Pelnas:
- Galimybė pasirinkti pagrindinius grafinius biologijos tipus, tokius kaip ugnikalnio brėžinys, šilumos žemėlapis, dėžutės / smuiko siužetas ir PCA.
- Gebėjimas taikyti sąžiningumo principus, tokius kaip ašis pradedant nuo nulio, klaidų juostos apibrėžimas, n informacija ir prieinama paletė
- Galimybė išvengti klaidinančių grafikų, kurie slepia pasiskirstymą, nupjauna ašį ir pagražina duomenis
Biologinis radinys, kad ir koks jis svarbus, negali būti suprantamas, jei jis nėra gerai vizualizuotas. Tuo pačiu metu blogas arba klaidinantis grafikas gali klaidingai pateikti duomenis; Tai ir etinė problema, ir mokslinė klaida. Šiame skyriuje aptarsime dažniausiai biologijoje naudojamų grafikų tipus, kaip juos greitai sukurti naudojant dirbtinį intelektą ir į ką atkreipti dėmesį, kad grafikas būtų sąžiningas.
AI per kelias sekundes sukuria transliacijos kokybės siužetus su matplotlib/seaborn kodu; bet jūsų darbas yra nuspręsti, ar diagrama tiksliai atspindi duomenis.
Pagrindiniai grafikų tipai biologijoje
- Vulkano sklypas: efekto dydžio (log2FC) ir reikšmės (-log10 p) palyginimas diferencinėje išraiškoje. Vienu žvilgsniu parodo pasikeitusius genus.
- Šilumos žemėlapis: kelių genų / pavyzdžių išraiškos spalvomis modelis. Jis atskleidžia modelius per grupes.
- Dėžės/smuiko siužetas: grupių pasiskirstymo palyginimas. Tai sąžiningesnė nei vidutinė juosta, nes ji rodo skirtumą.
- PCA diagrama: didelių matmenų duomenų sumažinimas iki 2 matmenų ir mėginių grupavimas (pagrindinio komponento analizė).
- Filogenetinis medis: rodantis evoliucinį rūšių/sekų ryšį šakojant.
- Išgyvenimo kreivė (Kaplan-Meier): parodo įvykio (pvz., mirties) tikimybę laikui bėgant.
Patarimas: paprastos juostinės diagramos, sudarytos pagal vidurkį, dažnai yra klaidinančios biologijoje, nes užstoja atskirus duomenų taškus ir pasiskirstymą. Jei įmanoma, rinkitės dėžutę arba „bičių šilumą“, kurioje taip pat būtų rodomi taškai. Jei duomenų taškų nedaug, parodykite juos visus.
Sąžiningi grafikos principai
- Tegul ašis prasideda nuo nulio (ypač juostinėse diagramose); sutrumpinta ašis perdeda skirtumą.
- Nurodykite, kas yra klaidų juosta: standartinis nuokrypis, standartinė klaida ar pasikliautinasis intervalas? Tai labai skirtingi.
- Rodyti n: kiek pavyzdžių buvo gauta, turi būti nurodyta diagramoje arba pavadinime.
- Naudokite daltonams palankią paletę (pvz., viridis); Nepasikliaukite raudonos ir žalios spalvos skirtumu.
- Negražinkite duomenų: ištrynimas, ašies perkėlimas arba tik gražaus pasikartojimo rodymas yra mokslinis nusižengimas.
Žingsnis po žingsnio: ugnikalnio diagramos sudarymas
- Paruoškite duomenis: lentelę su gen, log2FC, padj stulpeliais.
- Transformacija: apskaičiuokite -log10(padj) y ašiai.
- Nustatykite slenksčius: |log2FC|>1 ir padj<0,05.
- Nuspalvinkite: aukštyn, žemyn, beprasmės trys kategorijos.
- Etiketė: įvardinkite kelis (ne visus) stipriausius genus.
- Pavadinimas ir ašis: aiški etiketė, n informacija, slenksčio aprašymas.
Kopijuojami raginimo šablonai
Vaidmuo: esate mokslinės vizualizacijos asistentas. Užduotis: Nubraižykite ugnikalnio brėžinį iš mano diferencialinės išraiškos lentelės (gen, log2FC, padj). Slenkstis: padj<0,05 ir |log2FC|>1. Nuspalvinkite tris kategorijas ir pažymėkite 10 svarbiausių genų. Nespalvota paletė, aiški ašies etiketė, pridėkite n informacijos į antraštę. matplotlib, transliacijos kokybė. Komentuojamas kodas.
Nubraižykite šilumos žemėlapį: eilutės yra 50 kintamiausių genų, stulpeliai yra pavyzdžiai. Atlikite eilučių normalizavimą su Z balu, pridėkite hierarchinį grupavimą, naudokite viridis paletę. Rodyti pavyzdžių grupes su spalvota juostele.
