深度学习在生物医药领域的应用

序号	推送日期	文章	类型	简述	创新点	不足	研究目的	研究对象	领域	病种	技术	模型	数据类型	样本量	算法框架	模型架构	性能指标	计算资源
1081	2025-10-07	Predicting cell type-specific epigenomic profiles accounting for distal genetic effects 2024-11-16, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-54441-5 PMID:39550354	研究论文	提出一种能预测未见细胞类型表观遗传信号的深度学习模型Enformer Celltyping	首次在深度学习模型中整合远端DNA相互作用效应（最远100,000碱基对）以实现跨细胞类型的表观遗传信号预测	基因组深度学习模型在遗传变异效应预测方面仍存在局限性	开发能预测不同细胞类型表观遗传谱的计算模型	细胞类型特异性表观遗传信号	机器学习	NA	染色质可及性数据，表观遗传插补	深度学习	DNA序列数据，表观遗传数据	NA	NA	Enformer	NA	NA
1082	2025-10-07	Digital profiling of gene expression from histology images with linearized attention 2024-11-14, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-54182-5 PMID:39543087	研究论文	开发了一种名为SEQUOIA的线性化注意力模型，能够从组织学图像中预测癌症转录组谱	首次将线性化注意力机制应用于全切片图像分析，解决了传统transformer在医学图像处理中模型复杂度过高和数据量有限的问题	模型在16种癌症类型上训练，可能对其他罕见癌症类型的泛化能力有限	开发从组织学图像预测基因表达谱的深度学习方法，实现癌症个性化管理	癌症肿瘤样本	数字病理学	癌症	全切片图像分析，转录组分析	Transformer	图像	7584个肿瘤样本用于模型开发，1368个肿瘤样本用于验证	NA	线性化注意力Transformer	NA	NA
1083	2025-10-07	Foundation model of neural activity predicts response to new stimulus types and anatomy 2024-Aug-31, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.03.21.533548 PMID:36993435	研究论文	通过训练神经活动基础模型，准确预测小鼠对新视觉刺激的神经响应并推断神经元解剖特征	首次将基础模型范式应用于神经科学，实现了跨小鼠个体、跨刺激类型和跨任务（从神经活动预测到解剖特征预测）的强泛化能力	模型训练依赖于大规模神经活动数据采集，目前仅针对视觉皮层进行了验证	构建能够泛化到新刺激类型和预测解剖特征的大脑基础模型	小鼠视觉皮层神经元活动	计算神经科学	NA	神经活动记录，功能连接组学	基础模型	神经活动数据，自然视频刺激，解剖数据	多只小鼠的大规模神经活动记录	NA	NA	预测准确率	NA
1084	2025-10-07	Lightning Pose: improved animal pose estimation via semi-supervised learning, Bayesian ensembling and cloud-native open-source tools 2024-Jul, Nature methods IF:36.1Q1 DOI:10.1038/s41592-024-02319-1 PMID:38918605	研究论文	提出Lightning Pose系统，通过半监督学习、贝叶斯集成和云原生工具改进动物姿态估计	结合半监督学习利用未标记视频数据、设计处理遮挡的网络架构、集成集成学习和卡尔曼平滑的后处理技术	NA	开发更准确可靠的动物姿态估计方法	动物行为视频数据	计算机视觉	NA	深度学习	CNN	视频	NA	PyTorch Lightning	NA	准确性	云平台
1085	2025-10-07	Digital profiling of cancer transcriptomes from histology images with grouped vision attention 2024-Jan-19, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.09.28.560068 PMID:37808782	研究论文	开发了一种基于分组视觉注意力的Transformer模型，用于从组织学图像预测癌症转录组	首次将Transformer架构应用于组织学图像进行转录组预测，并采用预训练策略解决数据量不足的问题	模型在组织水平训练，空间基因表达预测能力仍需进一步验证	从组织学图像中预测癌症转录组特征	9种癌症类型的肿瘤样本和正常组织样本	数字病理学	癌症	空间转录组学，全切片组织学成像	Transformer	组织学图像，基因表达数据	预训练：1,802个正常组织样本；微调评估：4,331个肿瘤样本；验证：1,305个肿瘤样本	NA	Transformer	Pearson相关系数，均方根误差	NA
