The inception of spatial transcriptomics has allowed improved comprehension of tissue architectures and the disentanglement of complex underlying biological, physiological, and pathological processes through their positional contexts. Recently, these contexts, and by extension the field, have seen much promise and elucidation with the application of graph learning approaches. In particular, neural operators have risen in regards to learning the mapping between infinite-dimensional function spaces. With basic to deep neural network architectures being data-driven, i.e. dependent on quality data for prediction, neural operators provide robustness by offering generalization among different resolutions despite low quality data. Graph neural operators are a variant that utilize graph networks to learn this mapping between function spaces. The aim of this research is to identify robust machine learning architectures that integrate spatial information to predict tissue types. Under this notion, we propose a study incorporating various graph neural network approaches to validate the efficacy of applying neural operators towards prediction of brain regions in mouse brain tissue samples as a proof of concept towards our purpose. We were able to achieve an F1 score of nearly 72% for the graph neural operator approach which outperformed all baseline and other graph network approaches.


翻译:空间转录组学的诞生使人们能够通过位置背景更好地理解组织结构,并厘清其中复杂的生物学、生理学及病理学过程。近年来,这些背景及其相关领域在图学习方法的应用中展现出巨大前景,并得到了深入阐释。特别是,神经算子在无限维函数空间之间的映射学习方面取得了重要进展。由于从基础到深度的神经网络架构均为数据驱动型(即依赖数据质量进行预测),神经算子通过在不同分辨率下提供泛化能力来增强鲁棒性,即使数据质量较低也能保持性能。图神经算子作为其变体,利用图网络学习函数空间之间的映射。本研究旨在识别能够整合空间信息以预测组织类型的鲁棒机器学习架构。基于此理念,我们提出了一项融合多种图神经网络方法的研究,以验证神经算子在小鼠脑组织样本脑区预测中的有效性,作为概念验证。通过图神经算子方法,我们实现了近72%的F1分数,这一结果优于所有基线及其他图网络方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
74+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
12+阅读 · 2019年3月14日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
74+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员