简单贝叶斯决策的计算神经模型

大脑根据贝叶斯理论处理信息已经得到诸多心理学和神经生理学实验的支持.贝叶斯推理过程往往需要处理复杂的概率计算,最近Shadlen和Gold提出基于对数似然比可以简化基于贝叶斯的两可决策任务.然而,目前并不清楚如何在神经回路中实现基于对数似然比的贝叶斯决策.通过建立具有信息整合与胜者独享特性的决策神经回路,结合奖励调制的突触可塑性学习算法,得到决策行为与突触可塑性之间的对应关系,由此可实现简单贝叶斯决策的计算神经模型.最后,利用该模型模拟出最近Yang和Shadlen关于恒河猴可进行贝叶斯决策的实验结果.     

基于局部茎搜索的RNA二级结构预测算法

RNA的二级结构预测是生物信息学中一个已经有30多年历史的经典问题,基于最小自由能模型(MFE)的优化算法是使用最为广泛的方法．但RNA结构中假结的存在使MFE问题理论上成为一个NP-hard问题,即使采用动态规划等优化算法也会面临时间复杂度高的困难,同时研究还发现,由于受RNA折叠动力学机制以及环境因素的影响,真实的RNA二级结构往往并不处于自由能最小状态．根据RNA折叠的特点,提出了一种启发式搜索算法来预测带假结的RNA二级结构．该算法以RNA的茎为基本单元,采用启发式搜索策略在茎的组合空间中搜索自由能最小并且出现频率最高的RNA二级结构,该算法不仅能显著降低搜索RNA二级结构的时间复杂度,还有助于弥补单纯依赖能量预测RNA二级结构的不足．在多种类型的RNA标准数据集上进行了检验,结果表明,该算法在预测的精度上优于目前国际上几个著名的RNA二级结构预测算法并且具有较高的运行效率．     

基于遥感信息的常州市热岛效应

以常州市区为研究区域,运用“单窗算法”对TM卫星第6波段进行解译,得到卫星过境时常州市区的地表温度(LST)分布图。结果表明：2006年9月18日卫星过境时常州市城区地表平均温度的热岛强度为3.81 K;常州热岛效应的空间分布特征为“一个片区结合多个组团”,与城市的发展格局基本一致,表明城市化引起的土地利用/土地覆盖变化是形成热岛效应的主要原因;城市工业用地的地表平均温度极显著高于城区,表明工业生产消耗大量能源而产生的人为热对常州市热岛效应的形成以及热岛强度的增强具有显著影响。     

How Many 3D Structures Do We Need to Train a Predictor？

It has been shown that the progress in the determination of membrane protein structure grows exponentially, with approximately the same growth rate as that of the water-soluble proteins. In order to investigate the effect of this, on the performance of prediction algorithms for both α-helical and β-barrel membrane proteins, we conducted a prospective study based on historical records. We trained separate hidden Markov models with different sized training sets and evaluated their performance on topology pred...     

A Modified Ant Colony Optimization Algorithm for Tumor Marker Gene Selection

Microarray data are often extremely asymmetric in dimensionality,such as thousands or even tens of thousands of genes but only a few hundreds of samples or less.Such extreme asymmetry between the dimensionality of genes and samples can lead to inaccurate diagnosis of disease in clinic.Therefore,it has been shown that selecting a small set of marker genes can lead to improved classification accuracy.In this paper,a simple modified ant colony optimization (ACO) algorithm is proposed to select tumor-related ma...     

