生信&数据挖掘——人工神经网络篇(1)软件准备

本文介绍了人工神经网络在复杂问题解决中的应用,如图像识别和数据挖掘。接着详细阐述了使用R语言和Rstudio进行GEO数据下载、注释、批次矫正、差异分析等生物信息学流程,并涉及神经网络模型构建、ROC曲线评估以及免疫细胞浸润和差异分析。这些方法和工具在数据科学和生物信息学领域具有重要价值。

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序言:

主要内容

软件准备

R语言下载

R语言安装

 Rstudio下载安装

Rstudio界面解释


序言:

人工神经网络(ANN),这是一种基于模拟生物神经网络的计算机模型,它可以用来解决复杂的问题,如识别图像、语音识别、自然语言处理等。 ANN可以模拟人类大脑的学习和记忆过程,它可以从大量的数据中学习,并从中提取出有用的信息。它可以自动识别模式,并从中提取出有用的信息,从而提高数据挖掘的效率。 ANN的应用非常广泛,它可以用来解决复杂的问题,如自动驾驶、机器人控制、智能家居等。它还可以用来改善现有的数据挖掘算法,从而提高数据挖掘的效率。 博主我相信,ANN将会成为未来数据挖掘的重要工具,它将为我们提供更多的机会,让我们可以更好地利用数据,更好地服务于社会。

主要内容

简介
GEO 数据下载
GEO 数据注释
数据批次矫正
差异分析
GO KEGG 富集分析
蛋白互作网络
随机森林树
神经网络模型
ROC 曲线
免疫细胞浸润
免疫细胞差异分析

软件准备

R语言下载

下载地址为:https://cran.r-project.org

按照下面步骤

1.点击base

2.点击Download R 3.5.1 for Windows (62 megabytes,32/64 bit)

 

R语言安装

  双击开始安装,跟一般的软件安装一样,根据需要进行相关安装设置并不断点击下一步即可。

 Rstudio下载安装

下载地址: http://www.rstudio.com/ide

单击蓝色圆形图标,进入跳转到Desktop版本下载窗口,Desktop版本又分为两个版本:Open Source Edition(免费)和Commercial License(付费)。

自己用的话可选择前者,单击【DOWNLOAD RSRUDIO DESKTOP】。
双击【RStudio-0.99.903.exe】进行安装

Rstudio界面解释

 perl安装同理

### GEO 息学数据挖掘教程与方法 #### 1. GEO 数据挖掘概述 GEO(Gene Expression Omnibus)是由 NCBI 提供的一个公共功能基因组数据存储库,广泛应用于息学研究中的基因表达数据分析。通过 GEO 数据挖掘,研究人员能够利用已有的高通量实验数据来验证假设或发现新的物学规律[^1]。 #### 2. 数据挖掘的主要步骤 GEO 数据挖掘通常分为以下几个主要阶段: - **表达矩阵 ID 转换** 在进行任何分析之前,需要将原始探针 ID 或其他形式的标识符转换为通用的标准格式(如 Gene Symbol)。这一步可以通过 R 包 `org.Hs.eg.db` 实现[^4]。 - **差异分析** 差异分析旨在识别不同条件下显著变化的基因集合。常用的方法包括 t 检验、Wilcoxon 秩和检验以及更复杂的线性模型(如 limma 包实现的功能)。这些统计测试可以帮助筛选出具有潜在物学意义的关键基因。 - **KEGG 数据库注释** 对于经过差异分析后的候选基因列表,进一步开展功能富集分析是非常重要的环节之一。其中 KEGG Pathway 是一种常见的途径注释资源,它提供了关于代谢过程和其他细胞活动的息。借助特定软件工具或者在线平台完成此任务[^3]。 #### 3. 使用 GEOquery 进行数据处理 为了简化从 GEO 下载并解析文件的过程,推荐使用专门设计好的 R 扩展包 —— GEOquery 。这个程序不仅支持多种类型的输入源 (比如 GSE/GPL),而且还能自动提取元数据结构以便后续计算之需[^2]。 下面展示一段简单的脚本示例用于加载指定系列矩阵及其关联息: ```r library(GEOquery) gse <- getGEO("GSEXXXXX", GSEMatrix = TRUE, Annotate = FALSE) exprs_data <- exprs(gse[[1]]) # 获取表达值 pheno_data <- pData(gse[[1]]) # 获取表型数据 ``` #### 4. 注意事项与其他技巧 尽管 GEO2R 可以为用户提供初步的结果导出选项,但由于缺乏质量控制措施等原因,在实际应用过程中仍建议手动调整参数设置以获得更为精确可靠的数据输出。此外,考虑到某些复杂场景下的需求可能超出基础框架所能覆盖范围,则有必要深入探索高级主题例如批次效应校正等技术手段。 ---
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