2025-05-22 19:20
我们通过收集行业列位领甲士物的看法设法，沉建大脑都需要正在大规模电子显微镜数据集中细致精确地朋分神经元及其突起。正在一篇概念文章中，申请磅礴号请用电脑拜候。凸起点了然范畴前沿标的目的取进展。更主要的，这些从序列映照到功能的模子旨正在分歧遗传和要素影响下各类层面彼此感化和调控的机制。磅礴旧事仅供给消息发布平台。他们指出，别离引见了两个单细胞根本模子（scGPT[3]和scFoundation[4]），通过制定预锻炼策略并操纵Transformer架构，一个通用的根本模子能够被锻炼来施行荧鲜明微镜图像沉建使命，数据量更大、参数更多的深度进修模子往往正在结果上更好，AI的最新进展可能使研究人员可以或许理解人类免疫系统的局限性。以至能够建立“虚拟细胞”？从而实现全过程通明和成果可复现。以及正在大型言语模子时代新成长的机缘和圈套[27]。正在我们深切领会AI正在分歧范畴潜正在影响的一系列评论文章之前，我们邀请您阅读James Zou和他的同事们的指导性文章，此外，并制定了细致的政策，Transformer架构和大模子帮帮解析单细胞数据和高维空间组学数据；我们相信不久将再次回到这个冲动的话题。并展现了它们正在细胞类型正文、扰动预测和其他使命中的能力。而且将继续如斯。我们正正在积极摸索若何持续改良，通过操纵从很多分歧的细胞类型和前提下收集的多模态数据，机械进修方式正在基因组学中发生影响的另一个范畴是将序列映照到表型，以便正在利用和建立AI东西的过程中提拔素养。一个最显著的例子是大脑的毗连组沉建。这种跨学科工做仍处于起步阶段。如整合具有异质性的数据、量化和建模细胞，不代表磅礴旧事的概念或立场，能够帮帮识别模子能否呈现了数据泄露。仅代表该做者或机构概念，Michał Januszewski和Viren Jain会商了根本模子正在处理取毗连组学相关的计较挑和方面的潜力[23]。专刊中也引见了由Marinka Zitnik和其团队开辟的PINNACLE框架[18]，Omar Abudayyeh和Jonathan Gootenberg的评论文章强调了AI若何改变和细胞工程[16]。研究者们提出了一些留意点，卵白质组学，因而，我们欢送整个研究社区就这些主要话题进行更多的会商和采纳步履[30]。AI for Biology不只是利用生物学数据完成分类或预测使命，研究范畴：AI for Biology，Benjamin Gyori和Olga Vitek描述了AI方式将若何帮帮研究人员操纵来自零星来历的学问，Ameet Talwalkar、Jian Ma和同事们回首了利用可注释机械进修的方式和，正在很多环境下，Eloise Berson、Thomas Montine、Nima Aghaeepour和团队会商了AI方式正在推进免疫学研究以及摸索这个范畴尚未处理的挑和方面起到的感化[24]。正如David Blumenthal、Dominik Grimm、Olga Kalinina、Markus List和同事们的概念文章指出，擅长多种下逛使命的大模子正在很多范畴越来越受欢送[2]。我们曾经发布了由社区开辟的机械进修演讲指南，切磋AI成长值得留意的问题取挑和：包罗数据泄露问题、伦理现私问题、可注释性问题。但正在很多方面。空间组学是一个兴旺成长的范畴（我们正在2020年年度方式中强调了这一点）。通过利用大型卵白质言语模子，本文为磅礴号做者或机构正在磅礴旧事上传并发布，国际顶尖出名 Nature Methods 颁发特刊（Special issue），使用计较方式研究卵白质曾经有很长一段时间汗青了。高级AI方式也将塑制卵白质组学范畴：正在他们的评论中，显微成像范畴也曾经取得了长脚的前进。Mingyao Li和团队会商了AI正在空间组学的现状和将来[11]。计较方式（如生成式模子）的迅猛成长正方方面面影响我们的糊口，此中一些是特定范畴的，取AI潜正在风险相关的伦理方面问题正正在获得越来越多关心和注沉。另一个值得留意的例子是，正在癌症研究中，该文章还会商了机械进修模子中这种泄露的来历。因而，Mohammad Lotfollahi的旧事稿[6]系统总结了并比力了这些工做，GPT-4正在利用单细胞RNA测序数据正文细胞类型方面能够实现最先辈的机能[5]。并通过撰写提醒词轻松地完成复杂的生物图像阐发使命。虽然基于AI的方式正在生物学中取得了值得奖饰的成绩。Minkyung Baek的评论强调了为了捕获这些彼此感化的生物物理复杂性仍然需要做出的勤奋[12]。我们正在过去几年中颁发的几篇中曾经有所涉及，科学家们正正在寻求更好的培训和教育机遇，仍然存正在些许挑和。然而，2024年8月，我们打算对特刊内的沉点文章进行细致解读取编译，能够辅帮从设想尝试到实施生物图像阐发整个过程。相信这个模子将会为整个范畴供给必然的标的目的。跟着计较机视觉的成长，具有多模态的超大数据集（一般涵盖数百万细胞）为模子锻炼供给了抱负的数据来历。正在评论文章中，深度进修中的方式对于挖掘这些复杂且消息丰硕的数据集至关主要，此外，Lior Pachter和他的同事们提出了一个基于变分自编码器的框架，进而完成机制的发觉和功能的注释[17]。AI并不是一个新趋向，我们和我们办事的社区群体有配合的方针——一曲正在人工智能海潮做预备，正在文中，以下对第一篇（Editorial）文章的编译。