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H_Shimizu

@biomedicalhacks

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医師・医学博士。国立大学教授、さきがけ研究者。AI・数理情報科学と融合した生命医科学研究をしています。 東北大・九州大・ハーバード大での研究を経て現職(PI)。 データ科学を武器に生命現象を数理・工学的に解き明かし医療へ応用したいです。「Pythonで実践 生命科学データの機械学習」(羊土社) を上梓しました。

Don't wanna be here? Send us removal request.
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H_Shimizu
2 years
slackは9月から過去90日分しか閲覧できなくなってしまうのですが、過去のメッセージを一括して退避できるツールを作成した方がいらっしゃいます。slackを活用されている方は8月中にデータを保存しておくとよいでしょう。
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H_Shimizu
5 months
有名な有機化学の教科書「マクマリー有機化学(上・中・下)」の最新版第10版が英語で出て、しかもPDFを無料でダウンロードできます。フロンティア分子軌道法についても詳しく解説しているなどアップデートされています。
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H_Shimizu
11 months
英語で論文を書く際の英文校正をしてくれるChatGPT用のプロンプト例が公開されています。
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H_Shimizu
2 years
統計数理研究所が無料講座をYouTubeで公開しています。 記述統計から推測統計、分布や仮説検定、ブートストラップや並び替え検定など、ベーシックな内容を復習したい方向けです。
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H_Shimizu
1 year
「Pythonで実践 生命科学データの機械学習」は450ページ (厚さにして3 cm 弱) の大ボリューム「全部入り」です。ライフサイエンスに特化した日本語で読める初めてのPythonコードつき機械学習本の発行まであと5日を切りました。
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H_Shimizu
2 years
BBCがggplotを使って記事を書いているそうですが、そのためのRパッケージであるbbplotについての説明です。ニュース記事にも使われるような大衆受けする図を手早く作るのに使えるかもです。
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H_Shimizu
2 years
核酸塩基5種(ウラシル,シトシン,チミン,アデニン,グアニン)すべてが隕石から同時に見つかったそうです。これまでは3種類しか見つかっていなかったそうですが、この発見により核酸は地球でできたのではなく宇宙からやってきたという説がより有力になるようです。
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H_Shimizu
1 year
クリスマスプレゼントというわけではないのですが、はじめての学生さんや実験系の先生方でもすぐ使えるwebツールやリソースをまとめました。まだまだ途中ですが150ほどあります。随時更新していきますので、ブックマーク等をして教育や研究にお役立ていただけると幸いです。
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H_Shimizu
2 years
RやPythonを使って図を書く時にどのようなコードでかけばいいのかをインターラクティブにまとめたサイトです。見本がいろいろ出てくるので、イメージに合う図をクリックするとそれを書くためのコードが出てきます。
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H_Shimizu
2 years
ハーバード大学のコンピュータサイエンスコース「CS50」の日本語訳が公開されました。動画の日本語字幕、日本語化されたリソース等があります。
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H_Shimizu
1 year
ChatGPTの知見をまとめた東京大学のグループの資料です。ChatGPTのコア技術・関連技術が詳しく解説されています。
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H_Shimizu
1 year
マイクロソフトのグループはChatGPTが視覚情報を理解し複雑な視覚タスクに取り組むことができるように様々���視覚基盤モデル(VFM)を組み込んだシステムであるVisual ChatGPTを発表しました。チャット中に画像を送受信できますし、誰でも使えます。
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H_Shimizu
2 years
不偏分散がなぜn-1で割るのか、物語式に説明したpdfです。実験的な例示から数学的な証明まで載せています。もちろん知っている方も多い内容かとは思いますが、なぜn-1で割るのかよくわからないけどとりあえずn-1で割っている方はぜひ読んでみてください。
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H_Shimizu
2 years
「Rを用いたデータ解析の基礎と応用」というちょっとしたレクチャー集ができています。「応用」という名前ですが応用はありません。むしろこれからRを勉強してみようかなというくらいの人にいいと思います。
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H_Shimizu
2 years
機械学習を勉強すると必ず出てくる (が数式がいっぱいで初学者には敷居が高い) EMアルゴリズムをやさしめに解説したスライドが出ています。EM何それ?という方にはそれでもまだ難しいでしょうが、だいぶ理解は進むと思います。
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H_Shimizu
1 year
Rのコードを作ってくれるAIです。英語でやってほしいことを入力すると、ChatGPTが後ろで動いてRのコードに翻訳して実行という流れになっています。
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H_Shimizu
1 year
声に出さずに心の中で文を読むと、その脳皮質の信号から深層学習と言語モデリング技術によりリアルタイムで解読する方法を作ったという報告がnature communicationosの発表されました。さまざまな病気・事情で声が出せない方とのコミュニケーションが期待できます。
