定量生物学 > 基因组学
[提交于 2019年6月3日
]
标题: 将生物知识与因子图神经网络结合以实现可解释的深度学习
标题: Incorporating Biological Knowledge with Factor Graph Neural Network for Interpretable Deep Learning
摘要: 虽然深度学习在许多领域取得了巨大成功,但关于深度学习的一个常见批评是其缺乏可解释性。 在大多数情况下,深度神经网络中的隐藏单元没有明确的语义意义或对应任何物理实体。 然而,在许多生物医学应用中,模型的可解释性和可说明性至关重要。 为了解决这一挑战,我们开发了因子图神经网络模型,通过将概率图模型与深度学习相结合,使其具有可解释性和可预测性。 我们将生物学知识,如基因本体论,直接编码为因子图到模型架构中,使模型透明且可解释。 此外,我们设计了一种注意力机制,可以捕捉生物实体(如基因和基因本体术语)之间的多尺度分层交互作用。 通过参数共享机制,展开的因子图神经网络模型可以使用随机深度进行训练并具有良好泛化能力。 我们将该模型应用于两个癌症基因组数据集,以预测目标临床变量,并取得了比其他传统机器学习和深度学习模型更好的结果。 我们的模型还可以用于基因集富集分析,并选择对目标临床变量重要的基因本体术语。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.