《基於生物數據的基因網路和生物神經網路的結構研究》是依託湖南師範大學，由郭水霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於生物數據的基因網路和生物神經網路的結構研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭水霞
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大腦的功能由神經元決定，神經元的功能由蛋白質決定，蛋白質的功能由基因組決定，最近的研究表明，基因組的功能是由基因組中潛在的基因網路而不是由單個基因決定，同樣，大腦的功能也是由神經元的集團行為決定 。基因晶片和腦的多電極實驗可以為我們提供海量的基因數據以及神經元行為的數據，如何通過生物數據來確定合適的網路模型並通過得到的模型來確定這些網路生物學上的意義，是生物學家以及數學家都非常關心的問題，也是目前國際上的研究熱點，我們已經在這方面取得初步成果。本課題主要研究如何基於海量生物數據推導基因以及神經元的網路結構的理論與方法，包括構建時域上的網路模型以及頻率驅動網路模型以及含隱變數的擴展模型，將偏因果關係網路模型和Bayesian網路模型結合起來，並利用現有的數據進行分析和驗證,給出合理的網路結構及生物解釋。
結題摘要
本課題主要研究如何基於海量生物數據推導基因以及神經元的網路結構的理論與方法，具體研究下列子課題：1. 利用標準化、聚類等方法對數據進行預處理；2. 在時域及頻域空間上對小網路結構進行研究；3. 在時域及頻域空間上對大網路結構進行研究。通過課題組的努力，三個方面均取得一定的進展，獲得一些有一定價值的結果。關於1，我們運用零極點累試法設計濾波器，並套用於實際生物數據的分析中去；關於2，由於神經元之間存在相互協作，為了得到更符合實際生物意義的網路結構，我們考慮神經元作為整體的網路結構，並提出複合偏相關因果網路模型來研究整體和整體之間的因果關係；此外，我們對大腦功能磁共振數據進行了分析，提出一種全腦組相關分析法研究正常人和精神疾病患者大腦網路的主要差異，並編寫了相應的軟體包；關於3，我們提出了一套處理大網路的行之有效的方法，該方法首先利用兩兩因果關係得到網路的一個很粗放的結構，從而找到任意一個節點的所有父節點(包括直接的和間接的)。然後利用偏因果關係將所有的間接連線的節點剔除掉，從而得到的都是直接的父節點。