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H_Shimizu
2 years
Googleがアミノ酸からタンパクの機能を推定するProteInferを発表しました。タンパクの構造や機能はアミノ酸で決まっているはずであり、それを解き明かそうと昨年のAlphaFold2も含めいろいろ登場しています。
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H_Shimizu
2 years
DeepMindの研究者がトランスフォーマーに関する総説をarXivに発表しました。トランスフォーマーとは何か、どのようにトレーニングされるか、から始まり15のトランスフォーマーアルゴリズムの疑似コードを提供しています。
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H_Shimizu
2 years
脳で行う計算処理が、実はニューロン間の相互作用 (活動電位が一定の閾値を超えたら発火し下流の神経に伝える) だけでなく、各ニューロン内部でも起こっていることを明らかにしたScience誌の報告です。機械学習の新たなアーキテクチャのヒントになるかもしれません。
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H_Shimizu
2 years
Googleの機械学習コーディングのマニュアルです。機械学習43のルールとして、心がけるべき点が書いてあります。
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H_Shimizu
2 years
少し前に紹介したことのあるこちらの強化学習の資料ですが、閲覧数が20万回を超えたようです。おそらく日本語の強化学習の資料としては一番見られているのではないでしょうか? 内容も非常にしっかり網羅されていてオススメなのでもう一度紹介します。
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H_Shimizu
2 years
数理最適化にそれほど詳しくなくてもある程度のタスクなら簡単に解くことができるpython製のcodable-model-optimizerがgithubに発表されました。日本語で解説記事を読むことができます。
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H_Shimizu
2 years
なぜKaggleなど���Tree-basedアルゴリズムが深層学習を上回ることが稀ではないか?ということを説明した記事です。深層学習は高次元に写像しないと特徴量を捉えるのが困難なものを取り扱うのに適している一方で、表形式にできるなら木構造で十分に分類できるという概要です。
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H_Shimizu
1 year
英語論文作成に役立つ良質な資料がまとめられたQiitaの記事です。日本語の論文執筆指南書、英語の文法チェッカーなど多彩な資料・ツールが紹介されています。
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H_Shimizu
2 years
ハーバード大学の日本人研究者による因果推論に関する講義スライドと動画がフリーで公開されています。
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H_Shimizu
1 year
羊土社の赤Pythonこと「Pythonで実践 生命科学データの機械学習」が本日発行になりました。東京の一部の書店では早速書店で展示されています。この領域の「決定版」を目指しました。本書で生命科学領域の機械学習のエッセンスを学んでいただいたら、次は共同研究等のご縁があればと思っています。
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H_Shimizu
2 years
海外研究留学ではフェローシップを獲得することが受け入れ条件になることも少なくありません。そういうフェローシップに関するデータベースができたようです。ポスドク等で海外に出たい方はぜひ。
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H_Shimizu
1 year
ChatGPTについて、こんなこともできるのだという例がたくさん紹介されている記事です。ChatGPTの登録方法からはじまって、様々な質問とそれに対するAIの回答がならべてあります。誤った答えを返してくることに対する注意ものっています。
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H_Shimizu
2 years
Pythonを使った (バイオデータの) 可視化や塩基配列・NGSファイルの取扱などがよくまとまった東大の講義資料が公開されています。
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H_Shimizu
7 months
フリーで使える分子生物学実験のアシストツールたちをまとめた記事がAddgeneのブログにあります。ほぼ有名なものシリーズです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
Google Healthは、医療用大規模言語モデル「Med-PaLM」の最新版を公開したことを発表しました。これは医学的な質問に対して正確かつ高品質な回答を生成することを目的としており、USMLE (アメリカの医師免許試験)において合格点を達成した初めてのAIでもあります。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
どのようにリジェクトしているのか、についてエディターによる短い解説が出ています。当然ですが、「この特定の研究領域限定ではすごい」というのはハイインパクトジャーナルでは門前払いですね。少し違う分野の人から見ても価値があると思ってもらわないとです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
テンソル分解についてとてもよくまとまっている資料です。テンソルとは何か、何ができるのかから始まり、QR分解、固有値・特異値分解、CP分解、Tucker分解、テンソルトレインといった代表的な手法がイラストと数式ベースで解説されています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
機械学習をこれから勉強したい方向けに日本語教材をまとめたQiitaの記事です。Google Colab、Anaconda, Linux, GPU, AWS, Git, Docker, 統計や線形代数などの数学などド定番のリソースが紹介され、そして実際の機械学習コースの紹介など。リンク集といった感じです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
Googleが実世界で700以上のタスクを97%の成功率で実行する汎用ロボット「RT-1(Robotics Transformer 1)」を発表しました。コードはオープンソースになっています。医療や実験ロボットなどにも応用されるようになるのでしょうか?
