🔭 Всем привет! Мы немного отдохнули после запуска курса, а теперь восстанавливаем активность и продолжаем делиться с вами новостями из мира ML в биологии и биомедицины ☺️

Сегодня подобрали небольшой дайджест событий в сфере биотеха и IT, на которых можно получить полезные знания, познакомиться со специалистами из академии и индустрии и прокачать свои навыки в ML.

1️⃣ 19 марта | Семинар по МЛ в геномике: «Как функциональная геномика может помочь при исследовании эволюции?»

Уже завтра пройдет семинар для тех, кто хочет глубже разобраться в применении машинного обучения в биоинформатике и понять, как его используют в современной генетике. Это возможность дополнительно встретиться со спикером курса «Машинное обучение в биологии и биомедицине» Артёмом Касьяновым! Он расскажет, как современные омиксные технологии — RNA-seq, ChIP-seq, Hi-C — помогают исследовать эволюционные процессы, а также представит подходы, позволяющие анализировать экспрессию генов и выявлять события положительного отбора в популяциях.

2️⃣ 4–24 апреля | Дни компьютерных наук ФКН НИУ ВШЭ

Фестиваль объединяет студентов, преподавателей, исследователей и всех, кто интересуется IT. В программе — лекции, дискуссии, квизы и кинопоказы. Для тех, кто только начинает изучать машинное обучение, особенно полезными будут тренинги по ML и прикладному программированию. Это хорошая возможность не только освоить новые технологии, но и пообщаться с экспертами и представителями IT-компаний.

3️⃣ 16–17 мая | ML-конференция: от обучения до эксплуатации моделей (IML Conf)

Конференция ориентирована на практическое применение машинного обучения в самых разных сферах, включая медицину и биотех. В программе — доклады и мастер-классы по NLP, Computer Vision, Big Data, MLOps и другим ключевым темам. Участники смогут узнать, как организуется полный цикл работы с ML-моделями: от обучения до внедрения в реальный продукт. Для тех, кто только начинает разбираться в этой области, это возможность услышать реальные кейсы и познакомиться с профессиональным сообществом.

4️⃣ 21–23 мая | Саммит разработчиков лекарственных препаратов «Сириус.Биотех»

Саммит посвящен ключевым технологическим платформам разработки лекарств и последним трендам в биофармацевтике. Ведущие эксперты отрасли расскажут о современных подходах к созданию и производству препаратов, а также о возможностях карьерного роста в этой области. Для студентов и молодых ученых это не только шанс получить актуальные знания, но и возможность наладить контакты с потенциальными работодателями и партнерами.

⤵️Прошедшее, но полезное⤵️

5️⃣ IX Всероссийская конференция по ИИ в здравоохранении («ИТМ ИИ»)

Конференция собрала специалистов, работающих с искусственным интеллектом в медицине. В докладах обсуждались реальные кейсы внедрения ML-моделей в клиническую практику в РФ, а также вопросы регулирования и оценки качества ИИ-систем.

Записи докладов с конференции можно найти в свободном доступе во Вконтакте или на сайте ИТМ (нужна регистрация) — если вам любопытно, как именно новые технологии используются для анализа медицинских данных в настоящей врачебной практике, это отличная возможность погрузиться в тему.

#openbio_news

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!

Сегодня отмечается Всемирный день воды — событие, привлекающее внимание к проблемам экологии океанов и ледников. Современные технологии сбора данных, включая спутниковые наблюдения, акустические системы и генетический анализ, генерируют огромные массивы информации. Для их обработки используются машинное обучение и искусственный интеллект, которые стали важными инструментами в морской экологии.

➡️ Сегодня рассмотрим, как методы ML помогают анализировать информацию о физических процессах и биоразнообразии мирового океана.

🌊 Применение машинного обучения в морской экологии

🔷 Обработка изображений и видео с помощью сверточных нейросетей (CNNs) позволяет автоматически идентифицировать морские организмы, картировать донные экосистемы и обнаруживать пластиковый мусор. При этом сложность анализа данных возрастает из-за большого разнообразия объектов: для планктона важна точность детекции среди водной толщи, а для анализа бентоса — способность выделять организмы на сложном фоне морского дна.

🔷 Машинное обучение также автоматизирует анализ акустических данных. Поскольку звук проникает сквозь воду лучше, чем свет, он широко используется для подводных измерений. В глубоких нейросетях акустические сигналы часто преобразуются в спектрограммы и анализируются так же, как изображения.

