Создание компьютерной системы интеллектуального анализа фармакологических данных

• Автор: Максин, Михаил Владиславович
• Шифр специальности: 05.25.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ГЛАВА 1. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ В НАУКАХ О ЖИЗНИ

1.1 Немного о терминологии

1.2 Задачи, цел и и инс і гумен і ы НАД

1.2.1 Язык примеров

1.2.2 Язык гипотез

1.2.3 Алгоритм обучения

1.3 Примеры задач для НАД в науках о жизни

1.3.1 Исследование канцерогенности веществ (токсикоюгия)

1.3.2 Медицина

1.4 Выводы
ГЛАВА 2. КОМБИНИРОВАННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ И ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОМ АНАЛИЗЕ ДАННЫХ: ДСМ + ХЮККЕЛЬ
2.1 ДСМ-мптод АПГ
2.2 ДСМ-СИСІЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КОНТРПРОДУКТИВЫХСВОЙС1В
ХИМИЧГСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
2.3 КВАНТОВО-МЕХАИИЧЕСКИИ МОДУЛЬ СИС1ЕМЫ
2.4 Модуль ДСМ-анализа числовых характеристик (мыод
интервалов)
2.5 Числовая величина как ДСМ-оьът
2.6 Эксперименты

2.7 Итоги
ГЛАВА 3. АРХИТЕКТУРА ИНТЕГРИРОВАННОЙ ДСМ-СИСТЕМЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА ГИБРИДНЫХ ДАННЫХ
3.1 Опопщгниг. ПОНЯТИЯ СХОДСТВА
3.2 АРХИI ШУРА ПРОГРАММНОЙ СИСI кмы
3.21 Структуры дачных
3.2 2 Компоненты ядра системы
3.2.3 Компоненты настройки системы
3.2.4 Алгоритм построения решетки сходств для ДСМ-гипотез 11-го типа
3.2.5 Алгоритм доопределения объектов с помощью решетки сходств
3.3 ФКСП И РЕГРЕССИЯ (РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕШ)
3.3.1 Линейная регрессия как сходство числовых величин
3.3.2 Эксперименты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА

По данным Национальной токсикологической программы США (U.S. National Toxicology Program, NTP), в настоящее время зарегистрировано около
100,000 химических веществ, используемых в производстве, и ежегодно в этот список добавляется около 1,000 соединений. Влияние на человеческий организм известно лишь для 15% из них, хотя человек может быть подвержен их воздействию во время производства, использования продуктов и утилизации отходов, и все они, так или иначе, становятся частью окружающей нас среды -воздуха, воды и почвы. Ещё меньше известно о канцерогенности этих веществ, так как экспериментальные исследования в данной области являются весьма дорогостоящими и времяёмкими: стандартный тест на канцерогенность одного химического вещества в рамках NTP включает в себя 2 года биопроб на грызунах и стоит около 2 миллионов долларов. Компьютерные системы анализа кон1рпродуктивных свойств химических соединений, предоставляющие прогноз этих свойств, позволили бы значительно сократить время и стоимость таких исследований. Особое место среди этих систем занимают системы интеллектуального анализа данных (ИАД), характеризующиеся способностью использовать существующие знания и приводить обоснование сделанного прогноза.
В настоящее время повышенный интерес вызывают методы ИАД, интегрирующие познавательные (логико-комбинаторные) процедуры со статистическими (вычислительными) процедурами. Такие интегрированные методы позволяют учитывать в анализе как структурные, так и числовые характеристики изучаемых объектов (т.е. проводить анализ гибридных данных), а также подкрепить сравнительно молодой, но чрезвычайно перспективный аппарат формального логического анализа многолетним опытом разработок в

локализации л -электронов. Выбор такого представления основан на концепции, в соответствии с которой биологическая активность веществ определяется характером слабых связей, возникающих между активными центрами биологического рецептора и соответствующими активными центрами вещества, являющихся центрами локализации л -электронов. Существует ряд программных систем, реализовывавших автоматическое кодирование химических структур кодом ФКСП на разных этапах его развития [54,55]. Это представление данных, выражающее некоторое видение проблемы специалистами в данной предметной области, является важным элементом настройки ДСМ-метода АПГ на конкретную задачу, задачу «структура-активность».
2.3 Квантовомеханический модуль системы
Однако большинство моделей в данной задаче являются числовыми. Как пример - модель канцерогенное полиароматических углеводородов (ПАУ), разработанная в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им.
А.Н.Сысина. Прогнозирование канцерогенное полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) является весьма актуальной проблемой, так как большинство продуктов сгорания, и, соответственно, загрязнителей атмосферы, представляют собой именно ПАУ. Экспертные системы (ЭС) играют немаловажную роль в исследованиях подобного рода, так как позволяют заменить лабораторные эксперименты экспериментами компьютерными, т.е. экспериментами с моделью изучаемого явления.
Па основе результатов многочисленных экспериментальных и теоретических исследований была разработана модель канцерогенное ПАУ, согласно которой активность углеводородов обусловлена взаимодействием с ДНК конечных метаболитов-карбокатионов, образующихся в результате многостадийною процесса биоактивации ПАУ. Основными этапами этого