic units of the LCDr and on temperature, a variety of stable ordered LCDr states, differing in their topology, are observed and analyzed. The influence of the dendritic generation and core functionality on the surface-induced ordering of the LCDrs are examined. The study has been extended to system of LCDrs confined in nano-pores of different shapes and sizes under several anchoring conditions. Two basic confining geometries (pores) considered in this work: slit and cylindrical pores. In each confining geometry, different anchoring conditions are imposed. The Isobaric-Isothermal (NPT) Monte Carlo Simulation is used to investigate the thermodynamic and structural properties of these nano-confined systems. The ransmission of orientational and positional ordering from the surface to the middle region of the pore depends on the size of the pore as well as on temperature and on anchoring strength. In the case of cylindrical pore, alignment propagation is short ranged compared to that of slit-pore. As a benchmark of our coarse-grained modelling strategy, we have extended and tested our coarse grained Force Field for the study of Janus-like dendrimers confined on planar substrates. The obtained results indicate the capability of our model to capture successfully the highly amphipilic nature of these class dendrimers and their self-organisation properties. / Τα δενδριμερή είναι μία κατηγορία μονοδιάσπαρτων πολυμερικών μακρομορίων με δενδρόμορφη τρισδιάστατη αρχιτεκτονική. Η μοριακή αρχιτεκτονική τους και η μονοδιασπορά τους καθιστούν τα δενδριμερή ιδανικά ως πολυλειτουργικά υπερ-μόρια με εφαρμογές στην ιατρική και τη φαρμακολογία, την κατάλυση, την ηλεκτρονική και οπτοηλεκτρονική κλπ. Τα Υγρό-Κρυσταλλικά Δενδριμερή (ΥΚΔ) είναι μια σχετικά νέα κατηγορία υπερ-μορίων που βασίζονται στη χημική τροποποίηση των κοινών δενδριμερών με μεσογόνες (υγρόκρυσταλλικές) μοριακές μονάδες. Ο συνδυασμός των ιδιαίτερων μοριακών ιδιοτήτων των κοινών δενδριμερών με την κατευθυντικότητα των μεσογόνων έχουν οδηγήσει σε μια νέα κατηγορία υπερ-μεσογόνων (ΥΚΔ) με μοναδικές μοριακές ιδιότητες που επιτρέπουν νέους τρόπους (υπερ)μοριακής αυτο-συναρμολόγησης και αυτο-οργάνωσης. Η εργασία αυτή ασχολείται με τη μοντελοποίηση και την υπολογιστική προσομοίωση ΥΚΔ. Εισάγονται οι αρχές για μια αδροποιημένη μοντελοποίηση ΥΚΔ που να λαμβάνει ρητά υπόψη την ειδική αρχιτεκτονική, την εκτεταμένη μοριακή ευκαμψία και την ανισοτροπία σχήματος των μεσογόνων του ΥΚΔ. Τα δυναμικά αλληλεπιδράσεων που εισάγονται επιτρέπουν τη μοντελοποίηση ποικίλων δενδριτικών αρχιτεκτονικών. Με την χρήση υπολογιστικών προσομοιώσεων Monte Carlo μελετώνται οι μοριακές ιδιότητες απλών ΥΚΔ διαφόρων γενεών και αρχιτεκτονικών καθώς και η θερμοδυναμική συμπεριφορά και οι μετατροπές φάσεων συστημάτων ΥΚΔ. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην μοντελοποίηση της απόκρισης των LCDRS σε εξωτερικά πεδία που μπορούν να προκαλέσουν ευθυγράμμισης των μεσογόνων ομάδων του ΥΚΔ. Τα εξωτερικά εφαρμοζόμενα πεδία μπορεί να είναι δυναμικά ευθυγράμμισης που μιμούνται τα ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία ή πεδία που επάγονται από τους γεωμετρικούς περιορισμούς (συνοριακές συνθήκες) που επιβάλλονται στο υλικό όταν βρίσκεται κοντά σε επιφάνειες ή περιορισμένο εντός πόρων. Η δυνατότητα επίτευξης κοινού μοριακού προσανατολισμού στις μεσοφάσεις από ΥΚΔ αποτελεί βασικό παράγοντα για πολλές από τις πιθανές εφαρμογές τους. Παρουσιάζονται αποτελέσματα προσομοιώσεων Monte Carlo Μόντε ΥΚΔ σε επαφή με επίπεδο, αδιαπέραστο υπόστρωμα που έχει τη δυνατότητα προσρόφησης (αγκύρωσης) των