🔷 В области экологической геномики ИИ помогает анализировать данные о ДНК, извлекаемой из морской воды, что позволяет отслеживать состав микробных сообществ. Генетическая информация охватывает целые экосистемы, а современные алгоритмы выявляют таксономические группы и сопоставляют их с географическим расположением, что открывает новые возможности для мониторинга биоразнообразия.

🔷 Спутниковые данные и эхосигналы, обработанные ML-моделями, используются для составления карт биогеографических зон, оценки состояния коралловых рифов и анализа донных осадков.

🔷 В рыболовстве машинное обучение помогает отслеживать популяции рыб и предсказывать их миграцию, сочетая экологические и экономические факторы в предсказательных моделях. Это важно и для отслеживания популяций рыб в природе, и для организации эффективного, но безопасного для экосистемы промышленного рыболовства.

🧊 Задачи гляциологии (науки о ледниках)

🔷 Картирование ледников сталкивается с трудностями из-за изменяющихся климатических условий и различий в данных, полученных с разных спутников. Однако ML-модели, комбинирующие многолетние разнородные данные, позволяют более точно анализировать эволюцию ледников.

🔷 Дифференциация льда и снега, а также моделирование динамики льдов пока находятся на ранней стадии развития в ИИ-исследованиях, но уже сейчас разработанные алгоритмы демонстрируют высокую точность.
Например, ученые Университета Лозанны создали модель глубокого обучения, которая позволила предсказывать толщину ледников с разрешением 300 метров, что в несколько раз превосходит точность предыдущих методов.

Машинное обучение радикально меняет морскую науку, позволяя анализировать огромные массивы данных. К сожалению, чем больше мы узнаем с помощью новых технологий, тем более тревожной становится картина. Анализ с использованием ИИ показывает, что состояние ледников и океанов ухудшается быстрее, чем предполагалось ранее. Человеческая деятельность ускоряет процессы, ранее считавшиеся стабильными. Новые инструменты не только дают нам беспрецедентные возможности оценить масштаб разрушений, но и требуют от нас решительных действий.

#openbio_ml #openbio_science

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!

Всем приятной и продуктивной пятницы! ↗️

Чтобы немного переключиться после насыщенной рабочей недели и одновременно занять ум чем-то полезным, предлагаем вам освежить знания о сфере машинного обучения. Мы подготовили наглядную схему, где собраны самые популярные методы, применяемые в биомедицинских исследованиях.
Схема может быть полезна и как шпаргалка, и как точка старта, если хочется углубиться в тему.

Сколько из них вы уже пробовали на практике? А если МЛ пока не ваш основной инструмент — какие из подходов зацепили или вдохновили?

#openbio_ml

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!

📰 Возвращаемся с новостями!

Уже заканчивается второй поток курса «Машинное обучение в биологии и биомедицине», а мы готовим для вас насыщенное лето:
🔻 прямые эфиры с новыми "сеньорами" биоинформатиками
🔻 свежие тренды в биотехе и сфере AI
🔻 азы Python и ML для новичков и разборы ключевых терминов
🔻 раскрытие сложных тем в рубрике "вопрос-ответ" от наших экспертов
🔻 подборки вакансий и карьерные советы

Ну что, поехали! 🚀

#openbio_ml #openbio_education #биотех #машинноеобучение

Python для биомеда: словари и циклы — ключ к анализу данных

Продолжаем нашу рубрику «азы программирования» с разбором словарей и циклов — core skill инструментов для работы с биомедицинской информацией.

📌 Словари: биоинформатика в виде пар «ключ–значение»

Словарь — это структура данных, где каждому ключу соответствует значение. Это особенно удобно, когда данные не упорядочены, но имеют ярко выраженные идентификаторы.

Словарь с экспрессией генов:

gene_expression = {
    'TP53': 3.4,
    'BRCA1': 1.8,
    'EGFR': 2.7
}

Здесь ключи — названия генов, а значения — их уровень экспрессии (например, log2(TPM+1)).

Когда это полезно?
➖Быстрый доступ к данным по уникальному идентификатору — например, по имени гена.
➖ Работа с JSON-структурами (часто встречаются в аннотациях генов, результатах API).
➖ Представление биомедицинских таблиц, где строки становятся словарями (например, записи пациента или профили экспрессии).