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
MITから新しい深層学習の教科書の原稿が公開されました。基礎だけでなく、画像へのTransformerの応用 (ViT) やStable diffusion等の拡散モデル、ChatGPTもカバーしています。
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H_Shimizu
1 year
生命科学領域のデータを使って機械学習を学びませんか? 「Pythonで実践 生命科学データの機械学習」が羊土社から出ます。機械学習の基礎から始まり画像・ゲノム・シングルセル・オミクス・AI創薬・中分子、全部入りで445ページの大ボリュームです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
8月にオープンソース化された画像生成AIであるStable diffusionについて、その仕組みをたくさんの図を使って説明した解説記事です。
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H_Shimizu
2 years
近々脳画像10万枚のデータセットが公開されるようです。実際のデータではないですが、近年の生成モデルはリアルデータと区別がつかないところまで来ています。医療データを大量に集めるのは難しいので、このような合成データでもbrain AIの研究に多いに役立つでしょう。
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H_Shimizu
10 months
生命科学研究者が有料ソフトウエアを使わずにタンパク質やDNAなどのアニメーション作成ができるようになっています。Blender + Molecular Nodesによるアニメーション作成講座がyoutubeにあります。
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H_Shimizu
1 year
「計算生命科学の基礎」という講義動画の最新版がYouTubeに掲載されました。このシリーズは10年ほど前から神戸大学が中心となって実施していて、バイオインフォマティクス・数理生物学の主要トピックスをカバーする33の動画からなっています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
10 months
まだ論文を書いたことのない学生さんには馴染みがないかもしれませんが、論文がRejectされた時にappealという不服申し立てをすることもできます。Appealが成功する可能性が高い場合と低い場合、そして不服申し立てプロセスの注意点について説明したNature Cancerの記事です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
タンパクはpHによって構造や電荷、活性が変化します。そうしたpHによる変化について、生物物理にあまり詳しくない人が直感的に使えるwebツールpatcHworkがNucleic Acids Res.誌に発表されています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
RNA研究で著名な2人の著者が、RNA研究の歴史を先人の誤りや偏見、試行錯誤などをたどりながら、RNAの生命における役割・研究の進展の実際を読みやすく紹介している本です。PDFが無料でダウンロードできます。
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H_Shimizu
5 months
AlphaFoldは最近大きなアップデートがあり、精度が大幅に向上し、タンパクだけでなくPDBにあるほぼすべての分子について予測可能です。創薬や新型CRISPR探索にも(一定程度は)使えます。DeepMindチームの記事です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
Google Colabだとすでにインストールされているパッケージ以外は毎回 ! pip install しないといけませんが、Google Driveにインストールしておくとその必要はありません。ぜひ一度試してみてください。2つの記事を紹介します。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
最近のバージョンのPyTorchでAppleのM1チップに搭載されているGPUが使えるようになっているみたいです。cudaではなく、torch.device('mps')で使用できます。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
九州大学の数理・データサイエンス教育研究センターが公開している講義資料です。他の大学からもいろいろな資料が公開されています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
AlphaFold2やAlphaGOで有名なDeepMindではいろいろなAI学習用教材を用意しています。深層学習のためのPython、NumPy講座や、教師あり学習入門、教師なし学習入門、タンパク質の立体構造予測原理の入門講座などすべてGoogle Colabで体験しながら学べるようになっています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
ChatGPTがいろいろ使われ始めていますが、Google/DeepMindは540億パラメータの医療関連の質問に答えるために特別に設計された大規模言語モデル、MedPaLMをリリースしました。問診を含めさまざまな医療チャットボットの土台になるでしょう。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
医学、バイオロジー、医療現場のイラストなどのフリー素材のサイトです。全部で3000強。ちょっとしたスライドなどに使えそうです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
医療への機械学習(ML)の応用を目指す上で現状の課題をまとめた総説です。データセットを増強する戦略として、医療領域の深層生成モデルと連合学習、また臨床テキストマイニングするための診療データで学習した公開トランスフォーマーモデルなどについて詳しいです。
