计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年7月5日
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标题: 图神经网络作为单细胞转录组学中变压器的替代方案
标题: Graph Neural Networks as a Substitute for Transformers in Single-Cell Transcriptomics
摘要: 图神经网络(GNNs)和Transformer在与感兴趣节点的特征交互的编码策略上具有显著的相似性,其中Transformer使用查询-键分数,而GNNs使用边。 与无法编码相对位置的GNNs相比,Transformer利用动态注意力能力更好地表示相对关系,因此成为大规模序列预训练的标准主干。 然而,这种细微的差异促使我们思考:如果位置不再重要,我们是否可以在某些领域如单细胞转录组学中用图神经网络替代Transformer? 在本文中,我们首先探讨了GNNs和Transformer之间的相似性和差异性,特别是在相对位置方面。 此外,我们设计了一个合成示例来说明在样本中没有token相对位置时它们的等价性。 最后,我们在一个大规模的与位置无关的数据集——单细胞转录组学上进行了广泛的实验,发现GNNs在消耗更少计算资源的情况下,与Transformer相比表现出具有竞争力的性能。 这些发现为单细胞转录组学领域的研究人员提供了新的见解,挑战了Transformer总是最优选择的普遍观念。
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