脳科学研究が人工知能アルゴリズムを啓発する：知識組み立ての神経メカニズム 背景の概要 新しい情報が脳に入るとき、人間は「知識組み立て」（knowledge assembly）と呼ばれる過程を通じて、世界についての既存の知識を迅速に変更できます。最近、Nelliらによる研究において、人間の脳における知識組み立ての神経関連が探究されました。研究者たちはこの神経メカニズムに触発され、迅速な知識組み立てを実現し、システムの柔軟性を向上させる人工ニューラルネットワークアルゴリズムを開発しました。この研究は、脳の作業方法を研究することがより良い計算アルゴリズムの発展を促進することを再び証明しました。 研究の出典 この研究論文はXiang Ji、Wentao Jiang、Xiaoru Zhang、Ming...

喘息予測を関連グラフ強化分類器を用いて：従来の血液バイオマーカーに基づく機械学習手法 背景紹介 喘息は、全世界で約2.35億人に影響を及ぼす慢性呼吸器疾患です。世界保健機関（World Health Organization, WHO）の統計によると、喘息の主な特徴は気道の炎症であり、喘息患者は喘鳴、呼吸困難および胸部の圧迫感などの症状を示します。効果的な喘息管理および治療のためには、迅速かつ正確な診断が重要です。しかし、従来の喘息診断方法は病歴、身体検査および肺機能検査を併用するため、費用がかかるだけでなく、一部の患者の非典型的症状により診断時間が延びたり誤診されたりすることがあります。特に小児喘息の診断は困難で、従来の方法の時間がかかる特性はこの問題をさらに悪化させます。 機械学習（Ma...

本文タイトルは「Identification of Autism Spectrum Disorder Using Multiple Functional Connectivity-based Graph Convolutional Network」で、雑誌「medical & biological engineering & computing」の2024年第62巻2133-2144ページに掲載されました。本研究は、グラフ畳み込みネットワーク（Graph Convolutional Networks, GCN）と静的機能的磁気共鳴画像法（rs-fMRI）データを組み合わせ、自閉症スペクトラム障害（Autism Spectrum Disorder, ASD）の早期診断を実現するための多機能接続...

グラフニューラルネットワークに基づく肺癌の表現学習 背景紹介 デジタル病理学の急速な発展に伴い、画像ベースの診断システムは正確な病理診断においてますます重要になっています。これらのシステムは、全スライド画像（Whole Slide Images, WSIs）に対する複数インスタンス学習（Multiple Instance Learning, MIL）技術に依存しています。しかし、WSIsを効率的に表現する方法は依然として解決が急がれる問題です。深層ニューラルネットワークの出現により、ビジュアルコンピューティングは画期的な進展を遂げましたが、WSIの膨大なピクセル数に直面する現有のニューラルネットワーク手法は依然として大きなチャレンジに直面しています。近年、いくつかの研究がグラフベースのモデル...

ソースレベルEEGとグラフ理論に基づく卒中後てんかん患者の機能的結合の変化に関する研究報告 研究背景 てんかんの病因は多岐にわたり、特発性、先天性、頭部外傷、中枢神経系感染、脳腫瘍、神経変性疾患、脳血管疾患などが含まれます。その中で、脳血管疾患は全てんかん症例のおよそ11%を占め、高齢者てんかん患者の最も一般的な病因となっています。また、卒中後てんかん（Post-Stroke Epilepsy, PSE）は卒中患者の一般的な合併症であり、3%から30%の卒中患者がPSEに発展する可能性があります。PSEのリスク要因としては、皮質の関与、出血性の転化、早期発作、若年発病、高いNIHSSスコア、アルコール依存などが挙げられます。 ネットワーク科学とグラフ理論は、脳機能の理解において顕著な可能性を...

