基于自主学习与SCAD-Net正则化的回归模型

众多基因生物标志物选择方法常因研究样本较少而不能直接用于临床诊断.于是有学者提出整合不同基因表达数据同时保留生物信息完整性的方法.然而,由于存在批量效应,导致直接整合不同基因表达数据可能会增加新的系统误差.针对上述问题,提出一个融合自主学习与SCAD-Net正则化的分析框架.一方面,自主学习方法能够先从低噪声样本中学习出基础模型,然后再通过高噪声样本学习使得模型更加稳健,从而避免批量效应;另一方面,SCAD-Net正则化融合了基因表达数据与基因间的交互信息,可以实现更好的特征选择效果.不同情形下的模拟数据以及在乳腺癌细胞系数据集上的结果表明,基于自主学习与SCAD-Net正则化的回归模型在处理高维复杂网络数据集时具有更好的预测效果.     

基于GEP的高速公路通行费预测方法研究

高速公路通行费未来收入状况的预测对于高速公路运营管理、建设规划有着重要的指导意义。然而,通行费收入水平的变化受到多方面因素的影响,具有较强的非线性和复杂性,传统预测模型无法准确表达通行费收入的发展规律。本文针对复杂的高速公路通行费预测问题,建立了基于基因表达式编程算法(GEP)的高速公路通行费预测模型。该模型利用GEP算法建立通行费当前收入与历史数据之间复杂的函数关系,准确地刻画通行费收入随时间的发展规律。此外,针对节假日期间通行费减免政策的影响,提出了有效的修正模型。最后,本文采集了浙江沪杭甬高速公路股份有限公司等12家公司通行费收入的历史数据进行仿真实验,对比传统的ARIMA以及神经网络预测模型,结果充分验证了本文算法的有效性和准确性。     

肿瘤基因选择方法LLE Score

针对处理肿瘤基因表达数据特征选择问题,提出了一种特征选择方法 LLE Score.该方法是典型的过滤器类型特征选择方法,在样本类别信息的基础上,LLE Score针对特征向量的局部邻域保存能力进行评价,并且根据评价结果进行特征的选取,以此达到良好的特征选择效果.在实验部分对肿瘤数据集进行特征选择,并采用支持向量机分类器计算分类准确率.通过分类准确率说明了该方法的有效性.     

基因表达式编程中动态适应的远缘繁殖策略

传统基因表达式编程采用静态适应度函数,影响了后期进化速度和整体质量。提出了远缘繁殖策略和动态适应度函数策略,远亲繁殖并及时变换评估个体的标准,增加多样性并有利于选择优质个体;实验表明,将远缘繁殖和动态适应度函数策略结合,有效地改善了传统GEP的性能,进化代数平均下降达10%,平均最高适应度值提高7%~14%,最高适应度提高达7%以上,进化的成功率提高达30%以上。     

动态加权蛋白质相互作用网络构建及其应用研究

一个蛋白质可能在不同条件或不同时刻与不同的蛋白质发生相互作用,这称为蛋白质的动态特性.蛋白质在分子处理的不同阶段参与到不同的模块,与其他的蛋白质共同完成某项功能.因此, 动态蛋白质相互作用的研究有助于提高蛋白质功能预测的准确率.结合蛋白质相互作用网络和时间序列基因表达数据,构建动态蛋白质相互作用网络.为降低PPI网络中假阴性对功能预测产生的负面影响,结合结构域信息和复合物信息,预测和产生新的相互作用,并对相互作用加权.基于构建的动态加权网络,提出一种功能预测方法D-PIN (Dynamic protein interaction networks). 基于三个不同的酵母相互作用网络实验结果表明, D-PIN 方法的综合性能比现有方法提高了14%以上.结果验证了构建的动态加权蛋白质相互网络的有效性.     

时间序列信号多脚CM聚类方法

目的:探讨基因海量时间序列信号的归类方法.方法:将小波多尺度分析引入,在多个尺度上进行聚类,并结合FCM得到新的聚类算法.结果:应用新的聚类方法,对小脑组织的一组基因芯片时间序列信号进行分析,通过分类结果对照发现,各类中的大多数基因生物学意义接近.结论:此改进的聚类方法是有效的,是一种新的思路.     

基于融合信息的癌症相关基因选择方法

基因表达数据的出现,为人类从分子生物学的角度研究和探索癌症的发病机理提供了广阔的前景,利用基因表达数据发现与癌症相关的基因对于癌症的诊断和治疗具有重要的意义。在过去的十几年里,已经有很多种计算方法被成功地用于从基因表达数据中找出与癌症相关的关键基因,然而,不同的方法从不同的角度刻画基因对不同类型样本的区分能力,它们选择出来的关键基因可能不一致,这将给医学解释和应用带来困扰。现提出一种融合的方法,即将基因在不同方面对样本的判别能力结合起来,首先计算每个基因的信息增益、全局判别能力和局部判别能力,再用它们的识别率进行加权,进而计算每个基因的综合判别能力,最后筛选出判别能力最高的基因子集作为关键基因子集。实验结果表明,此方法得到了比采用单独一种评价标准更好的识别效果。     

基于相容关系的基因选择方法

有效的基因选择是对基因表达数据进行分析的重要内容。粗糙集作为一种软计算方法能够保持在数据集分类能力不变的基础上,对属性进行约简。由于基因表达数据的连续性,为了避免运用粗糙集方法所必需的离散化过程带来的信息丢失,将相容粗糙集应用于基因的特征选取,提出了基于相容关系的基因选择方法。首先,通过i检验对基因表达数据进行排列,选择评分靠前的若干基因;然后,通过相容粗糙集对这些基因进一步约简。在两个标准的基因表达数据上进行了实验,结果表明该方法是可行性和有效性的。     

基于邻域粗糙集的加权KNN肿瘤基因表达谱分类算法

肿瘤亚型的准确判别对肿瘤的治疗具有重要意义,对肿瘤的不同亚型进行准确判别是当前生物信息学研究的重要课题．本文首先利用Relief算法排序基因并选出初始的肿瘤信息基因子集,然后利用向基于邻域粗糙集模型的向前属性约减算法FARNeM来计算加权基因集合,最后用加权KNN算法对肿瘤对这些数据进行分析,从而发现有差异的基因表达。实验结果表明了上述方法的可行性和有效性。     

在癌症分类中基于分层抽样的神经网络集成算法

在基因表达谱数据的分析中,针对有效合理地选择特征基因集的问题,本文将分层抽样技术引入特征基因选择,提高特征基因集的分类能力。以神经网络作为分量分类器,神经网络集成进行分类预测。并在结肠癌数据集上进行实验,实验结果表明该方法能有效地降低特征基因集选择的复杂性,提高对于未知样本的分类预测效果。