μεσογόνων μονάδων του ΥΚΔ υπό επιθυμητό προσανατολισμό. Τα αποτελέσματα βασίζονται σε κατάλληλα αδροποιημένο πεδίο δυνάμεων για την περιγραφή των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των δενδριμερών καθώς και του δενδριμερούς με το υπόστρωμα. Ανάλογα με τον τύπο μοριακής αγκύρωσης στην επιφάνεια και τη θερμοκρασία, μια ποικιλία από διαφορετικούς τρόπους οργάνωσης του ΥΚΔ στην επιφάνεια παρατηρούνται και αναλύονται. Η μελέτη έχει επεκταθεί επίσης σε συστήματα ΥΚΔ περιορισμένα σε νανο-πόρους διαφόρων σχήματα και μεγεθών κάτω από διάφορες συνθήκες μοριακής αγκύρωσης. Οι δύο βασικές γεωμετρίες περιορισμού (πόροι) που μελετούνται αναφέρονται σε παραλληλεπίπεδους και κυλινδρικούς πόρους. Σε κάθε γεωμετρία επιβάλλονται διαφορετικές συνθήκες αγκύρωσης. Οι προσομοιώσεις Monte Carlo έγιναν στην ισοβαρή συλλογή (ΝΡΤ) και διερευνήθηκε η θερμοδυναμική συμπεριφορά καθώς και η μοριακή οργάνωση των συστημάτων υπό νανο-εγκλεισμό. Τα συστήματα αυτά παρουσιάζουν πλούσια θερμοδυναμική συμπεριφορά. Η μοριακή οργάνωση καθώς και η μετάδοση του προσανατολισμού και της τάξης θέσεων από την επιφάνεια προς την μεσαία περιοχή των πόρων εξαρτάται το σχήμα και τι μέγεθος του πόρου, από τη θερμοκρασία καθώς και από τις συνθήκες μοριακής αγκύρωσης στις επιφάνειες του πόρου. Για έλεγχο της αποτελεσματικότητας της στρατηγικής αδροποιημένης μοντελοποίησης που αναπτύχθηκε μελετήθηκαν επίσης αμφίφυλα δενδριμερή τύπου Janus περιορισμένα σε επίπεδη επιφάνεια. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων έδειξαν την ικανότητα του μοντέλου μας να αποτυπώσει με επιτυχία το την αμφίφυλη φύση αυτών των δενδρομερών και να περιγράψει με επιτυχία διαφορετικούς τύπους αυτοργάνωσης που σχετίζονται με την αμφιφυλικότητα αυτών των μορίων και τον συνεπαγόμενο νανο-φασικό διαχωρισμό τους.

Αντικείµενο της διατριβής είναι η ανάπτυξη νέων µεθοδολογιών εκµάθησης και σύγκλισης των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων που προτείνονται για τη βελτίωση και προσαρµογή της συµπεριφοράς τους, καθώς και για την αύξηση της απόδοσής τους, αναδεικνύοντάς τα σε αποτελεσµατικά δυναµικά συστήµατα µοντελοποίησης. Τα νέα βελτιωµένα Ασαφή Γνωστικά ∆ίκτυα, µέσω της εκµάθησης και προσαρµογής των βαρών τους, έχουν χρησιµοποιηθεί στην ιατρική σε θέµατα διάγνωσης και υποστήριξης στη λήψη απόφασης, καθώς και σε µοντέλα βιοµηχανικών συστηµάτων που αφορούν τον έλεγχο διαδικασιών, µε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσµατα. Στη διατριβή αυτή παρουσιάζονται, αξιολογούνται και εφαρµόζονται δύο νέοι αλγόριθµοι εκµάθησης χωρίς επίβλεψη των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων, οι αλγόριθµοι Active Hebbian Learning (AHL) και Nonlinear Hebbian Learning (NHL), βασισµένοι στον κλασσικό αλγόριθµό εκµάθησης χωρίς επίβλεψη τύπου Hebb των νευρωνικών δικτύων, καθώς και µια νέα προσέγγιση εκµάθησης των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων βασισµένη στους εξελικτικούς αλγορίθµους και πιο συγκεκριµένα στον αλγόριθµο Βελτιστοποίησης µε Σµήνος Σωµατιδίων και στον ∆ιαφοροεξελικτικό αλγόριθµο. Οι προτεινόµενοι αλγόριθµοι AHL και NHL στηρίζουν νέες µεθοδολογίες εκµάθησης για τα ΑΓ∆ που βελτιώνουν τη λειτουργία, και την αξιοπιστία τους, και που παρέχουν στους εµπειρογνώµονες του εκάστοτε προβλήµατος που αναπτύσσουν το ΑΓ∆, την εκµάθηση των παραµέτρων για τη ρύθµιση των αιτιατών διασυνδέσεων µεταξύ των κόµβων. Αυτοί οι τύποι εκµάθησης που συνοδεύονται από την σωστή γνώση του εκάστοτε προβλήµατος-συστήµατος, συµβάλλουν στην αύξηση της απόδοσης των ΑΓ∆ και διευρύνουν τη χρήση τους. Επιπρόσθετα µε τους αλγορίθµους