Kazal型蛋白酶抑制剂结构与功能研究进展

蛋白酶抑制剂广泛存在于生物体内,在许多生命活动过程中发挥必不可少的作用,特别是对蛋白酶活性进行精确调控。其中Kazal型蛋白酶抑制剂是最重要的、研究最为广泛的酶抑制剂之一,该类抑制剂一般由一个或几个结构域组成,每一个结构域具有保守的序列和分子构象,同时发现该类抑制剂与蛋白酶作用的结合部位高度易变,它们大多数暴露于与溶剂接触的环上,其中P1部位是抑制作用的关键部位,抑制剂的专一性由P1部位氨基酸残基的性质决定,其它残基取代结合部位残基对抑制剂-酶的结合常数有显著的影响。Laskowski算法可直接从Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂的序列推测其与6种丝氨酸蛋白酶之间的抑制常数(Ki)。目前在生物体内发现大量的Kazal型蛋白酶抑制剂,并证实其有重要的生物学功能。     

系统发育分析中的最大简约法及其优化

随着生物技术的不断发展和系统发育学的深入研究, 在重构系统发育树时, 研究人员往往要面对更多的挑战和困难, 比如： (1)需要分析的样本数（物种数或个体数）不断增加; (2)需要分析的数据量迅速扩大。尤其在基因组测序技术的推动下, 基于分子信息的系统发育重建需要极大的计算量, 因此数学方法、 计算机技术以及其他辅助工具对于系统发育重建的效率和精确度起着至关重要的作用。最大简约法（maximum parsimony）是一种重要的系统发育重建方法, 提高其计算效率对系统发育学研究具有重要意义, 针对该算法的优化改进需要生物学家和计算机专家的共同努力。本文通过详细地阐述最大简约法的计算流程, 分析其参数选择对计算效率的影响, 帮助更多的计算机使用者, 在并不了解系统发育学基础的情况下, 更方便地针对实际的系统发育算法问题给出更好、 更快、 更精准的解决方案; 同时为系统发育研究工作者, 较为清晰地解释最大简约法的构树思想和计算逻辑, 推动针对最大简约法的不断改进与优化。     

引种桉树对本地生物多样性的影响

桉树以速生和适应多种环境的特性成为世界著名的造林树种.但引种桉树对环境可能产生负面影响,如导致土地退化、地下水水位下降和多样性降低等,特别是对林下本地生物物种多样性的影响及其原因还存有争议.本文对此进行了综述,认为大部分桉树人工林本地物种数量低于天然林,一般不高于乡土树种人工林,但总体上好于其他外来树种人工林.导致桉树人工林生物多样性低的原因主要是桉树的生理生态特性、人类不合理的规划和砍伐等,其中人为因素起主导作用.若根据引种地的群落性质,通过严格的设计和科学管理,可以将这种负面影响最小化.应按照有利于群落正常发育和植被更新的方式栽种桉树人工林,保留天然植被,减少人为干扰,从而减轻引种桉树的负面影响.     

杉木林自疏过程密度调节规律的研究

提出了森林自然稀疏过程中密度调节规律新模型,应用收缩扩张算法以山杨、云南松等树种森林自疏过程中密度资料对新模型进行了验证。验证结果表明：所提出的森林自疏规律模型能很好拟合实际的观测资料,具有良好的使用价值;所采用的非线性方程最优拟合方法是科学的,从而丰富了该领域的研究方法。交提出的森林自然稀疏过程密度调节规律模型应用于杉木林自疏过程密度变化规律研究,效果很理想,可为杉木林经营管理提供参考。     

隐半马氏模型在3′剪接位点识别中的应用(英)

新近的基因识别软件比先前的软件有着显著的提高,但是在外显子水平上的敏感性和特异性仍然不十分令人满意.这是因为已有软件对于剪接位点,翻译起始等生物信号位点的识别还不够有效.如果能够分别提高这些生物信号位点的识别效果,就能够提高整体的基因识别效率.隐半马氏模型能够很好地刻画3′剪接位点(acceptor)的结构.据此开发的一套对acceptor进行识别的算法在Burset/Guigo的数据集上经过检验,获得了比已有算法更好的识别率.该模型的成功还使得我们对剪接点上游的分支位点和嘧啶富含区的概貌有了一定的认识,加深了人们对于acceptor的结构和剪接过程的理解.