📌 Циклы: автоматизация анализа

Циклы позволяют выполнять повторяющиеся действия. Это основа для парсинга данных, агрегации результатов, фильтрации по условиям и т.д.

Выводим список интересующих генов:

genes = ['TP53', 'BRCA1', 'EGFR']
for gene in genes:
    print(f"Ген: {gene}")

Можно не просто выводить, а сравнивать с контрольными значениями, фильтровать и обрабатывать:

threshold = 2.0
for gene, expr in gene_expression.items():
    if expr > threshold:
        print(f"{gene} сверхэкспрессирован: {expr}")

📌 Комбинируем словари и циклы: практические примеры

🔸 Пример 1: Анализ мутаций по пациентам

mutations = {
    'patient_001': ['TP53', 'EGFR'],
    'patient_002': ['BRCA1'],
    'patient_003': []
}

for patient_id, mutated_genes in mutations.items():
    print(f"{patient_id}: найдено {len(mutated_genes)} мутаций")

🔸 Пример 2: Сравнение экспрессии в норме и опухоли

normal_expr = {'TP53': 1.2, 'BRCA1': 2.1, 'EGFR': 1.9}
tumor_expr = {'TP53': 3.4, 'BRCA1': 1.8, 'EGFR': 2.7}

for gene in normal_expr:
    change = tumor_expr[gene] - normal_expr[gene]
    print(f"{gene}: изменение экспрессии = {change:+.2f}")

🔸 Пример 3: Агрегация статистики по опухолевым типам

tumor_samples = {
    'glioblastoma': ['TP53', 'IDH1', 'EGFR'],
    'breast_cancer': ['BRCA1', 'BRCA2', 'TP53'],
    'lung_cancer': ['EGFR', 'KRAS']
}

gene_counts = {}
for cancer_type, genes in tumor_samples.items():
    for gene in genes:
        gene_counts[gene] = gene_counts.get(gene, 0) + 1

print("Гены, встречающиеся чаще всего:")
for gene, count in gene_counts.items():
    if count > 1:
        print(f"{gene}: {count} типов опухолей")

🔻 Почему владение словарями и циклами критично?

➕ Конструкции for, dict, items, range, enumerate входят в топ-10 самых часто используемых в Python-коде.
➕ Циклы и словари встречаются в более чем 90% Jupyter-ноутбуков, связанных с анализом биомедицинских данных (источники: Kaggle, OpenML, BioPython).
➕ Любая современная библиотека (Pandas, PyTorch, BioPython, Scikit-learn) использует их под капотом или требует при работе с API.

✔️ Посмотреть, как используются словари и циклы в реальных проектах, можно тут и тут.

Попробуйте и вы!

#openbio_python #openbio_ml #openbio_education

Сегодня в центре внимания — цикл While! 🔁

Это один из самых простых и мощных инструментов для автоматизации повторяющихся задач. Он позволяет выполнять блок кода многократно, пока выполняется определённое условие.

📌 Если вы уже освоили базовую работу с библиотеками NumPy и pandas, научились читать и обрабатывать датасеты, группировать, и визуализировать векторные операции — самое время перейти к управлению потоком выполнения кода. Цикл while — фундаментальная конструкция, которая пригодится в любом проекте.

Например:

ридов_прочитано = 0 # Количество прочитанных фрагментов ДНК
цель_ридов = 1000 # Требуемое количество

while ридов_прочитано < цель_ридов:
    print(f"Прочитано {ридов_прочитано} ридов. Ещё собираем...")
    ридов_прочитано += 100 # Имитация чтения 100 ридов за шаг

Здесь while проверяет условие ридов прочитано < цель_ридов. Пока оно истинно, выполняется print(count) и увеличивается значение переменной ридов прочитано. Когда ридов прочитано достигнет 1000 или больше — цикл завершится.

📌 Структура цикла while в Python:

while условие:
    Тело цикла

➖Условие — логическое выражение, которое проверяется перед каждой итерацией.
➖Двоеточие (:) сообщает Python, что далее — блок команд.
➖Тело цикла — команды с отступом, которые выполняются, пока условие истинно.

❕ While — это цикл с предусловием: сначала проверяется условие, и только если оно истинно — выполняется тело цикла.

📌 Сравнение с оператором if и логические операции

Цикл while напоминает условный оператор if, но с повторением:
➖ if выполняет код один раз, если условие истинно.
➖ while выполняет код многократно, пока условие остаётся истинным.

