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Enregistrement W6999678133

Deep Learning for Nematode Image-based Antiparasitic Drug Discovery

2024· dissertation· en· W6999678133 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueMacSphere (McMaster University) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenetics, Aging, and Longevity in Model Organisms
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMichael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research, McMaster UniversityMcMaster University
Mots-clésDeep learningPattern recognition (psychology)Classifier (UML)Binary classificationFeature learningContextual image classificationLinear classifierSemi-supervised learningDrug discovery
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Deep learning has revolutionized the domain of computer vision, with various neural network architectures excelling in tasks like biomedical image classification. This thesis focuses on using deep learning methods to automate the classification of nematode images for drug discovery. The process involves visually examining thousands of images of C. elegans exposed to natural extracts for signs of abnormal development, including morphological defects and reproductive issues. Our dataset comprises 12,717 microscopic images associated with natural product extracts. Approximately one-third of the images are labeled by an expert, and the remaining are unlabeled. Depending on the drug discovery objective, we define the classification as binary (Normal/Abnormal), the most common six (including only the most common six phenotype combinations), or 27 classes (including all phenotype combinations). Initially, we explored fully supervised and semi-supervised learning approaches for binary classification, utilizing high-confidence pseudo-labels from the unlabeled data to progressively enrich our training dataset. To better identify groups with similar visual observations and improve the classification performance, we propose the Triple Cluster Classification (TriCC) method, which enables the detection of underlying feature patterns in C. elegans. TriCC includes self-supervised contrastive learning, unsupervised image clustering, and supervised classification using labeled data to map clusters to the phenotype combinations. Following this, we propose a semi-supervised nematode image classifier based on self-supervised representation learning with Mix-up Barlow Twins (MBT-NC). This system integrates self-supervised learning (SSL) for feature representation (MBT) with a supervised classification stage (NC). We use additional linear interpolated samples in MBT to enhance batch information utilization. The MBT-NC outperforms the two previously developed methods, achieving test accuracies of 89.6%, 83.4%, and 77.6% for binary, six-class, and twenty-seven-class classifications, respectively.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,215
Écart entre enseignants0,209 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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