1086	2025-10-07	Deep Trans-Omic Network Fusion for Molecular Mechanism of Alzheimer's Disease 2024, Journal of Alzheimer's disease : JAD DOI:10.3233/JAD-240098 PMID:38728189	研究论文	提出新型深度学习模型MoFNet，通过整合多组学数据和先验功能相互作用来研究阿尔茨海默病的分子机制	首次建模从DNA到RNA和蛋白质的动态信息流，整合多组学数据与SNP、基因和蛋白质间的先验功能相互作用	NA	发现功能连接的多组学特征，研究阿尔茨海默病的分子机制及其上游遗传贡献因素	阿尔茨海默病患者的多组学数据（SNP、基因、蛋白质）	机器学习	阿尔茨海默病	多组学数据整合分析	深度学习	基因组数据，转录组数据，蛋白质组数据	ROS/MAP队列数据	NA	MoFNet	预测性能	NA
1087	2025-10-07	A review of epilepsy detection and prediction methods based on EEG signal processing and deep learning 2024, Frontiers in neuroscience IF:3.2Q2 DOI:10.3389/fnins.2024.1468967 PMID:39618710	综述	本文综述了基于脑电图信号处理和深度学习的癫痫检测与预测方法	系统梳理了癫痫EEG信号处理的关键环节，按患者独立性对文献进行分类，并区分了通用分类指标和特定癫痫预测标准两种评估方法	公开数据集缺乏癫痫类型多样性且采集环境受限，信号预处理方法有限，难以完全反映实际应用场景	通过深度学习方法实现癫痫脑电图信号的高效检测与预测	癫痫患者的脑电图信号	机器学习	癫痫	脑电图信号处理	CNN, RNN	脑电图信号	NA	NA	NA	通用分类指标，特定癫痫预测标准	NA
1088	2025-10-07	MLR-predictor: a versatile and efficient computational framework for multi-label requirements classification 2024, Frontiers in artificial intelligence IF:3.0Q2 DOI:10.3389/frai.2024.1481581 PMID:39664103	研究论文	提出一种名为MLR-predictor的多标签需求分类计算框架，通过创新性文本向量化方法和问题转换策略提升分类性能	采用OkapiBM25模型将需求文本转换为统计向量，并将多标签分类问题转化为多类分类问题，结合逻辑回归分类器实现高效分类	NA	开发高效的多标签需求分类计算框架以提升软件需求分类性能	软件需求文本数据	自然语言处理	NA	文本挖掘，机器学习	逻辑回归	文本	三个公共基准需求分类数据集	NA	OkapiBM25	宏F1值，F1分数	NA
1089	2025-10-07	Quantitative Spatial Analysis of Chromatin Biomolecular Condensates using Cryo-Electron Tomography 2024-Dec-31, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2024.12.01.626131 PMID:39677698	研究论文	通过冷冻电子断层扫描技术对染色质生物分子凝聚物进行定量空间分析	整合深度学习分割与新型上下文感知模板匹配方法，首次在重构和天然染色质系统中解析核小体平均结构	方法主要针对生化重构的凝聚物，对某些细胞内的凝聚物适用性有限	研究染色质生物分子凝聚物的内部结构和形成机制	生化重构的染色质凝聚物和原位天然染色质	结构生物学	NA	冷冻电子断层扫描，高压冷冻，聚焦离子束铣削	深度学习	冷冻电子断层扫描图像	NA	NA	NA	分辨率（6.1 Å和12 Å）	NA
1090	2025-10-07	Interformer: an interaction-aware model for protein-ligand docking and affinity prediction 2024-11-25, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-54440-6 PMID:39587070	研究论文	提出一种基于图Transformer架构的交互感知模型Interformer，用于蛋白质-配体对接和亲和力预测	采用交互感知混合密度网络捕获非共价相互作用，并引入负采样策略校正交互分布	NA	改进蛋白质-配体对接和亲和力预测的泛化能力和可解释性	蛋白质-配体复合物	机器学习	NA	深度学习	图Transformer	分子结构数据	公开数据集和内部数据集	NA	Graph-Transformer	对接任务SOTA性能	NA