Оба могут использовать логические операторы and, or, not:

белок_свернут = 0 # Уровень правильной свёртки белка (0-10)
токсичность = True # Моделируем, что белок токсичен на старте

while белок_свернут < 8 and токсичность:
    print(f"Свёртка: {белок_свернут}. Белок пока токсичен.")
    белок_свернут += 1 # Улучшаем свёртку
    if белок_свернут >= 5:
        токсичность = False # Допустим, после 5 уровня свёртки токсичность исчезает

Этот цикл будет продолжаться, пока уровень свёртки меньше 8 и белок остаётся токсичным. Когда белок_свернут станет 5, токсичность переключится в False и цикл завершится, даже если свёртка не достигла 8.

📌 Бесконечные циклы

Цикл while может стать бесконечным, если условие всегда истинно:

while True:
    print("Ищем идеальную последовательность...")
    # Здесь могла бы быть сложная функция анализа

Чтобы остановить такой цикл, используют break:

консенсус_найден = False # Флаг нахождения консенсуса

while True:
    показатель_качества = float(input("Введите показатель качества сборки (0.0-1.0): "))
    if показатель_качества > 0.95:
        print("Отлично! Сборка соответствует стандарту:", показатель_качества)
        break # Выходим из цикла, т.к. цель достигнута
    else:
        print("Качество сборки недостаточно. Попробуйте ещё раз.")

Этот код будет спрашивать показатель качества, пока пользователь не введёт корректное значение выше 0.95.

❕ Всегда следите за условиями цикла и используйте break осознанно, бесконечные циклы могут «повесить» программу.

Цикл while — универсальный инструмент, которым пользуется почти каждый биоинформатик, особенно при парсинге данных, автоматизации рутинных задач и построении пайплайнов. Он позволяет создавать гибкие конструкции и управлять выполнением кода с максимальной точностью.

↗️ Освоив базовые принципы, вы сможете перейти к более сложным паттернам: вложенным циклам, контролю итераций через continue и else, созданию симуляций и генераторов.

🔭 While обязательно пригодится в ваших проектах — от простых до исследовательских. Главное — начать, практиковать и не бояться экспериментов.

#openbio_python #openbio_ml #openbio_education

Всегда ли шум имеет гауссовское распределение?

Центральная предельная теорема говорит, что если вы суммируете много одинаково распределенных (причем по любому закону) величин, то получаете нормальное распределение. Например, в физической реальности на объект действует много случайных сил (скажем, от броуновского движения молекул и частиц). Их равнодействующая — это как раз такая сумма, поэтому распределена нормально.

Но это не всегда так. В биомедицине встречаются распределения с тяжелыми хвостами, например, распределения Леви или Парето, характерные для редких событий (экстремальных значений).

Почему важно правильно учитывать экстремальные значения? 

Часто это ключевые сигналы в медицине: высокий уровень онкомаркеров → опухоль, повышенный тропонин → инфаркт, аномальные электрокардиограммы → тяжелые нарушения ритма.

Если предположить нормальность ошибок, такие показатели могут восприниматься как выбросы или ошибки измерений, а важные случаи — пропущены.

В биологических системах шум поступает из разных источников: молекулярные флуктуации, технические ошибки измерений, внешние воздействия окружающей среды и многое другое. Каждый источник имеет свою природу и характер распределения ошибок. Например, молекулярный шум часто моделируют как дискретный процесс с определенной вероятностью возникновения события (например, биномиальное или Пуассона), а технический шум — как гауссовский из-за случайных флуктуаций в электронике.

Что делать на практике?

🔷Постройте гистограмму ошибок или остатков. Посмотрите на форму: симметрична? Есть ли тяжелые хвосты? Выбросы?
🔷Проверьте через статистические тесты на нормальность - Шапиро-Уилка, Колмогорова-Смирнова, Андерсона-Дарлинга
🔷Проверьте наличие тяжелых хвостов — экстремальных значений, которые реже встречаются, чем по нормальному закону. Для этого помогут графики квантиль-квантиль (Q-Q plot).
🔷При подозрении на тяжелые хвосты — попробуйте модели с распределениями Леви, Парето, Стьюдента; для выбора оптимальной модели рассмотрите критерии выбора (AIC/BIC).

