18、人工智能在生物与医学领域的应用

人工智能在生物与医学领域的应用

1. 人工智能在系统发育学中的应用

系统发育学是一种分支树模型，用于界定任何生物实体的进化起源。进化枝及其长度代表了特定进化所需的时间。构建进化树涉及多个步骤，计算各序列之间的距离通常采用距离矩阵法，该方法通过两种可比模式构建相关矩阵，即算术平均非加权组对法（UPGMA）和邻接法（NJ）。近年来，计算生物学的发展为利用人工智能算法进行自动分析和树构建奠定了基础。用于标准树构建的人工智能算法包括k近邻、贝叶斯定理、决策树和神经网络。

1.1 构建进化树的步骤

graph LR
    A[数据收集] --> B[序列比对]
    B --> C[距离计算]
    C --> D[树构建]
    D --> E[树评估]

1.2 人工智能算法在进化树构建中的作用

• k近邻 ：根据数据点之间的距离进行分类和预测。
• 贝叶斯定理 ：基于概率推理，结合先验知识和数据进行推断。
• 决策树 ：通过一系列决策规则进行分类和预测。
• 神经网络 ：模拟人类神经系统，学习数据中的模式和规律。

2. 人工智能在医疗保健中的应用

人工智能技术与机器学习方法在医疗保健中心得到广泛应用，旨在满足患者需求、准确预测疾病，并通过个性化药物改善