Theory of Cell Body Lensing and Phototaxis Sign Reversal in "Eyeless" Mutants of
この論文は、Chlamydomonas の「眼点欠損」変異体において、細胞体がレンズとして機能して後方から集光した光が受光器に到達し、その光強度の時間微分に対する鞭毛の応答が支配的となることで、走光性の符号が反転するという現象を、内部光の焦線や二安定性を含む定量的モデルを用いて理論的に説明したものである。
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q-bio
108 件の論文
Cross-Species Transfer Learning for Electrophysiology-to-Transcriptomics Mapping in Cortical GABAergic Interneurons
本論文は、マウスとヒトの皮質 GABA 作性介在ニューロンを対象に、パッチシーケンスデータを用いた電気生理学的特徴からトランスクリプトミクスアイデンティティへのマッピングを再現・拡張し、シーケンスモデルによる予測とマウスからヒトへの転移学習がヒトのサブクラス分類精度の向上に寄与することを示しています。
Uncovering statistical structure in large-scale neural activity with Restricted Boltzmann Machines
この論文は、統計物理学の枠組みである制限付きボルツマンマシン（RBM）を用いて、マウスの大規模神経活動データ（約 1500〜2000 個のニューロン）から高次依存関係や解剖学的構造を反映する有効な結合ネットワークを高精度に学習・抽出し、集団活動の統計的性質と緩和ダイナミクスを再現できることを示しています。
In-batch Relational Features Enhance Precision in An Unsupervised Medical Anomaly Detection Task
この論文は、バッチ内の正常な解剖学的変異をハイパーグラフ推定と共有重みグラフ畳み込み層を用いて埋め込みに統合する手法を提案し、脳腫瘍の MRI 画像における教師なし異常検知の偽陽性を大幅に低減し、AUC-ROC 0.90 などの性能向上を実現したことを報告しています。
Multicellular Tumour Spheroids Exposure to Pulsed Electric Field: A Combined Experimental and Mathematical Modelling Study Highlighting Temporal Dynamics of DAMP Release and Accelerated Regrowth at Intermediate Field Intensities
本研究は、実験と数理モデルを組み合わせることで、パルス電界照射後の多細胞腫瘍球における細胞死とDAMP放出の時間的動態を解明し、中間強度の電界で観察される腫瘍の加速的再生と、休眠細胞の二重役割（死による資源解放と生存による再増殖）の重要性を明らかにした。
Sampling-based Continuous Optimization for Messenger RNA Design
この論文は、mRNA 設計における多目的最適化問題を解決するため、サンプリングに基づく連続最適化フレームワークを提案し、既存手法よりも安定性や性能に関連する指標を大幅に改善できることを示しています。
drGT: Attention-Guided Gene Assessment of Drug Response Utilizing a Drug-Cell-Gene Heterogeneous Network
drGT は、薬・遺伝子・細胞の異種ネットワークとアテンション機構を活用して薬物応答を高精度に予測すると同時に、既知の標的や文献に基づく新たなバイオマーカー候補を解釈可能に提示する深層学習モデルです。
A practical identifiability criterion leveraging weak-form parameter estimation
この論文では、観測ノイズとパラメータ推定誤差に基づいた新たな実用同定性基準「(e, q)-同定性」を定義し、微分代数手法と WENDy 法を組み合わせた弱形式アプローチを用いることで、従来の出力誤差法に比べて計算効率が高くノイズに強いパラメータ推定と実用同定性の迅速な評価を実現することを提案しています。
The role of topology on protein thermal stability
モンテカルロシミュレーションを用いた本研究は、タンパク質 YibK において熱的安定性（融解温度）がトポロジー状態に依存しないことを示し、実験と計算の不一致は、深く結びついたタンパク質特有の「ほどける時間」と「展開する時間」の分離により、DSC 実験が非平衡状態を測定していることに起因すると結論付けています。
Neuronal Spike Trains as Functional-Analytic Distributions: Representation, Analysis, and Significance