εκµάθησης χωρίς επίβλεψη τύπου Hebb για τα ΑΓ∆, αναπτύσσονται και προτείνονται νέες τεχνικές εκµάθησης των ΑΓ∆ βασισµένες στους εξελικτικούς αλγορίθµους. Πιο συγκεκριµένα, προτείνεται µια νέα µεθοδολογία για την εφαρµογή του εξελικτικού αλγορίθµου Βελτιστοποίησης µε Σµήνος Σωµατιδίων στην εκµάθηση των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων και πιο συγκεκριµένα στον καθορισµό των βέλτιστων περιοχών τιµών των βαρών των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων. Με τη µεθοδο αυτή λαµβάνεται υπόψη η γνώση των εµπειρογνωµόνων για τον σχεδιασµό του µοντέλου µε τη µορφή περιορισµών στους κόµβους που µας ενδιαφέρουν οι τιµές των καταστάσεών τους, που έχουν οριστοί ως κόµβοι έξοδοι του συστήµατος, και για τα βάρη λαµβάνονται υπόψη οι περιοχές των ασαφών συνόλων που έχουν συµφωνήσει όλοι οι εµπειρογνώµονες. Έτσι θέτoντας περιορισµούς σε όλα τα βάρη και στους κόµβους εξόδου και καθορίζοντας µια κατάλληλη αντικειµενική συνάρτηση για το εκάστοτε πρόβληµα, προκύπτουν κατάλληλοι πίνακες βαρών (appropriate weight matrices) που µπορούν να οδηγήσουν το σύστηµα σε επιθυµητές περιοχές λειτουργίας και ταυτόχρονα να ικανοποιούν τις ειδικές συνθήκες- περιορισµούς του προβλήµατος. Οι δύο νέες µέθοδοι εκµάθησης χωρίς επίβλεψη που έχουν προταθεί για τα ΑΓ∆ χρησιµοποιούνται και εφαρµόζονται µε επιτυχία σε δυο πολύπλοκα προβλήµατα από το χώρο της ιατρικής, στο πρόβληµα λήψης απόφασης στην ακτινοθεραπεία και στο πρόβληµα κατηγοριοποίησης των καρκινικών όγκων της ουροδόχου κύστης σε πραγµατικές κλινικές περιπτώσεις. Επίσης όλοι οι προτεινόµενοι αλγόριθµοι εφαρµόζονται σε µοντέλα βιοµηχανικών συστηµάτων που αφορούν τον έλεγχο διαδικασιών µε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσµατα. Οι αλγόριθµοι αυτοί, όπως προκύπτει από την εφαρµογή τους σε συγκεκριµένα προβλήµατα, βελτιώνουν το µοντέλο του ΑΓ∆, συµβάλλουν σε ευφυέστερα συστήµατα και διευρύνουν τη δυνατότητα εφαρµογής τους σε πραγµατικά και πολύπλοκα προβλήµατα. Η κύρια συνεισφορά αυτής της διατριβής είναι η ανάπτυξη νέων µεθοδολογιών εκµάθησης και σύγκλισης των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων προτείνοντας δυο νέους αλγορίθµους µη επιβλεπόµενης µάθησης τύπου Hebb, τον αλγόριθµο Active Hebbian Learning και τον αλγόριθµο Nonlinear Hebbian Learning για την προσαρµογή των βαρών των διασυνδέσεων µεταξύ των κόµβων των Ασαφών Γνωστικών ∆ικτύων, καθώς και εξελικτικούς αλγορίθµους βελτιστοποιώντας συγκεκριµένες αντικειµενικές συναρτήσεις για κάθε εξεταζόµενο πρόβληµα. Τα νέα βελτιωµένα Ασαφή Γνωστικά ∆ίκτυα µέσω των αλγορίθµων προσαρµογής των βαρών τους έχουν χρησιµοποιηθεί για την ανάπτυξη ενός ∆ιεπίπεδου Ιεραρχικού Συστήµατος για την υποστήριξη λήψης απόφασης στην ακτινοθεραπεία, για την ανάπτυξη ενός διαγνωστικού εργαλείου για την κατηγοριοποίηση του βαθµού κακοήθειας των καρκινικών όγκων της ουροδόχου κύστης, καθώς και για την επίλυση βιοµηχανικών προβληµάτων για τον έλεγχο διαδικασιών. / The main contribution of this Dissertation is the development of new learning and convergence methodologies for Fuzzy Cognitive Maps that are proposed for the improvement and adaptation of their behaviour, as well as for the increase of their performance, electing them in effective dynamic systems of modelling. The new improved Fuzzy Cognitive Maps, via the learning and adaptation of their weights, have been used in medicine for diagnosis and decision-making, as well as to alleviate the problem of the potential uncontrollable convergence to undesired states in models of industrial process control systems, with very satisfactory results. In