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Un punto de referencia a gran escala del aprendizaje intermodal para la histología y la expresión génica en la transcriptómica espacial

Created by
  • Haebom

Autor

Rushin H. Gindra, Giovanni Palla, Mathias Nguyen, Sophia J. Wagner, Manuel Tran, Fabian J. Theis, Dieter Saur, Lorin Crawford, Tingying Peng

Describir

Este artículo presenta HESCAPE, un referente a gran escala para la evaluación de métodos de aprendizaje multimodal que aprovechan tanto imágenes de morfología tisular como datos de expresión génica en transcriptómica espacial. A partir de un conjunto de datos de órganos completos, compuesto por seis paneles genéticos y 54 donantes, evaluamos sistemáticamente codificadores de imágenes y expresión génica de vanguardia mediante diversas estrategias de preentrenamiento y evaluamos su eficacia en dos tareas posteriores: clasificación de mutaciones génicas y predicción de la expresión génica. Este estudio demuestra que los codificadores de expresión génica son un determinante clave de un alineamiento robusto de la expresión, ya que los modelos genéticos preentrenados con datos de transcriptómica espacial superan a los modelos entrenados sin datos espaciales y a los enfoques de referencia simples. Sin embargo, evaluaciones posteriores revelan un resultado paradójico: si bien el preentrenamiento contrastivo mejora sistemáticamente el rendimiento de la clasificación de mutaciones génicas, degrada el rendimiento de la predicción directa de la expresión génica en comparación con los codificadores de referencia entrenados sin objetivos intermodales. Los efectos de lote se identifican como un factor clave que dificulta el alineamiento intermodal efectivo, lo que destaca la importancia de los enfoques de aprendizaje multimodal robustos a lotes en transcriptómica espacial. Por último, abrimos el código fuente de HESCAPE para proporcionar un conjunto de datos estandarizados, un protocolo de evaluación y herramientas de evaluación comparativa.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Ofrecemos HESCAPE, un punto de referencia a gran escala para evaluar el rendimiento de los métodos de aprendizaje multimodal utilizando datos de transcriptómica espacial.
Revelamos que los codificadores de expresión genética juegan un papel crucial en la alineación de la expresión multimodal.
El preentrenamiento con datos de transcriptómica espacial mejora el rendimiento de la clasificación de mutaciones genéticas.
Se investigó la influencia de los efectos de lote en el aprendizaje multimodal.
Esto sugiere la necesidad de métodos de aprendizaje multimodal sólidos para estudios de transcriptómica espacial.
Limitations:
El entrenamiento previo contrastivo mejora el rendimiento de la clasificación de mutaciones genéticas, pero degrada el rendimiento de la predicción directa de la expresión genética.
Los efectos de lote no se han abordado completamente. Se requiere más investigación sobre métodos de aprendizaje multimodal robustos a estos efectos.
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