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人类小脑内在组织背后的基因图谱

人类小脑的功能多样性在很大程度上被认为更多地来自于其广泛的联系,而不是局限于其部分不变的结构。然而,小脑内在组织中连接的确定是否以及如何与微尺度基因表达相互作用仍不清楚。在这里,我们通过研究同时连接小脑功能异质性及其驱动因素的遗传基质,即连接因素,来解码小脑功能组织的遗传图谱。我们不仅鉴定了443个网络特异性基因,而且还发现它们的共表达模式与小脑内功能连接(FC)密切相关。其中90个基因也与皮质-小脑认知-边缘网络的FC有关。进一步发现这些基因的生物学功能,我们进行了“虚拟基因敲除”,通过观察基因之间的耦合和FC以及将基因分成两个子集,即,一个涉及小脑神经发育的阳性基因贡献指标(GCI+)和一个与神经传递有关的阴性基因集(GCI−)。一个更有趣的发现是,GCI−与小脑连接-行为关联显著相关,并与许多公认的与小脑功能异常密切相关的脑部疾病密切相关。我们的研究结果可以共同帮助重新思考小脑功能组织背后的遗传底物,并为神经精神疾病中涉及小脑的高阶功能和功能障碍提供可能的微宏观相互作用的机制解释。

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AI综述专栏 | 跨领域推荐系统文献综述(上)

跨领域推荐系统(Cross domain recommender systems,CDRS)能够通过源领域的信息对目标领域进行辅助推荐,CDRS由三个基本要素构成:领域(domain),用户-项目重叠场景(user-item overlap scenarios)和推荐任务(recommendation tasks)。这篇研究的目的就是明确几种广泛使用的CDRS三要素的定义,确定它们之间的通用特征,在已明确的定义框架下对研究进行分类,根据算法类型将同类研究进行组合,阐述现存的问题,推荐CDRS未来的研究方向。为了完成这些目标,我们挑选出94篇文献进行分析并最终完成本综述。我们根据标签法对选出的文献进行分类,并且设计了一个分类坐标系。在分类坐标系中,我们发现研究类域的文献所占权重最大,为62%,研究时域的文献所占权重最小,为3%,和研究用户-项目重叠场景的文献所占权重相同。研究单目标领域推荐任务的文献占有78%,研究跨领域推荐任务的文献只有10%。在29个数据集中,MovieLens所占权重最大,为22%,Yahoo-music所占权重最小,只有1%。在7种已定义算法类别中,基于因式分解的算法占了总数的37%,基于语义分析的算法占了6%。最终,我们总结出5种不同的未来研究方向。

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4.算法设计与分析__动态规划

一、动态规划的基本思想 动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。 在这类问题中,可能会有许多可行解。 每一个解都对应于一个值,我们希望找到具有最优值的解。 基本思想是将待求解问题分解成若干个子问题,先求解子问题,然后从这些子问题的解得到原问题的解。 适合于用动态规划求解的问题,经分解得到子问题往往不是互相独立的。若用分治法来解这类问题,则分解得到的子问题数目太多,有些子问题被重复计算了很多次。 如果我们能够保存已解决的子问题的答案,而在需要时再找出已求得的答案,这样就可以避免大量的重复计算,节省时间。 我们可以用一个表来记录所有已解的子问题的答案。不管该子问题以后是否被用到,只要它被计算过,就将其结果填入表中。 这就是动态规划法的基本思路。 具体的动态规划算法多种多样,但它们具有相同的填表格式。 二、设计动态规划法的步骤 找出最优解的性质,并刻画其结构特征; 递归地定义最优值(写出动态规划方程); 以自底向上的方式计算出最优值; 根据计算最优值时得到的信息,构造一个最优解。 步骤1~3是动态规划算法的基本步骤。 在只需要求出最优值的情形,步骤4可以省略; 若需要求出问题的一个最优解,则必须执行步骤4。 三、动态规划问题的特征 动态规划算法的有效性依赖于问题本身所具有的两个重要性质: 最优子结构: 当问题的最优解包含了其子问题的最优解时,称该问题具有最优子结构性质。 重叠子问题: 在用递归算法自顶向下解问题时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题被反复计算多次。动态规划算法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只解一次,而后将其解保存在一个表格中,在以后尽可能多地利用这些子问题的解。

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功能连接体指纹的特征选择框架

基于功能连接组(FC)来独特描述个体特征的能力是迈向精确精神病学的关键要求。为此,神经成像界对FC指纹进行了越来越多的研究,开发了多种有效的FC指纹识别方法。最近的独立研究表明,在大样本尺寸和较粗的分区用于计算FC时,指纹识别的精度会受到影响。量化这一问题,了解这些因素影响指纹准确性的原因,对于开发更准确的大样本量指纹提取方法至关重要。指纹识别的部分挑战在于,FC既能捕捉通用信息,也能捕捉特定个体的信息。一种识别特定个体FC信息的系统方法对于解决指纹问题至关重要。在本研究中,我们解决了我们对FC指纹识别问题的理解中的三个空白。首先,我们研究了样本量和分区粒度的联合效应。其次,我们解释了随着样本量的增加和分区粒度的减小,指纹识别精度降低的原因。为此,我们使用了来自数据挖掘社区的聚类质量指标。第三,我们开发了一个通用的特征选择框架,用于系统地识别静止状态功能连接(RSFC)元素,该元素捕获信息,以唯一地识别主体。综上所述,我们从这个框架中评估了六种不同的方法,通过量化受试者特定指纹的准确性和随着样本量增加而降低的准确性,以确定哪种方法对质量指标的改善最大。

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