Paaiškinkite, ar klaidų juosta mano diagramoje turi būti standartinio nuokrypio ar standartinės paklaidos, atsižvelgiant į eksperimento tikslą. Paaiškinkite skirtumą tarp šių dviejų ir netinkamo pasirinkimo pasekmes.
Padarykite šią juostinę diagramą sąžiningesnę: pridėkite atskirus duomenų taškus viršuje, pradėkite ašį nuo nulio, parodykite n. Galimas kodas: [kodas]
Silpnas raginimas / Stiprus raginimas
Silpnas: „Pabraižykite derlių“.
Stiprus: „Turėkite 4 grupių fermentų aktyvumo duomenis (kiekviena n=8). Nubraižykite smuiko diagramą, lygindami grupes; perdenkite kiekvienos grupės atskirus duomenų taškus; parodykite vidurinę liniją; pradėkite y ašį nuo nulio; pridėkite vienetą prie ašių etikečių (nmol/min); naudokite daltonikai pritaikytą paletę. Įsitikinkite, kad diagrama teisingai atspindi pasiskirstymą“.
Skirtumas: galingas raginimas turi diagramos tipą, n, sąžiningumo politiką ir vienetą. Modelis sukuria grafinę informaciją, kuri yra informatyvi, neklaidinanti.
trys mini dėklai
1 atvejis. Sutrumpinta ašis: viename pristatyme 3 % skirtumas tarp dviejų grupių buvo didžiulis, suspaudus ašį tarp 95–100. Kai AI pradėjo ašį nuo nulio, paaiškėjo, kad skirtumas iš tikrųjų buvo mažas. Pamoka: manipuliavimas ašimi klaidina žiūrovą.
2 atvejis – paslėptas pasiskirstymas: juostinėje diagramoje buvo parodytos dvi grupės, kurios „labai skiriasi“; tačiau sudėjus taškus buvo matyti, kad grupės iš esmės sutampa, o skirtumas atsirado dėl kelių išskirtinių taškų. Kai modelis pasiūlė pridėti taškų, išaiškėjo tikroji istorija. Pamoka: diagrama, slepianti platinimo melą.
3 atvejis – daltonizmo problema: šilumos žemėlapis buvo nubraižytas raudonai žalia palete; Maždaug 8 % auditorijos (daltonikai vyrai) nematė skirtumo. Kai perėjau į Viridis paletę, diagrama tapo visiems suprantama. Pamoka: prieinamas padėklas turi būti standartinis.
palyginimo diagrama
Tikslas
tinkama grafika
Reikia vengti
diferencinė išraiška
ugnikalnio diagrama
neapdorotas p sąrašas
Grupinis pasiskirstymas
dėžutė/smuikas+taškai
paprasta lazda
kelių genų modelis
Šilumos žemėlapis (sugrupuotas)
ilgas stalas
Mėginių grupavimas
PCA
—
laikas-įvykis
Kaplanas-Meieris
vidutinis baras
Dažnos klaidos
- Sutrumpinta ašis: perdėtas skirtumas.
- Slėpti paskirstymą: rodyti tik vidutinę juostą.
- Nenurodoma klaidų juosta: SD/SE/GA painiava.
- Nenurodant n: skaitytojas negali įvertinti patikimumo.
- Neprieinama spalva: neįskaitant daltonikų su raudonai žalia palete.
- Duomenų pagražinimas: selektyvus vaizdavimas yra mokslinis nusižengimas.
Dėmesio: bet koks grafiko išdėstymas, dėl kurio duomenys atrodo kitaip nei yra (ašies nukirpimas, nuokrypio slėpimas, selektyvus kartojimas) yra mokslinio vientisumo pažeidimas. AI gali techniškai sukurti „gražią“ diagramą; bet jūs esate atsakingi už tai, kad diagramoje būtų pateikti teisingi duomenys.
Filogenetinis medis ir ryšių grafikai
Biologijai būdinga vizualizacija yra filogenetinis medis, parodantis rūšių ar sekų evoliucinį ryšį. Išsišakojimų modelis rodo ryšį, o šakų ilgis rodo pokyčio dydį. AI rašo kodą, kuris sukuria medį iš suderintų sekų (pvz., su Biopython Phylo arba ete3) ir nupiešia medį skaitomu formatu. Tačiau medžio interpretacijoje yra du spąstai: ignoruoti šakos ilgį ir žiūrėti tik į išsišakojimą bei nenurodyti įkrovos (reikšmė, nurodanti šakos patikimumą). Mažą paramą turinčios šakos nepakanka norint pareikšti galutinę giminystę.