this Dissertation are presented, validated and implemented two new learning algorithms without supervision for Fuzzy Cognitive Maps, the algorithms Active Hebbian Learning (AHL) and Nonlinear Hebbian Learning (NHL), based on the classic unsupervised Hebb-type learning algorithm of neural networks, as well as a new approach of learning for Fuzzy Cognitive Maps based on the evolutionary algorithms and more specifically on the algorithm of Particles Swarm Optimization and on the Differential Evolution algorithm. The proposed algorithms AHL and NHL support new learning methodologies for FCMs that improve their operation, efficiency and reliability, and that provide in the experts of each problem that develop the FCM, the learning of parameters for the regulation (fine-tuning) of cause-effect relationships (weights) between the concepts. These types of learning that are accompanied with the right knowledge of each problem-system, contribute in the increase of performance of FCMs and extend their use. Additionally to the unsupervised learning algorithms of Hebb-type for the FCMs, are developed and proposed new learning techniques of FCMs based on the evolutionary algorithms. More specifically, it is proposed a new learning methodology for the application of evolutionary algorithm of Particle Swarm Optimisation in the adaptation of FCMs and more concretely in the determination of the optimal regions of weight values of FCMs. With this method it is taken into consideration the experts’ knowledge for the modelling with the form of restrictions in the concepts that interest us their values, and are defined as output concepts, and for weights are received the arithmetic values of the fuzzy regions that have agreed all the experts. Thus considering restrictions in all weights and in the output concepts and determining a suitable objective function for each problem, result appropriate weight matrices that can lead the system to desirable regions of operation and simultaneously satisfy specific conditions of problem. The first two proposed methods of unsupervised learning that have been suggested for the FCMs are used and applied with success in two complicated problems in medicine, in the problem of decision-making in the radiotherapy process and in the problem of tumor characterization for urinary bladder in real clinical cases. Also all the proposed algorithms are applied in models of industrial systems that concern the control of processes with very satisfactory results. These algorithms, as it results from their application in concrete problems, improve the model of FCMs, they contribute in more intelligent systems and they extend their possibility of application in real and complex problems. The main contribution of the present Dissertation is to develop new learning and convergence methodologies for Fuzzy Cognitive Maps proposing two new unsupervised learning algorithms, the algorithm Active Hebbian Learning and the algorithm Nonlinear Hebbian Learning for the adaptation of weights of the interconnections between the concepts of Fuzzy Cognitive Maps, as well as Evolutionary Algorithms optimizing concrete objective functions for each examined problem. New improved Fuzzy Cognitive Maps via the algorithms of weight adaptation have been used for the development of an Integrated Two-level hierarchical System for the support of decision-making in the radiotherapy, for the development of a new diagnostic tool for tumour characterization of urinary bladder, as well as for the solution of industrial process control problems.

