博文
生物学家的机器学习指南
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写在前面
在PLoS Computational Biology杂志中，曾经发表了一篇标题为《Ten simple rules for biologists initiating a collaboration with computer scientists》（图1）的文章。当生物学家想与计算机学家合作时，里面的第一条规则是：不要试图将计算机学家变成生物学家（Do not try to turn them into biologists）。生物学家要想避开这个雷区，有必要了解一下机器学习方面的知识。这次就推荐一个指南。
图1 生物学家与计算机学家合作10条准则
01
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动机
在生物学中，生物数据的大体量和复杂性对机器学习的需求日益增长，机器学习方法旨在构建隐藏在生物过程中的信息和预测模型。所有机器学习技术依赖数据拟合模型，然而机器学习方法具有特异性。因此，有必要对一些重要的机器学习技术（包括深度神经网络）进行梳理。另外一方面，不同机器学习技术可能适用于特定的生物数据类型，当生物学家想利用机器学习开展生物学实验时，提供合适的机器学习方法将会事半功倍。这些都是综述文章《A guide to machine learning for biologists》（图2）要解决的问题。
图2 生物学家机器学习指南
02
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内容
文献《A guide to machine learning for biologists》从基本概念（包括基本术语，监督和非监督学习，分类、回归和聚类问题，类别和标签，损失和代价函数，参数和超参数，训练、验证和测试，执行机器学习，过拟合和欠拟合，折中归纳偏差和方差偏差）、传统机器学习到人工神经网络进行了综述，还对机器学习应用于生物学所面临的挑战进行了阐述。详细内容见文献[1]。
后话
机器学习是辅助生物实验设计的良好工具和手段，本文献是生物学家和计算生物学家了解机器学习良好的入门综述。可以充当手册及时查阅基本的概念和方法适用范围。
参考文献：
[1] Greener JG, Kandathil SM, Moffat L, Jones DT. A guide to machine learning for biologists. Nat Rev Mol Cell Biol. 2022 Jan;23(1):40-55. doi: 10.1038/s41580-021-00407-0. Epub 2021 Sep 13. PMID: 34518686.
[2] Cechova M. Ten simple rules for biologists initiating a collaboration with computer scientists. PLoS Comput Biol. 2020 Oct 22;16(10):e1008281. doi: 10.1371/journal.pcbi.1008281. PMID: 33091012; PMCID: PMC7580977.
更多背景知识如下：
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27. EMT，你怎么那么多调控因子！
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31. miRNA活性识别之因果推理方法
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33. 构建条件单细胞基因调控网络
号外，为了便于交流，我们为miRNA介导的ceRNA研究在Frontiers in Molecular Biosciences杂志（ 2020_IF = 5.246）整了个专刊，主题为“Computational Identification of ceRNA Regulation”。投稿链接：https://www.frontiersin.org/research-topics/24340/。
https://wap.sciencenet.cn/blog-571917-1320343.html
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