【摘 要】
：
生物途径（Pathway）是指细胞中分子之间的一系列相互作用,导致某些细胞或细胞中的某种产物发生变化。生物途径中相对常见的三种类型有参与新陈代谢、基因表达的调节和信号的传递。生物途径在器官、细胞和基因等不同层面上都发挥重要作用,以保持生物体的正常发育。因此生物途径的研究一直以来是科学界关注的重点,每年都有大量论文发表。这些海量论文为相关领域的研究者提供了大量信息,特别是论文中的Pathway图示给
论文部分内容阅读
生物途径（Pathway）是指细胞中分子之间的一系列相互作用,导致某些细胞或细胞中的某种产物发生变化。生物途径中相对常见的三种类型有参与新陈代谢、基因表达的调节和信号的传递。生物途径在器官、细胞和基因等不同层面上都发挥重要作用,以保持生物体的正常发育。因此生物途径的研究一直以来是科学界关注的重点,每年都有大量论文发表。这些海量论文为相关领域的研究者提供了大量信息,特别是论文中的Pathway图示给出了关于Pathway最直接的信息。因此,从这些图示中有效提取相关信息具有非常重要的现实意义。本文实现Pathway信息提取主要依靠目标检测算法。根据是否需要锚框的辅助,目标检测算法大致可以分为两类,基于锚框（Anchor-based）的目标检测和免锚框（Anchor-free）的目标检测。Anchor-based目标检测通常需要针对锚框设置较多超参数,且训练样本选取策略对模型有较大影响,主要代表算法有R-CNN系列和SSD等算法。而Anchor-free目标检测模型优雅简洁,无需预先设定一定尺寸和比例的锚框,而是直接从网络回归,并进一步生成边框,因此相对而言可以较方便地扩展到其他视觉任务,其中主要代表算法有Corner Net和CenterNet等算法。本文的第一个主要工作是解决Pathway图片数据集中Pathway实体的识别。针对Pathway实体识别,提出了添加通道注意力机制的CenterNet目标检测模型CenterNet-CA（CenterNet with Channel Attention）,通过在损失函数中添加面积损失进一步加强网络检测性能。最终实验表明,本文所提模型CenterNet-CA比原始CenterNet模型在Pathway数据集的识别指标m AP提高了3.5个百分点。本文的第二个主要工作是提出了一个新颖的关系判定模型Pathway-RDM（Pathway Relationship Determination Model）,来提取Pathway中基因间的关系。由于在关系的判定中,空间信息是非常重要的,因此关系判定模型引入同时考虑通道注意力和空间注意力的卷积模块CBAM,以更好地捕获基因在Pathway中的空间信息。关系判定模型中,CBAM模块首先处理来自CenterNet-CA模型的输出特征,并进一步通过卷积处理获得代表输入特征中各位置的嵌入向量,然后结合CenterNet-CA模型识别结果,堆叠对应实体的嵌入向量,最后将堆叠所得向量输入全连接网络完成关系的判定。最终实验结果验证了该模型的可行性。总结起来,本文主要做了两方面工作。首先在CenterNet模型的基础上,通过增加通道注意力机制,本文提出了一个针对Pathway图片实体识别的CenterNet-CA模型,并在训练过程中添加面积损失,进一步提高检测效果。在此基础之上,针对需要提取基因间的激活和抑制关系,本文提出了一种新颖的关系判定模型Pathway-RDM。本文的工作成果能够帮助相关领域学者快速获取生物通道相关信息,具有很好的现实意义。
其他文献
聊城地区历史悠久,形成了丰富的优秀传统地方特色文化。但是就目前而言,受到外来文化的冲击,再加上保护不到位,聊城优秀传统文化的传承存在一定的问题。聊城地区需要不断加大特色文化资源开发的力度,积极推进基层文化建设、文化惠民工程,推动文化产业化的发展,丰富文化创新空间,激发人民群众的参与性,实现传统优秀文化更好的传承与发展。因此,本文结合聊城优秀传统文化传承发展的重要作用,结合实际传承存在的问题,从跨文
