Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:2501.04596

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 定量方法

arXiv:2501.04596 (q-bio)
[提交于 2025年1月8日 (v1) ,最后修订 2025年4月24日 (此版本, v3)]

标题: 快速有向$q$-分析脑图

标题: Fast Directed $q$-Analysis for Brain Graphs

Authors:Felix Windisch, Florian Unger
摘要: 最近在重建大规模、全精度、神经元突触尺度的连接组方面的创新,需要后续对图分析方法进行改进,以跟上数据日益增长的复杂性和规模。 其中一个工具是最近引入的有向$q$分析。 我们对该技术进行了许多理论和应用上的改进:在理论上,我们引入了有向$q$分析的关键元素的修改定义,这些定义解决了之前隐藏且未被发现的偏差。 这也带来了与相关计算挑战相关的新的有益视角。 最重要的是,我们提供了一个高速、公开可用的低级实现,在秀丽线虫上实现了几个数量级的速度提升。 此外,速度提升随着所考虑图的大小而增加。 这得益于数学和算法的改进以及精心设计的实现。 这些加速首次使全尺寸连接组的分析成为可能,例如通过最近的重建方法获得的连接组。 此外,速度提升允许对相应的空模型进行比较分析,这些空模型是适当设计的随机结构的人工图,不对应于实际的大脑。 反过来,这使得评估有向$q$分析在研究大脑中的有效性和实用性成为可能。 我们在本文中报告了这些结果。
摘要: Recent innovations in reconstructing large scale, full-precision, neuron-synapse-scale connectomes demand subsequent improvements to graph analysis methods to keep up with the growing complexity and size of the data. One such tool is the recently introduced directed $q$-analysis. We present numerous improvements, theoretical and applied, to this technique: on the theoretical side, we introduce modified definitions for key elements of directed $q$-analysis, which remedy a well-hidden and previously undetected bias. This also leads to new, beneficial perspectives to the associated computational challenges. Most importantly, we present a high-speed, publicly available, low-level implementation that provides speed-ups of several orders of magnitude on C. Elegans. Furthermore, the speed gains grow with the size of the considered graph. This is made possible due to the mathematical and algorithmic improvements as well as a carefully crafted implementation. These speed-ups enable, for the first time, the analysis of full-sized connectomes such as those obtained by recent reconstructive methods. Additionally, the speed-ups allow comparative analysis to corresponding null models, appropriately designed randomly structured artificial graphs that do not correspond to actual brains. This, in turn, allows for assessing the efficacy and usefulness of directed $q$-analysis for studying the brain. We report on the results in this paper.
评论: v2的修改:增加了一个关于接近中心性的新实验。讨论了与网络科学和社区检测的关系。已被《脑类器官与系统神经科学期刊》接受:https://www.bosnj.org/braingraphs,2025年4月。目前正在进行中
主题: 定量方法 (q-bio.QM) ; 代数拓扑 (math.AT)
引用方式: arXiv:2501.04596 [q-bio.QM]
  (或者 arXiv:2501.04596v3 [q-bio.QM] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.04596
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Florian Unger [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 1 月 8 日 16:24:23 UTC (309 KB)
[v2] 星期五, 2025 年 1 月 31 日 16:03:59 UTC (308 KB)
[v3] 星期四, 2025 年 4 月 24 日 07:38:30 UTC (322 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.QM
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-01
切换浏览方式为:
math
math.AT
q-bio

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

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

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

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.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号