この論文は、シュワルツの分布理論に基づき、ニューロンのスパイク列を離散事象としてではなく連続的な関数解析的分布として定式化することで、離散化や近似なしにスパイクダイナミクスを厳密に解析できる統一的な枠組みを構築し、2 神経回路におけるシナプス駆動力やスパイクタイミングの感度などの厳密な結果を導出したことを示しています。
Extracting useful information about reversible evolutionary processes from irreversible evolutionary accumulation models
本論文は、特徴の喪失を仮定しない非可逆的な進化蓄積モデルを用いても、実際の可逆的な進化過程における特徴獲得の順序や経路の核心構造といった重要な情報を信頼性高く抽出可能であることを、シミュレーション研究を通じて実証しています。
Extending Sequence Length is Not All You Need: Effective Integration of Multimodal Signals for Gene Expression Prediction
本論文は、DNA 配列の長さの延伸ではなく、標的遺伝子近傍のマルチモーダルなエピゲノム信号を、混同効果を軽減するバックドア調整を用いて適切に統合する「Prism」というフレームワークを提案することで、短い配列でも最先端の遺伝子発現予測精度を達成することを示しています。
Expectation and Acoustic Neural Network Representations Enhance Music Identification from Brain Activity
この論文は、音楽聴取時の脳活動から音楽を識別する際、音響情報と予測期待に関する人工神経ネットワーク表現を教師信号として活用し、両者を組み合わせることで従来の手法を凌駕する精度を達成できることを示しています。
Cross-Species Antimicrobial Resistance Prediction from Genomic Foundation Models
この論文は、種を超えた抗菌薬耐性予測において、従来の k-mer ベースの手法が限界を持つことを示し、Evo-1-8k-base などのゲノム基盤モデルから抽出した埋め込み表現を、局所的な耐性シグナルを保持する MiniRocket によって集約することで、異なる種間での汎化性能を大幅に向上させることを提案しています。
A Standardized Framework For Evaluating Gene Expression Generative Models
この論文は、単一細胞遺伝子発現データに対する生成モデルの評価における標準化の欠如と再現性の課題を解決するため、生物学的根拠に基づいた包括的な評価指標とオープンソースフレームワーク「GGE」を提案し、公平な比較と研究の加速を可能にすることを目的としています。
The macaque IT cortex but not current artificial vision networks encode object position in perceptually aligned coordinates
本研究は、マカク猿の側頭葉皮質（IT 野）が視覚的錯覚によって引き起こされる知覚的な位置シフトを反映する一方、現在の人工視覚ネットワークは同様の適応効果を示さず、生物と人工の視覚システムに歴史的依存性を伴う空間符号化のギャップが存在することを明らかにしました。
Single molecule localization microscopy challenge: a biologically inspired benchmark for long-sequence modeling
本論文は、状態空間モデルが生物学的な画像データにおける疎で不規則な時間プロセスを扱う際に直面する根本的な課題を明らかにするため、単一分子局在顕微鏡シミュレーションに基づく新たなベンチマーク「SMLM-C」を提案し、その評価結果を報告したものです。
Ill-Conditioning in Dictionary-Based Dynamic-Equation Learning: A Systems Biology Case Study
本論文は、システム生物学におけるデータ駆動型の動的方程式学習において、候補関数間の強い相関が数値的不安定性を引き起こす問題を検討し、直交多項式基底の選択とデータ分布の整合性がモデルの精度回復に重要であることを示しています。
Human Navigation Behaviour and Brain Dynamics in Real-world Contexts
この論文は、実世界環境でのナビゲーション、日常生活の追跡データ、仮想環境シミュレーション、およびモバイル脳記録という 4 つのアプローチを統合し、人間のナビゲーション行動とその脳動態に対するより生態学的な理解を促進する研究動向と将来展望をレビューしたものである。
abx_amr_simulator: A simulation environment for antibiotic prescribing policy optimization under antimicrobial resistance
この論文は、抗菌薬耐性（AMR）のダイナミクスをモデル化し、不確実性下での抗菌薬処方政策の最適化を可能にする、強化学習互換の Python 製シミュレーション環境「abx_amr_simulator」を紹介しています。