1091	2025-10-07	Whole-cell multi-target single-molecule super-resolution imaging in 3D with microfluidics and a single-objective tilted light sheet 2024-11-24, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-54609-z PMID:39582043	研究论文	开发了一种结合微流控和单物镜倾斜光片技术的3D多靶点单分子超分辨率成像平台	通过可操纵的倾斜光片减少荧光背景，结合3D纳米打印微流控系统反射光片，实现了全细胞多靶点3D超分辨率成像	NA	解决全细胞多靶点3D单分子超分辨率成像中的高荧光背景和慢采集速度问题	哺乳动物细胞内的亚细胞结构	生物医学成像	NA	单分子超分辨率荧光显微镜，微流控技术，Exchange-PAINT	深度学习	3D图像	NA	NA	NA	成像精度，成像速度	NA
1092	2025-10-07	ClickGen: Directed exploration of synthesizable chemical space via modular reactions and reinforcement learning 2024-11-22, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-54456-y PMID:39578485	研究论文	开发了一种利用模块化反应和强化学习生成高可合成性分子的深度学习模型	结合点击化学模块化反应组装分子，并整合强化学习和修复技术确保分子多样性、新颖性和强结合倾向	仅针对三种蛋白质的现有结合剂进行了验证，适用范围有待进一步扩展	解决生成分子可合成性低的问题，推动AI驱动的自动化实验和闭环分子设计	化学分子空间，特别是针对PARP1等蛋白质靶点的小分子化合物	机器学习	癌症	点击化学，强化学习，修复技术	深度学习模型	化学分子数据	针对三种蛋白质靶点的分子生成和验证	NA	NA	新颖性，可合成性，对接构象相似性	NA
1093	2025-10-07	In-context learning enables multimodal large language models to classify cancer pathology images 2024-11-21, Nature communications IF:14.7Q1 DOI:10.1038/s41467-024-51465-9 PMID:39572531	研究论文	本研究评估了GPT-4V模型通过上下文学习在癌症病理图像分类任务中的表现	首次系统评估多模态大语言模型在医学图像分析中的上下文学习能力，无需参数更新即可完成专业医疗图像分类	仅评估了三种特定的癌症病理学任务，未涵盖更广泛的医学图像类型	探索上下文学习在医学图像分类中的应用，降低技术门槛	结直肠癌组织亚型分类、结肠息肉亚型分类和淋巴结切片中乳腺肿瘤检测	计算机视觉	癌症	上下文学习	多模态大语言模型	病理图像	仅需少量样本	GPT-4V	GPT-4V	与专业神经网络性能对比	NA
1094	2025-10-07	Whole-cell multi-target single-molecule super-resolution imaging in 3D with microfluidics and a single-objective tilted light sheet 2024-Sep-16, bioRxiv : the preprint server for biology DOI:10.1101/2023.09.27.559876 PMID:37808751	研究论文	开发了一种结合微流控技术和单物镜倾斜光片的新型3D超分辨率成像方法，用于全细胞多靶点单分子成像	提出可操控的抖动单物镜倾斜光片用于光学切片以减少荧光背景，开发了3D纳米打印微流控系统反射光片至样品的新流程	NA	解决全哺乳动物细胞单分子超分辨率成像中高荧光背景和慢采集速度的问题	哺乳动物细胞亚细胞结构	生物医学成像	NA	单分子超分辨率荧光显微镜，Exchange-PAINT	深度学习	3D荧光图像	NA	NA	NA	成像精度，成像速度	NA
1095	2025-10-07	Spatiotemporal transcriptomic landscape of rice embryonic cells during seed germination 2024-09-09, Developmental cell IF:10.7Q1 DOI:10.1016/j.devcel.2024.05.016 PMID:38848718	研究论文	本研究通过空间增强分辨率组学测序和单细胞RNA测序，揭示了水稻胚胎细胞在种子萌发过程中的时空转录组景观	开发了基于深度学习的自动细胞分割模型，首次报道了两种未发现的盾片细胞类型，并提供了探索胚胎细胞在种子萌发中作用的新方法	NA	阐明不同胚胎细胞在调控种子活力和幼苗建成中的复杂生物学功能	水稻胚胎细胞	数字病理学	NA	空间增强分辨率组学测序(Stereo-seq), 单细胞RNA测序(scRNA-seq), 原位杂交	深度学习	空间转录组数据, 单细胞转录组数据	吸水后6、24、36和48小时的时间点样本	NA	NA	NA	NA