视觉检测作为非接触式检测技术,是一项集机械、计算机、图像和自动控制等多学科于一体的综合交叉式技术,实现功能多,应用范围广。在工业生产领域,作为智能制造的重点,视觉检测技术在中国制造2025战略和庞大制造业市场需求的双重驱动下,迎来了前所未有的黄金发展期。视觉检测技术对于实现工件的智能检测具有巨大的实用和经济价值,所以有必要展开对视觉检测中相关技术的研究。图像滤波去噪和边缘检测是视觉检测的重要技术,
代谢组学是系统生物学的重要组成部分,主要针对一定时期内细胞中的代谢物进行分析。代谢物主要是指参与细胞反应的小分子,可以提供有关于细胞状态的详细信息,为后续的研究提供基础。质谱法是识别代谢物的标准方法,能够对化学样品进行详细的分析。样品在被电离后会产生离子混合物,质谱仪中的质量分析器能够根据质荷比对离子混合物进行分离并得到质谱。利用质谱可以构建出碎片树,用于解释实验样品的碎裂过程。碎片树由一组节点表
植物真菌病是一种侵染性病害,有侵染过程和传染性,种类繁多,占全部植物病害的80%左右,其中稻瘟菌、致病疫霉和灰霉菌给植物带来严重危害。稻瘟菌和致病疫霉导致粮食减产严重。灰霉菌宿主广泛,是限制温室大棚植物生产的首要因素。近年来研究发现致病真菌与植物存在sRNA（small RNA）跨界调控机制,在目前已有研究中,研究者均使用生物实验的方法对少数特定的真菌sRNA序列进行共性研究,而生物实验具有一定的
近年来,我国经济持续增长,不断推动着基础建设和生产制造业的发展。但与此同时,我国生产安全形势日益严峻,安全事故不断发生。其中人的不规范行为是造成安全事故的主要原因之一,具体包括:施工时工人不正确穿戴制服和安全帽;工人在施工时存在一些危险行为如打电话、摔倒、长时间蹲坐等。目前如何减少安全事故的发生,加强对工人的安全管理成为一项复杂而重要的工作。本文结合人工智能中的深度学习与机器学习技术,对采集到的大
当前，中国失能老人面临传统家庭养老功能弱化及社会养老支持不足的困境，个人养老风险增加。社会学领域中社会资本研究关注人际互动后形成的社会网络给个人、团体或社会整体带来的资源及秩序。本文基于中国健康与养老追踪调查2018年全国调查数据，利用有序Probit回归分析方法验证社会资本对我国失能老人生活满意度的相关影响。研究结果显示：配偶和子女的照护会增加失能老人的内疚感，降低对生活的满意度，但对于重度失能
随着2017年“戏精”一词的出现与走红,更多具有创新性的类词缀“精”的派生词“X精”开始在网络上和日常生活中被人们频繁使用。在中国生活的留学生迫切地希望融入汉语社团,对于此类流行词语的掌握就显得十分必要。因此,在对外汉语课堂中也应该增加相关内容。目前对“精”的研究主要集中在对“戏精”、“杠精”、“柠檬精”进行历史语义溯源、词法分析、流行原因分析。此外,还有部分研究是对“X精”类词语进行集中分析,探
随着先进陶瓷材料、复合材料等高性能材料技术快速发展,传统加工方法已难以高效加工这些材料。特种加工技术被广泛应用于高性能材料的生产制造中,磨料水射流加工是特种加工技术的一种,其加工时在加工区域不会产生热量,没有热变形,是唯一一种冷加工技术,具有能够加工金属、非金属、复合材料、陶瓷、橡胶等几乎所有材料、材料去除率高、加工后表面完整性好等优点,引起了国内外学者的广泛关注。但是磨料水射流加工技术也存在着一
近年来,移动机器人在人们的生产生活中得到了广泛应用,路径规划作为移动机器人领域的关键技术之一,对于实现机器人自主移动具有重要意义,其研究方向正在向着智能化的方向发展。深度强化学习是机器学习领域的一个分支,在决策类问题上有着的出色表现,可以很好地用于解决移动机器人的路径规划问题。本文将深度强化学习与移动机器人的路径规划相结合,并围绕路径规划这一核心问题,在机器人的路径跟踪与地图构建方面开展了一定的研
基于MEMS传感技术的谐振式压力传感器一直是传感器领域的研究热点。目前,随着工业技术的发展,科技社会对传感器检测精度、检测速度和灵敏度的要求快速提升,如何开发高性能的传感器成为亟待解决的问题。谐振式压力传感器具有灵敏度高、响应时间短、尺寸小、易于集成和携带方便等优点。但是,现有谐振式压力传感器的结构单一,灵敏度、精度等性能需要进一步提升。因此,本文基于耦合倍频机制,提出了一种压力感测阵列,可提高压