Предположение о нормальности — лишь приближение, а не догма. Ключ к точной интерпретации данных — понимание природы шума.

Сталкивались ли вы с "тяжелыми хвостами" в ваших биологических данных? Как решали эту проблему? Делитесь своим опытом в комментариях!

В следующий раз поговорим о том, как сделать надежные выводы и избежать переобучения, если данных мало.

#openbio_education

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!

📰Сегодня собрали для вас дайджест мероприятий по биотехнологиям, вычислительной биологии, искусственному интеллекту и смежным областям, которые пройдут в России в 2025 году. Поехали:

1️⃣ 25 июня – 2 июля | Всероссийская конференция “Молекулярная динамика – 2025”

Новосибирск. Атомное и молекулярное моделирование: современные подходы и алгоритмы, Молекулярно-динамическое моделирование и его приложения, Технологии суперкомпьютерного и атомистического ML

2️⃣1–18 июля | Летняя школа искусственного интеллекта

Петрозаводск. Теоретическая часть обучения пройдет в формате лекций и семинаров? А для решения кейсов – реальных задач от партнеров – будет сформировано несколько продуктовых команд под руководством опытных наставников
Дедлайн 27 июня.

3️⃣ 7–10 июля | DataCon 2025: Искусственный интеллект в разработке фармацевтических молекул

Университет ИТМО, Санкт-Петербург приглашает на воркшоп, который заканчивается решением реального кейса в формате хакатона.

4️⃣ 31 июля - 3 августа | 12-я Московская конференция по вычислительной молекулярной биологии (МССМВ)

Сколково, Институт науки и технологий. В программе секции по компьютерным наукам в биологии и смежным дисциплинам. Дедлайн подачи тезисов уже прошел, но можно посетить конференцию в качестве слушателя.

5️⃣ 15–19 сентября | Всероссийская конференция с международным участием “Генетика. Эволюция. Радиобиология”

В Екатеринбурге, на базе Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН пройдет конференция? в которой затронут темы эволюционные процессы с точки зрения современной генетики. Эволюционная и историческая экология; Перспективы применения новых методов генетики, геномики и селекции в решении проблем продовольственной безопасности;
Дедлайн 1 июля.

6️⃣ 22–27 сентября и 7 –12 октября | XX юбилейная международная научная конференция “Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2025”

Конференция пройдет в 2 этапа: первый в сентябре, в Севастополе на базе Института перспективных исследований Севастопольского государственного университета; второй - в Москве на базе Физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, в программе: Общая биофизика, Молекулярная биофизика и биоинформатика, Медицинская биофизика и биофизическая химия, Биофизическая экология.
Дедлайн 20 июля

7️⃣ 23–25 сентября | XII Российский форум биотехнологий OpenBio

Место проведения Наукоград Кольцово. OpenBio — крупнейший форум молодых ученых по биотеху и смежным отраслям. В программе: секции по генетике, биоинформатике, вирусологии, фундаментальной медицине и фарме.
Дедлайн 1 августа.

8️⃣ 20–22 октября | XXXI Symposium on Bioinformatics and Computer-Aided Drug Discovery (BCADD-2025)

Онлайн-симпозиум для специалистов по компьютерному поиску и разработке лекарств, анализу биологических путей, моделированию молекул, ML и AI для фармацевтики и медицины.
Дедлайн подачи тезисов — до 31 августа, зарегистрироваться в качестве слушателя или представителя онлайн- постера можно до 25 сентября

9️⃣ 25–26 октября | Геномика метагеномика и молекулярная биология микроорганизмов

Сколково, Институт науки и технологий.
В программе: доклады из области генетики, молекулярной биологии, метагеномики и биохимии микроорганизмов, включая трансляционную микробиологию и геномное редактирование.
Дедлайн подачи тезисов до 30 июня
Дедлайн регистрации на конференцию до 15 сентября

🔟 28–30 октября | XI Всероссийская конференция с международным участием «Физиология и биохимия медиаторных процессов"

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, г. Москва проводит конференцию по сравнительной физиологии сигнальных систем, эволюции механизмов сигнализации, генетическим и эпигенетическим механизмам физиологических процессов и поведения, молекулярно-клеточным механизмам функционирования сенсорных и двигательных систем.
Дедлайн подачи тезисов 31 августа

Поделись с друзьями и посещайте мероприятия вместе!

#openbio_events #биотех #openbio_education #конференции

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!