Διερευνήθηκε η δέσμευση/αποδέσμευση ιόντων Cu(II) ή/και αντίθετα φορτισμένων επιφανειοδραστικών ενώσεων από συμπολυμερή τύπου κτένας. Ο κεντρικός σκελετός ήταν το πολυ(ακρυλικό νάτριο), PANa, ενώ οι πλευρικές αλυσίδες ήταν το Πολυ(Ν,Ν-διμεθυλακρυλαμίδιο) και το πολυ(Ν-Ισοπροπυλακρυλαμίδιο). Η συμπλοκοποίηση των συμπολυμερών με τα ιόντα Cu(II)σε υδατικό περιβάλλον διερευνήθηκε με θολομετρία, ιξωδομετρία, φασματοφωτομετρία UV-Vis, δυναμική σκέδαση φωτός, ιχνηθέτηση με φθορίζοντες ιχνηθέτες και προσδιορισμό του ζ-δυναμικού. Σε επόμενο στάδιο διερευνήθηκε η δυνατότητα σχηματισμού τριμερών συμπλόκων ΡAΝa/Cu(II)/επιφανειοδραστικής ένωσης σε υδατικό περιβάλλον. Από τη φυσικοχημική μελέτη των συστημάτων σε συνάρτηση του pΗ, ελήφθησαν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τον ανταγωνισμό των δύο ειδών (ιόντα Cu(II)ή ιόντα επιφανειοδραστικής ένωσης) να σχηματίσουν σύμπλοκα με το PANa. Ως τελικό στάδιο, παρασκευάστηκαν αδιάλυτα στο νερό υβριδικά υλικά πολυμερούς/Cu(II)ή πολυμερούς/Cu(II)/επιφανειοδραστικής ένωσης. Έπειτα από διερεύνηση της συμβατότητας/αναμιξιμότητάς τους με εμπορικές μήτρες που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία χρωμάτων, ορισμένα από αυτά ενσωματώθηκαν σε πραγματικά χρώματα. / The binding/release of Cu(II) ions or/and surfactants from comb-type copolymers was studied. The backbone was poly(sodium acrylate), PANa, whereas the side chains were poly(N, N-Dimethylacrylamide) and Poly9N-Isopropylacrylamide). The complexation of these copolymers with Cu(II) ions in water, was studied by turbidimetry, viscometry, UV-Vis fasmatophotometry, dynamic light scattering, fluorescense probing and ζ-potential. As a next step, the possible formation of ternary PANa/Cu(II)/surfactant complexes in water was studied. From the physiocochemical studies with pH, important information was taken as far as the competition of the two species (Cu(II) ions and surfactant) to form complexes with PANa is concerned. As a next step, water-insoluble hybrid polymer/Cu(II) or polymer/Cu(II)/surfactant materials were produced. After studies upon the compatibility/mischibility of the hybrid materials with matrices that are usually used in paints, some of the materials were incorporated to paints.

Τα τελικά προϊόντα προχωρημένης γλυκοζυλίωσης (AGEs: Advanced Glycation Endproducts) παίζουν σημαντικό ρόλο στην παθογένεια των διαβητικών αγγειακών επιπλοκών. Το καλύτερα χαρακτηριζόμενο είναι η N-καρβοξυμεθυλ-λυσίνη (CML). Τα AGEs προκαλούν σημαντικές επιδράσεις στα αγγεία με την πρόσδεσή τους σε ειδικούς υποδοχείς της κυτταρικής επιφάνειας, όπως τον RAGE (Receptor for Advanced Glycation Endproducts). Διαλυτές μορφές του RAGE (sRAGE) εμφανίζονται στο ανθρώπινο αίμα και δρουν ως παγίδα αιχμαλωτίζοντας τους φλεγμονώδεις προσδέτες του RAGE εξωκυττάρια, προστατεύοντας με αυτό τον τρόπο τα κύτταρα από τη βλάβη που προάγεται από τα AGEs. Σκοπός αυτής της εργασίας ήταν να μελετηθούν τα επίπεδα του sRAGE, η πρωτεϊνική έκφραση του RAGE, καθώς και τα επίπεδα CML σε σχέση με διάφορες κλινικές και βιοχημικές παραμέτρους σε παιδιά, εφήβους και νεαρούς ενήλικες με ΣΔ1. Τα επίπεδα sRAGE και CML προσδιορίστηκαν με ELISA και η πρωτεϊνική έκφραση του RAGE στα μονοπύρηνα του περιφερικού αίματος με ανοσοαποτύπωση κατά Western σε 74 παιδιά, εφήβους και νεαρούς ενήλικες με ΣΔ1 (13± 4 χρονών) και 43 μάρτυρες αντίστοιχης ηλικίας, φύλου και σταδίου Tanner. Σ’ αυτή την εργασία τα αυξημένα επίπεδα sRAGE στα παιδιά με ΣΔ1 και πιο ειδικά, σ’ αυτά ηλικίας κάτω από 13 ετών και με διάρκεια διαβήτη κάτω από 5 έτη, μπορεί να είναι ένα προσωρινό