Iš suderintų sekų nubrėžkite filogenetinį medį. Rodyti šakų ilgius pagal mastelį, pridėti įkrovos palaikymo vertes prie mazgų, pažymėti šakas, kurių palaikymas yra mažesnis nei 70%. Vertindami medį atsargiai eikite prie žemų atraminių šakų.
Lentelė su grafiku: kuris kada
Ne visiems duomenims reikia grafikos. Kai svarbūs tikslūs skaičiai (pvz., tikslios kelių grupių reikšmės, statistiniai rezultatai), gerai sutvarkyta lentelė yra pranašesnė už grafiką. Diagramoje parodytas modelis ir palyginimas; Lentelėje pateikiama tiksli vertė. Paklaustas dirbtinio intelekto, "ar šie duomenys turėtų būti rodomi kaip grafikas ar lentelė?" o prašymas pateisinti sustiprina jūsų pristatymą.
Galiausiai diagrama turi būti savaime suprantama. Skaitytojas turi sugebėti suprasti, kas rodoma, pažvelgęs į grafiką ir jo pavadinimą, neskaitydamas teksto: ašys turi būti pažymėtos ir su vienetais, apibrėžtos grupės, nurodyti n, pažymėti statistinį reikšmingumą. Paklauskite AI savo diagramos „ar ji yra savarankiška su pavadinimu ir žymomis? Jo patikrinimas yra geras galutinis patikrinimas.
Paruošta publikuoti diagrama: techninė informacija
Yra keletas techninių detalių, dėl kurių grafinis vaizdas gerai atrodo ekrane ir tampa tinkamas naudoti transliacijoje, o dirbtinis intelektas gali pridėti jas prie kodo. Pirma, skiriamoji geba: žurnalams dažnai reikalinga didelė raiška (300 DPI ir daugiau) arba vektorinis formatas (PDF, SVG); Taip užtikrinama, kad spausdinant grafika nesusilieja. Antra, šrifto dydis: žyma, kurią galima perskaityti ekrane, gali būti neįskaitoma, kai ji sumažinama straipsnio puslapyje; ašis ir etiketės taškai turėtų būti atitinkamai sureguliuoti. Trečia, nuoseklumas: naudojant tą patį spalvų kodavimą (pvz., kontrolė visada pilka, apdorojimas visada mėlyna) visuose to paties tyrimo grafikuose neleidžia skaitytojui iš naujo iškoduoti kiekvieno grafiko. Šią informaciją galite pridėti vienu žingsniu, nurodydami dirbtiniam intelektui: „Paruoškite šią grafiką publikavimui: 300 DPI, vektorinė išvestis, didelis šrifto dydis, nuosekli spalvų paletė“.
Paruoškite mano diagramą publikavimui: 300 DPI ir taip pat išsaugokite kaip vektorių (PDF), padidinkite ašių ir etikečių dydžius iki spausdinamų skaitomų dydžių, pritaikykite vienodą spalvų paletę visoje serijoje (kontrolė = pilka, apdorojimas = mėlyna). Suteikite komentuojamą kodą su matplotlib.
Apibendrinant
Geroje mokslinėje diagramoje duomenys pateikiami aiškiai ir sąžiningai. Vulkano siužetas, šilumos žemėlapis, dėžutės / smuiko siužetas ir PCA yra pagrindiniai biologijos įrankiai. AI greitai parašo šių grafikų kodą, tačiau jūsų darbas yra laikytis sąžiningumo principų, pvz., pradėti ašį nuo nulio, parodyti paskirstymą, apibrėžti klaidų juostą, nurodyti n ir prieinamą paletę. Graži grafika nėra sąžininga grafika.
Taikymo užduotis
Naudodami turimą duomenų rinkinį (arba pavyzdį), PG sukurkite dvi diagramas: smuiko / dėžutės diagramą su duomenų taškais, rodančiais grupės pasiskirstymą, ir ugnikalnio diagramą iš diferencialinės išraiškos lentelės. Abiem atvejais ašį pradėkite nuo nulio (jei tinka), prie pavadinimo pridėkite n, naudokite daltonams pritaikytą paletę. Tada paprašykite modelio sukurti „klaidinantį“ ir „sąžiningą“ tos pačios juostinės diagramos versiją ir paaiškinti skirtumą.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Diagramos tipą pasirinkau pagal duomenis ir paskirtį.
- [ ] Aš tinkamai inicijavau ašį nuo nulio.
- [ ] Parodžiau pasiskirstymą/duomenų taškus, ne tik vidurkį.
- [ ] Nurodžiau, kas yra klaidų juosta (SD/SE/GA).
- Prie diagramos pridėjau [ ] n informacijos.
- [ ] Naudojau daltonams draugišką paletę ir nepagražinau duomenų.