新的独立成分分析算法实现功能磁共振成像信号的盲分离

采用独立成分分析(independent component analysis,ICA)的一种新的牛顿型算法来提取功能磁共振成像(functional magnetic rasonance imaging,fMRI)信号中的各种独立成分(包括与实验设计相关的成分以及各种噪声)。与fastICA相比,该算法减少了运算量,提高了运算速度,而且能够很好地分离出各个独立成分。结果表明该算法是一种有效的fMRI信号分析手段。     

植物炭疽病真菌金属硫蛋白的三级结构预测

根据实验测定的Ⅰ类金属硫蛋白(metallothionein, MT)三级结构的实验数据,给出该类蛋白质的两种特征结构(CXC、CXXC一级结构,半胱氨酸-金属络合簇三级结构)的原子间距离约束条件,然后运用距离几何算法计算出一系列可能的构象.从这些构象中经统计分析筛选出目标函数值显著较小的结构作为所预测蛋白质的三级结构模型.用已知结构的蓝蟹MT对方法进行检验证实其可行性后,对植物炭疽病真菌金属硫蛋白CAP3进行了三级结构预测.     

用距离几何算法和同源建模法对水稻类金属硫蛋白（rgMT）的三维结构建模

水稻类金属硫蛋白(rgMT)的两端是高度保守的半胱氨酸富含区的结构域(CR区),中间是不含半胱氨酸的间隔区,呈典型的三段式结构。本研究分别采用距离几何算法和同源建模相结合的方法对水稻类金属硫蛋白进行三级结构建模。在排列出CR区的所有可能的半胱氨酸-金属硫络合的组合方式,并对每一种组合方式给出一定的限制条件后各生成20个随机构象。根据生成的随机构象足否能形成金属硫络合结构,从900个随机构象中最终选出6个构象(N端4种,C端2种组合)作为可能的结构模型。另一方面,采用GOR方法对间隔区进行了二级结构预测,随后用同源建模法对其建模。将上述建成的三部分模型连接起来后形成rgMT的整体三维构象。结果表明rgMT能像哺乳动物MT蛋白一样,可形成两个独立的、在结构和能量上均没有障碍的金属-硫络合结构。介于所有植物类金属硫蛋白都具有典型的三段式结构,其中的一部分还具有与rgMT相同的半胱氨酸排列方式,所以rgMT三维结构模型的建立对于其他植物类金属硫蛋白的结构研究具有重要的参考价值。     

基于人工神经网络的农业病虫害预测模型及其效果检验

选取与病虫害有关的因子作为样本的输入特征,建立了农业病虫害年分类预测的Ｂ－Ｐ人工神经网络模型。该方法应用于稻瘟病的预测建模结果的拟合率为１００％,预留样本检验报率为８３％。     

分区算法复杂性在精神分裂症EEG信号分析中的应用

本文讨论了用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ复杂性和复杂性Ｃ１,Ｃ２来分析精神分裂症脑电时间序列存在的问题,提出了新的分区算法复杂性进行改进,并用临床实验证明,结果使分辨率有了很大的提高。     

基于混合演化算法的乌梁素海芦苇凋落物分解模拟及预测

以乌梁素海湖滨植被带建群植物—芦苇(Phragmites australis)的凋落物为研究对象,基于野外分解袋法对芦苇凋落物进行分解实验,通过混合演化算法(HEA)建模。旨在揭示和预测芦苇凋落物在湖水中的分解过程,并结合阈值和敏感性分析,探讨凋落物分解释放的氮、磷元素与环境影响因子之间的关系。研究结果表明:(1)混合演化算法的最佳模型预测值与实际测量值之间拟合度高(r²=0.90—0.99),质量损失模型(ML-model)的拟合效果最好(r²=0.99)。(2)芦苇凋落物的质量损失(ML)随水温(WT)增高而增加;凋落物中的N元素先累积后释放,且pH较低(pH<8.326)时,促进N元素释放;凋落物中的P元素在整个过程中以释放为主,且WT较高(WT>=16.978℃)时,凋落物中P元素与溶解氧(DO)呈负相关; WT较低时, P元素与WT呈负相关。进一步证明,混合演化算法模型能够模拟和预测湖泊芦苇凋落物水中分解过程,识别和量化凋落物分解与环境因子的生态关系和阈值数据,可为浅水草型湖泊内源污染防治提供理论支撑。     

真光层深度的遥感反演及其在富营养化评价中的应用

真光层深度直接影响水体中浮游植物的分布和初级生产力以及水体生态环境,是水生态研究的一个重要参数.利用2006年10月24日～11月2日太湖水下实测光谱数据和光合有效辐射(PAR)数据,通过数据的处理和分析,尝试建立真光层深度与水面以下遥感反射率的关系模型,并利用真光层深度与透明度的关系,建立水体富营养化真光层深度评价模型.研究结果表明:真光层深度与归一化遥感反射率具有很好的相关性;选用特定波段的归一化反射率作为变量,建立两者的关系模型能较好的反演真光层深度,所建立的模型算法中,指数模型拟合方程的综合效果好于其他模型,波段比值算法反演精度要好于单波段算法;利用利用真光层深度进行富营养化评价具有一定的应用价值,利用该模型对太湖水体进行富营养化评价,得出太湖西部湖区大部分已富营养化,东部湖区处于中营养化和轻度富营养化状态.     

使用伪氨基酸组成和模糊支持向量机预测蛋白质结构类

蛋白质结构类预测是生物信息和蛋白质科学中重要的研究领域.基于Chou提出的伪氨基酸离散模型框架,从蛋白质序列出发,设计一种新的伪氨基酸组成方法表示蛋白质序列样本.抽取氨基酸组合(10-D)在序列中出现的频率和疏水氨基酸模式(6-D)表示蛋白质序列的附加特征,用和传统的氨基酸组成(20-D)一起构成的36维的伪氨基酸组成向量来表示蛋白质序列的特征.使用遗传算法来优化附加特征的权重系数.伪氨基酸组成向量作为输入数据,模糊支持向量机作为预测工具.使用三个常用的标准数据集来验证算法的性能.Jack-knife检验结果说明本方法具有较高的准确率,有望成为潜在的预测蛋白质功能的工具.     

基于小波包熵的运动意识任务分类研究

提出了以小波包熵作为脑电特征向量的左右手运动意识任务分类方法,对被测试者想象左右手运动时的脑电小波包熵动态变化情况及分析窗口长度的选择进行了研究.结果表明,小波包熵能很好地反映左右手运动想象的脑电特征变化,用线性判别式算法对脑电特征进行识别,分类正确率达到92.14%.由于小波包熵的计算比较简单,稳定性好,识别率高,为大脑运动意识任务的分类提供了新思路.     

物种分布区范围地理格局的Rapoport法则

Rapoport法则最初是关于物种分布的纬度位置与纬度分布宽度的关系的假说, 被认为是宏观生态学的重要假说之一。Rapoport法则提出以后引发了广泛的实证检验和理论探讨, 并扩展到海拔和海洋深度梯度的分析。对Rapoport法则的检验发展了多种算法, 包括基于中域效应模型的比较分析法, 提出了气候变异性等多种机理解释, 并建立了物种分布区范围格局与物种丰富度格局、分布边界限制等重要宏观生态学现象之间的联系。关于该法则的普适性仍存在明显的意见分歧, 但分析和检验方法被认为是影响结果的重要因素, 方法的改进将是这一领域今后研究的关键。本文主要从Rapoport法则的概念、检验方法、机理性解释, 关于其普适性的争论及其与物种丰富度格局的关系等方面, 综述这一领域的研究进展。