階層的負サンプリングに基づくグラフ対比学習を用いた薬物-疾患関連予測の研究 薬物-疾患関連（RDAs）の予測は、疾患治療戦略の解明や薬物の再利用において重要な役割を果たしています。しかし、既存の方法は主に限定されたドメイン特有の知識に依存して薬物と疾患の候補関連を予測しているため、効果が限定されています。また、薬物-疾患関係の未知の情報を単純に負のサンプルとして定義することには固有の欠点があります。これらの課題を克服するため、本研究では階層的な負のサンプリングに基づく新しいグラフ対比モデルであるHSGCL-RDAを提案し、薬物と疾患の潜在的な関連を予測します。 研究背景と研究課題 薬物開発および疾患進行の制御プロセスは長くて高価であり、増え続ける疾患の数とその変異により効果的な薬物の需要が増...

非小细胞肺癌的免疫疗法疗效预测：多视角自适应加权图卷积网络研究报告 背景介绍 肺癌は発症率が非常に高く、予後が悪い悪性腫瘍であり、長年にわたりその致死率は高止まりしています。すべての肺癌患者の中で、非小細胞肺癌（Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC）は約85%を占めています。新しい治療手段として、腫瘍免疫療法は癌患者に新しい治療のアイデアを提供しました。しかし、免疫療法は高額であり、約20%から50%の患者のみが満足のいく効果を得られるだけです。さらに治療中には、免疫性肺炎や肝炎などの副作用が発生する可能性があります。したがって、患者が免疫療法を受ける前にその効果を予測することは重要です。 近年、機械学習を基盤とする放射線オミクスは、NSCLCの免疫療法の効果予...

背景と研究の動機 周知の通り、食物の栄養と人間の健康は密接に関連しています。科学的研究によると、食事の栄養が不適切であることは200種類以上の病気と関連しており、特に腸内フローラの代謝を考慮した場合、食物の栄養成分と病気との間の複雑な相互作用は体系化と実際の応用が困難です。そのため、包括的な知識を統合し実用的な枠組みを提供することが急務であり、飲食関連のクエリ取得をサポートする必要があります。 研究の出典 本稿はChengcheng Fu、Xueli Pan、Jieyu Wu、Junkai Cai、Zhisheng Huang、Frank Van Harmelen、Weizhong Zhao、Xingpeng Jiang、そしてTingting Heが共同で執筆した研究に基づいています。この...

CIGNN: 因果関係とグラフニューラルネットワークに基づく袖なし連続血圧推定フレームワーク 背景紹介 世界保健機関（WHO）のデータによると、世界中で約11.3億人が高血圧に影響を受けており、2025年にはこの数字が15億に増加すると予想されています。高血圧は心臓病や脳卒中などの心血管疾患の重要な危険因子であり、これらは世界の主要な死亡原因です。高血圧の普及は、認知症や障害の負担も増加させているため、高血圧の予防と管理は世界の健康結果を改善するために至関重要です。 連続血圧（BP）測定は、高血圧の診断と予防に豊富な情報を提供します。連続的に血圧を監視することで、患者の血圧パターンや傾向をより詳細に把握でき、治療の要否や現在の治療法の調整が必要かどうかを示すことができます。さらに、連続血圧モ...

未来の病気予測：時間的知識グラフと医療オントロジーの融合 電子健康記録（Electronic Health Records, EHRs）は、現代の医療機関にとって不可欠なツールです。これらは患者の詳細な健康履歴を記録し、人口統計データ、薬物、実験結果、治療計画を含んでいます。これらのデータは、医療サービス間の連携や調整を改善し、医療提供者が健康の傾向を発見し、データに基づいた決定を下すのを助け、患者の全体的なケアの質を向上させることができます。しかし、EHRsに保存されているデータの大部分は非構造化であり、特に臨床医が記述する自由形式の患者健康状態のテキストデータは、情報の抽出と有効な利用に大きな課題をもたらします。 この課題に対処するため、多くの研究が自然言語処理（Natural Lang...