1096	2025-10-07	Constructing analogies: Developing critical thinking through a collaborative task 2024 Sep-Oct, Biochemistry and molecular biology education : a bimonthly publication of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology IF:1.2Q3 DOI:10.1002/bmb.21843 PMID:38850246	研究论文	探讨大学生通过构建复杂类比来发展批判性思维能力的定性研究	开发了新颖的评分方案来衡量内容知识和批判性思维，并证明结对合作能显著提升批判性思维能力	样本量较小（n=30），且为定性研究，结果可能缺乏普适性	研究通过构建复杂类比任务促进学生批判性思维发展的有效性	大学生物专业学生（30名）	教育学	NA	定性访谈分析	NA	访谈数据	30名大学生物专业学生，共收集50份访谈数据	NA	NA	内容知识评分、批判性思维评分	NA
1097	2025-10-07	Fragment-Fusion Transformer: Deep Learning-Based Discretization Method for Continuous Single-Cell Raman Spectral Analysis 2024-08-23, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.4c00149 PMID:38934798	研究论文	提出一种基于Transformer的片段融合模型，用于连续单细胞拉曼光谱数据的离散化分析	将连续光谱基于内在特征进行离散化分段，结合片段内特征提取和片段间特征融合，通过金字塔结构增强模型感受野	NA	解决连续拉曼光谱数据缺乏离散化而限制深度学习算法应用的问题	单细胞拉曼光谱数据	机器学习	NA	拉曼光谱	Transformer	光谱数据	NA	NA	Fragment-Fusion Transformer, 金字塔结构	准确率, 信息增益, 信息熵	NA
1098	2025-10-07	Strain-Temperature Dual Sensor Based on Deep Learning Strategy for Human-Computer Interaction Systems 2024-08-23, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.4c01202 PMID:39068608	研究论文	本研究开发了一种基于热电流效应的热电水凝胶双传感器，结合深度学习策略实现人机交互系统的应变-温度双重感知	利用霍夫迈斯特效应和热电电流效应制备具有高韧性（800 kPa拉伸强度）和高塞贝克系数（2.3 mV/K）的三重网络PVA/PAA/羧甲基纤维素水凝胶	NA	开发用于人机交互系统的应变-温度双功能传感器	热电水凝胶传感器及其在机器人手控制中的应用	人机交互	NA	霍夫迈斯特效应、热电电流效应	深度学习	传感器数据	NA	NA	NA	识别准确率（95.30%）	NA
1099	2025-10-07	Deep-Learning-Guided Electrochemical Impedance Spectroscopy for Calibration-Free Pharmaceutical Moisture Content Monitoring 2024-08-23, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.4c01180 PMID:39096505	研究论文	本研究开发了一种基于深度学习和电化学阻抗谱的无校准药物水分含量监测方法	首次将深度学习技术与电化学阻抗谱结合，实现无需校准的药物水分含量快速准确检测	NA	开发快速准确的无校准药物水分含量监测技术	药物粉末样品	机器学习	NA	电化学阻抗谱	1DCNN	光谱数据	NA	NA	一维卷积神经网络	平均误差	NA
1100	2025-10-07	Deep Learning Enabled Universal Multiplexed Fluorescence Detection for Point-of-Care Applications 2024-08-23, ACS sensors IF:8.2Q1 DOI:10.1021/acssensors.4c00860 PMID:39010300	研究论文	开发了一种结合机器学习的紧凑型无透镜荧光传感系统，用于可扩展的多重荧光检测	无需光学调整即可实现多重荧光检测，通过更新机器学习模型即可轻松扩展多重检测能力而无需改变硬件	NA	开发便携式、经济高效的多重荧光检测系统用于即时检测应用	三种常见呼吸道病毒	机器学习	呼吸道病毒感染	环介导等温扩增(LAMP)	机器学习模型	荧光数据	NA	NA	预训练机器学习模型	NA	NA