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H_Shimizu
2 years
近年空間トランスクリプトームとシングルセルRNA-seq データを対応付ける手法は数多く提案されてきましたが、ユーザーサイドからすれば「結局どれがいいの?」となります。16手法を比較したnature methods誌の報告です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
7 months
AlphaFoldの詳しい使い方が 「AlphaFoldによるタンパク質立体構造予測(基礎編)」と「実践編」としてこちらから無料で読めます。書いているのはこの手の専門の先生方です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
バイデン大統領が全米をあげてバイオテクノロジーに力を入れるということを発表しました。データ科学による合理デザインといった、合成生物学とかsynbioとか呼ばれている領域はこれからさらにホットになるのでしょう。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
相関と因果は異なるわけですが、統計的に因果をどのように調べるのかについて、有名なLiNGAMモデルを中心にまとめられた解説スライドです。例えば細胞内パスウェイのようにLiNGAMの仮定を満たさない例もあるわけですが、前提条件を満たす場合にはとても強力な手法です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
特定遺伝子の遺伝子ノックアウト/ダウンにより遺伝子発現はどのように変化するのか、利用可能な全てのヒト細胞株RNA-seqデータを集めたデータベースGPSAdbがNucleic Acids Researchに発表されています。データベースはマウス操作のみで閲覧できます。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
5 months
AIが科学研究をどう変えてきたのか、どう変えていくのかをまとめたNature誌の総説です。データ解析はもちろん、仮説形成もできるようになるという展望が書かれています。もちろん課題も。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
わずか10年足らずの間に急速に発展しているシングルセル技術 & 空間マルチオミクス技術の進歩と、これらの情報を統合するために必要な計算手法をまとめたnature reviews genetics誌の総説です。将来展望も示されています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
これまで新薬の開発段階で必ず必要だった動物実験が2022年12月のFDAのルール改正により必ずしも必要ではなくなったとの記事がScienceに出ています。オルガノイドやorgan-on-chip等で代用できるとのこと。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
機械学習の実応用に関するサーベイです。大企業の機械学習エンジニアなど18人に実際にインタビューした内容をもとに書かれていて、コーディングやMLOp等の実装よりのサーベイになっています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
4 months
Bishop本こと「パターン認識と機械学習」を執筆したBishop先生が深層学習の本Deep Learning: Foundations and Conceptsを出しました。そしてこちらのwebサイトで無料で読むことができます。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
5 months
最近のシングルセルトランスクリプトーム解析技術についてまとめたTrends in Genetics誌の総説です。シングルセル x ロングリードも含め、各プロファイリングの主要な利点と欠点等がまとめられています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
グラフベースの手法は昨今あちこちに使われていますが、生命科学や医療におけるグラフ表現学習の成功と現在の限界を論じ、グラフのトポロジーを活用してコンパクトなベクトル空間に埋め込むアルゴリズムの概要を解説したNature Biomedical Engineering誌の総説です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
科学技術を支える「行列の掛け算」の効率的なアルゴリズムを強化学習AI (AlphaTensor)が自動発見したというNatureの報告です。人間が設計した高速アルゴリズムを再発見し、それを上回っています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
本学も参画している「数理・データサイエンス・AI教育強化拠点コンソーシアム」では各拠点大学が持ち寄りで教育スライドを用意しています。もちろん無料で閲覧できるのでぜひ
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
5 months
CRISPR-Cas9遺伝子編集は研究レベルではこの10年ほど使われてきましたが、ついに治療として世界ではじめて承認されました。対象は鎌状赤血球症とβ-サラセミアです。毒性や価格などに課題がありすぐには広まらないと思いますが大きな進歩です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
目的の細胞にするためにどの転写因子を発現すればよいかを探索する9つの計算手法(CellNet, GarNet, EBseq, AME, DREME, HOMER, KMAC, diffTF, DeepAccess)を比較したnature methods誌の報告です。クロマチンがオープンかどうかを組み込んだ手法が優れるようです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
NumPyの上に構築されたバイオインフォマティクス用のライブラリBioNumPyが公開されました。githubのレポジトリーにはさまざまな使い方・チュートリアル記事も置かれています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