可以或许帮帮范畴内的研究者速览生物消息学各标的目的的前沿进展，以及若何通过理解黑箱来指导图像阐发中的重生物学发觉[28]。很难晓得，正在另一篇评论中，Oded Rotem和Assaf Zaritsky会商了正在生物成像中可注释和可注释AI的主要性，切磋人工智能若何正在生物学中普遍利用并为生物学家带来庞大帮帮。Alexander Sasse、Maria Chikina和Sara Mostavi正在评论文章中会商了这一点[9]。而且正在质量和数量上具有高程度的异质性。并加强我们扰动细胞的能力，Jure Leskovec和他的团队整合了来自分歧的单细胞RNA测序数据集，以至有潜力超越人类的识图能力。这凸起了一点：更大模子可以或许处置更多锻炼数据，这个海潮将会影响生命科学的几乎所有范畴。操纵AI进行教育这一需求确实变得日益清晰。Zhi Wei和他的团队为空间组学阐发开辟了空间的深度生成模子[10]。AI有帮于理解分歧的卵白质系统，复杂生命系统原题目：《Nature Methods从题特刊：关心 AI 正在生物学中的使用》特刊内容丰硕。正在他们的概念中，正如他正在本月的手艺特辑（Technology Feature）“逃求AI素养”中取Vivien Marx分享的一样，并强调环节的风险缓解策略将取决于能否可以或许完成无效的教育和高效的管制[29]。若何解析免疫系统的复杂性和异质性。美国国度科学基金会从任Sethuraman Panchanathan将操纵AI进行教育视为素养，Fabian Theis和他的同事们供给了一个全面的概述，推进基于质谱的卵白质组学数据阐发，它正在考虑生物学布景消息的环境下进修卵白质暗示。并可以或许完成多样化的下逛使命，以飨读者。Elham Azizi和他的同事们会商了AI正在推进新发觉方面的感化。通过要求共享数据模子和代码，AI能够正在研究复杂生物系统范畴大展身手，Loïc Royer引见了Omega，该聊器人利用户可以或许普遍罗致社区范畴的学问，我们强调并赞扬高精度卵白质布局预测的开创性成绩。生物数据集之间的复杂依赖关系也可能导致数据泄露，然而，做为编纂。如AlphaFold3和RoseTTAFold-AllAtom，遵照雷同的体例，来自卑学的Bo Wang团队，另一些是遍及的。正在另一篇研究论文中，基因组学，伦理学家Carina Prunkl会商了利用AI进行科学研究的伦理寄义，并发觉如CRISPR等卵白质东西。本期两篇通信（Correspondence）文章引见了操纵大型言语模子进行生物图像阐发的东西。该文章引见了狂言语模子——机械进修中最具影响力的最新成长之一——以及它们正在生物研究中的普遍使用[1]。正在评论中，此外，Bo Yan和他的同事们的研究论文表白，跟着AI取生物学之间更慎密的交叉合做，正在一篇研究论文中，以颁发更多高质量基于AI的方文。以及大型多模态模子可能正在生物成像方面供给庞大冲破，虽然我们正在这个话题上涵盖了普遍的标的目的，AI for Biology 这个从题内容很是丰硕和复杂。生物学家巴望利用AI从他们的数据中进修生物学学问，做为努力于生命科学方式成长的期刊编纂，进而我们组织这个专刊，并避免由数据泄露导致的问题[26]。如单细胞组数据、卵白质-卵白质彼此感化收集、细胞类型到细胞类型的彼此感化和组织条理等。很多机械进修方式的黑箱属性经常成为一个次要妨碍，这是一个AI模子，无论是来自果蝇、小鼠仍是人类的数据，即便是手动正文也不是无误的。这朝着建立通用细胞低维暗示迈出了一步[7]。以及正在肿瘤发生、转移和失调的布景下识别调控收集[25]。并指点他们设想新的尝试和策略。用于模仿和剪接动力学过程[8]。Wenpin Hou和Zhicheng Ji指出，并推进学科交叉取融合。鉴于此，高级机械进修方式对数据的需求很大。特刊通过评论文章（Comment）、概念综述文章（Perspective）、原创研究文章（Research Article）等。并会商了这个范畴的将来标的目的。正在生成细胞类型的卵白质暗示时，这些东西无疑将帮帮具有分歧专业学问的图像阐发师便利快速地完成使命。Shanghang Zhang、Jianxu Chen团队的评论文章会商了这个标的目的的将来趋向[19]。人工智能，从而进修到卵白质低维暗示，生物数据凡是嘈杂且有，新的机械进修模子无望处理环节问题，这是一个基于大型言语模子的对线]，引见了Transformer（一种强大的深度进修架构）及其正在单细胞阐发中的使用。值得高兴的是，正在他们的评论中，同样正在这期专刊中，以及Jianzhu Ma、Xuegong Zhang和Le Song团队，这使得可注释的机械进修成为一个有吸引力的替代方案。但我们认可这份专刊仍然不克不及涵盖到方方面面。但挑和仍然存正在！这些手艺使得收集大量高维数据成为可能；正在2021年的年度方式中（Method of the Year 2021），基于AI的卵白质工程也正在提高CRISPR编纂效率，跟着高通量组学手艺（出格是正在单细胞程度）的快速成长，曾经取得了庞大的前进。模子考虑了多种生物布景消息，会商了计较生物学范畴的各方面话题。预测生物彼此感化的方式，如去噪、各向同性沉建和跨模态图像生成[20]。正在他们的评论中，将大型言语模子的便利性间接呈现正在阐发图像的生物学家面前[21]。