προστατευτικό μέτρο ενάντια στην κυτταρική βλάβη και πιθανόν να είναι επαρκές για να εξουδετερώσει επαρκώς τα κυκλοφορούντα CML, εμποδίζοντας έτσι τις διαβητικές αγγειακές επιπλοκές. Επίσης, μια ήπια αύξηση της LDL θα μπορούσε να είναι ένα ερέθισμα για την αύξηση του sRAGE, οδηγώντας στη δέσμευση του CML και τελικά τη μείωση των επιπέδων CML στην κυκλοφορία. Τα μειωμένα επίπεδα της πρωτεϊνικής έκφρασης του RAGE 55 kd (υποδοχέα πλήρους μήκους) μπορεί να αντανακλούν την αυξημένη έκφραση του sRAGE στους ασθενείς με ΣΔ1 συνολικά λόγω της αποκοπής του RAGE με μεταλλοπρωτεϊνάσες. Με την παρουσία κάποιου παράγοντα κινδύνου, όπως αύξηση ηλικίας, περιμέτρου κοιλίας, BMI, συστολικής ή διαστολικής αρτηριακής πίεσης ή επιδείνωση λιπιδαιμικού προφίλ αυξάνεται η πρωτεϊνική έκφραση της ισομορφής αυτής, ενώ φαίνεται αντίστοιχα να μειώνονται τα επίπεδα του sRAGE. Φαίνεται τελικά ότι συνολικά στα παιδιά, τους εφήβους και τους νεαρούς ενήλικες με ΣΔ1 υπάρχει μια υποκλινική διαταραχή του άξονα sRAGE-RAGE-CML, η οποία δύναται να μετατραπεί σε κλινικά εμφανείς αγγειακές βλάβες, αν προστεθούν περαιτέρω επιβαρυντικοί παράγοντες. / The binding of Advanced Glycation Endproducts (AGEs) to their receptor (RAGE) plays a major role in the development of diabetic vascular complications. This work is based on the relation between circulating soluble RAGE (sRAGE) levels in children, adolescents and young adults with IDDM and RAGE protein expression in association with N-(carboxymethyl)lysine (CML), a major antigenic AGEs component. Circulating sRAGE and CML levels were determined by ELISA and RAGE protein expression was evaluated in peripheral blood mononuclear cells by western immunoblotting in 74 children, adolescents and young adults with IDDM (134 years old) and 43 age, sex and Tanner stage-matched controls. Serum sRAGE levels were significantly higher in IDDM than in controls, inversely correlated to diabetes duration and directly correlated to LDL levels. Furthermore, circulating CML levels were not significantly different between IDDM and controls. Also, the protein expression of the RAGE isoforms 55 kd (full-length), 64 kd and 100 kd, measured by western immunoblotting, was significantly lower in IDDM than in controls, whereas RAGE 37 kd levels were not significantly different between IDDM and controls. Finally, when there was a risk factor, such as increased age, poor lipid profile, increased BMI or waist circumference or increased systolic or diastolic pressure, then it seemed that isoforms RAGE 55, 64 and 100 kd were increased. Isoform RAGE 64 kd could be RAGE-v5, a splice variant which resulted in a change of amino acid sequence in the extracellular ligand-binding domain of RAGE. Isoform RAGE 37 kd seemed to be Δ8-RAGE, a soluble splice variant with probably protective function, which had been found increased in patients with increased HDL. Finally, isoform RAGE 100 kd seemed to be some other splice variant in peripheral mononuclear cells. In conclusion, increased serum levels of sRAGE seen in IDDM children may be a temporary protective measure against cell damage and may be sufficient to efficiently eliminate excessive circulating CML. Moreover, the lower protein expression of the full-length RAGE in IDDM may also reflect the increased sRAGE expression in patients due to RAGE cleavage by metalloproteases. Consequently, in IDDM children, adolescents and young adults there may be a subclinical perturbation of the sRAGE-RAGE-CML axis, which could lead to future clinical vascular damage if additional risk factors are added over time.