پديد آورنده :
شفائي مهر، پريسا
عنوان :
پيش بيني ارتباط دارو و بيماري بااستفاده از شبكه عصبي گرافي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده،54ص.:مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها :
بازيابي مجدد دارو , شبكه عصبي گرافي , پيش بيني پيوند , مكانيزم توجه , يادگيري عميق
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/08/07
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/10/02
چكيده فارسي :
تعيين ارتباط بين دارو و بيماري بخش مهمي از فرايند توسعه دارو است. اما شناسايي اين ارتباطها از طريق آزمايشهاي تجربي هزينه بر و ناكارآمد است؛ بنابراين توسعه روشهاي محاسباتي كارآمد و بادقت براي پيشبيني ارتباط بين دارو و بيماري بسيار مهم است.در اين پژوهش، روشي جديد محاسباتي به نام شبكه پيچشي گراف با توجه لايه براي پيشبيني ارتباط بين دارو و بيماري پيشنهاد شده است. اين مدل ابتدا گراف دادهها را با استفاده از شبكه عصبي توجه گرافي وزندهي كرده و سپس اين گراف را كه نشانگر شباهتهاي وزندهي شده دارو - دارو است به همراه گراف نشاندهنده ارتباطات شناخته شده بين دارو و بيماري و بيماري - بيماري را در يك شبكه ناهمگن ادغام ميكند، و عمليات پيچشي گراف را بر روي اين شبكه اعمال ميكند تا نمايشهاي تعبيه دارو و بيماري را ياد بگيرد. سپس، مدل نمايشهاي از چندين لايه پيچشي گراف را با استفاده از مكانيزم توجه تركيب ميكند. در نهايت، ارتباطات مشاهده نشده بين دارو و بيماري بر اساس نمايشهاي تركيبي امتيازدهي ميشوند.ارزيابي مدل پيشنهادي نشان ميدهد كه اين روش عملكرد بهتري نسبت به روشهاي پيشين دارد و قادر است $AUC$ 95 درصد و $AUPR$ 54 درصد را كسب كند.اين مدل ابزار مفيدي براي پيشبيني ارتباط بين دارو و بيماري است. اين مطالعه نشان ميدهد كه نمايشهاي حاصل از لايههاي پيچشي مختلف ميتوانند نزديكيهاي مرتبه مختلف را منعكس كنندو تركيب اين نمايشها با استفاده از مكانيزم توجه ميتواند عملكرد پيشبيني را بهبود بخشد.همچنين، مطالعه موردي نشان ميدهد كه اين مدل ميتواند ارتباطات جديد و ناشناختهاي را كشف كند. هم چنين پژوهش نشان دهنده تاثير تغيير گراف ورودي شبكه در جهت بهبود دقت مدل مي باشد.
چكيده انگليسي :
Identifying the relationship between drugs and diseases is a crucial part of the drug development process. However,
discovering these relationships through experimental methods is costly and inefficient; therefore, developing efficient
and accurate computational methods for predicting drug-disease associations is of great importance.In this research,
a novel computational method called graph convolutional network with layer attention is proposed for predicting
drug-disease associations. This model first weights the data graph using a graph attention neural network and then
integrates this graph, which represents weighted drug-drug similarities, along with graphs representing known drug-
disease and disease-disease associations, into a heterogeneous network. Graph convolution operations are applied to
this network to learn drug and disease embedding representations. Then, the model combines representations from
multiple graph convolutional layers using an attention mechanism. Finally, unseen drug-disease associations are
scored based on the combined representations.evaluation of the proposed model shows that this method outperforms
previous methods and can achieve an AUC of 95% and AUPR of 54%. A case study also demonstrates that the
proposed model can effectively discover new associations. This model is a useful tool for predicting drug-disease
associations. This study shows that representations from different convolutional layers can reflect different levels of
proximity, and combining these representations using the attention mechanism can improve prediction performance.
Furthermore, the case study shows that this model can discover new and unknown associations. The research also
demonstrates the impact of changing the input graph of the network on improving the model’s accuracy.
استاد راهنما :
رامين جوادي , منصوره ميرزايي
استاد داور :
محمدرضا احمدزاده , ساره گلي فروشاني