Fast and interpretable quantification of biological shape heterogeneity via stratified Wasserstein kernel
Notice bibliographique
Résumé
Modern imaging technologies produce vast collections of cellular and subcellular structures, calling for principled methods that enable shape comparison across individuals and populations. We introduce the stratified Wasserstein framework, which treats each shape as an unstructured point cloud and embeds it into Euclidean space via ranked local distance profiles. This embedding yields an isometry-invariant Euclidean distance and a positive-definite kernel for population analysis, with a consistent sample-based estimator that supports large datasets in near-quadratic time. By leveraging kernel methods, the framework enables statistically rigorous tasks such as nonparametric hypothesis testing, providing theoretical guarantees as well as interpretability. We demonstrate our framework's applicability to large-scale biological datasets. Analyzing 2D cancer cell contours, we quantify population-level discrepancies and identify representative cells contributing most strongly to the observed differences. Using 3D volumes of cell envelope and nucleus, we reveal progression patterns that capture morphological changes across cell populations both at the level of individual shapes. These results establish a simple and principled tool for population-level biological shape analysis, with potential impact across diverse domains of computational imaging and data science.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».