羊土社の赤Pythonこと「Pythonで実践 生命科学データの機械学習」は、青Python 「独習 Pythonバイオ情報解析」を学んだ次の段階として最適です。羊土社の青Pythonと赤Python 2冊だけでバイオ研究に必要な実践的なPythonをマスターできます。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
Amazonが中心となって機械学習の基本的なコンセプトを直感的なアニメーションとともに学べるサイトがオープンしました。 まだ記事は少ないですが、今後Attention等もどんどん追加予定とのことです。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
空間オミクスデータをwebでインタラクティブに閲覧できるSpatial Omics DataBase (SODB) がnature methods誌に発表されています。2,400以上の実験データに自由にアクセスできます。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
8 months
MITの研究チームは線虫C. elegansを用いて脳神経細胞の厳密な計算によって「運動や摂食といった基本行動のほぼ全てをどのように符号化しているか」を明らかにしCell誌に発表しました。柔軟な行動レパートリーを生み出す「論理」を明らかにする基盤になるのかもしれません。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
4 months
臨床医学のトップジャーナルであるNEJMに、「NEJM AI」という臨床医学領域のAIに関する姉妹誌ができました。しかも驚くべきことに投稿に大規模言語モデル (LLM) の使用を奨励しています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
生物学的セグメンテーションのさまざまな事前学習済みモデルであるCellpose 2.0がnature methodsに発表されました。さまざまな大きさの画像にも適用可能など進展が含まれています。PyTorchコードの他、GUIバージョンもあります。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
AlphaFold2の登場で深層学習による構造モデリングの有用性が広く知られるようになりました。そうした発展を学べる日本語で書かれた総説で、AlphaFold2の原理と限界についても解説されています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
Pythonを使ったバイオ情報解析講習会「PAGS・DDBJ合同 中級者情報解析講習会」の動画と資料が公開されました。タイトルに「中級」と入っていますが入門に近い位置づけなので初めてでも勉強しやすいと思います。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
アミノ酸配列からのタンパク質の構造予測は単一のものしか出てきませんが実際には複数の構造をとりその間を遷移しています。1つの構造ではなく構造分布を出すという将来的な課題を述べたnature methodsの記事です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
医学・医療分野における自己教師ありの手法とモデルについてまとめたnature biomedical engineering誌の総説です。電子カルテや医療画像といった医療データだけでなく、遺伝子やタンパク質の配列・構造などのライフサイエンスデータについても言及されています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
医療におけるAIの適切な運用の重要性を強調し、機械学習が誤用された場合の危険性を警告したNature Medicine誌の記事です。特に放射線画像AIのように、「他の方法では確認することのできないパターン」を発見した場合、その理由を十分に説明する必要があるとしています。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
11 months
症例数が限られる希少疾患に機械学習を使用する際の課題と新たな解決策を概説したnature methods誌の総説です。わりとベーシックな内容が中心ですが、高次元データでサンプルが少ない希少疾患以外のアプリケーションにも有益です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 months
創薬研究のためのR workshopシリーズがYouTubeにあがっています。創薬の研究者むけのVSCodeの使い方の紹介、創薬研究をR Tidyverseで行う、AI創薬等々。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
医療統計における因果推論についてまとめた記事です。 筆者の方は学部4年生のようですが、ブログのトップページにあるようにすでにたくさんの実績があります。素晴らしいですね。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
2 years
遺伝子名がからむようなファイルをExcelで開くのはやめましょう。データの再解析をする人たちはよく遭遇するトラブルなのですが、遺伝子名をExcelが勝手に日付に変更してしまうのです。Excelが何をしているのか、実例を紹介した短い解説記事です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
空間的にゲノム、トランスクリプトーム、プロテオミクスを測定する近年の技術を応用してがんのbiologyにより深く迫るという論文が最近増えていますが、その領域の現状をまとめたNature Reviews Genetics誌の総説です。
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@biomedicalhacks
H_Shimizu
1 year
コンピュータービジョンにおけるトップ会議で発表された論文の日本語サマリーが公開されました。その数なんと1000本以上。医療やライフサイエンスにおいても画像解析は重要なので、こういう新しい方法とのアフィニティはとても良いです。
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