尋找缺失的網(wǎng)絡(luò)鏈接可以幫助開發(fā)新藥 阻止疾病 緩解交通

一個新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型可以幫助找到新的抗癌藥物，加快交通流量和對抗性傳播疾病。

雖然這三個挑戰(zhàn)看起來多種多樣，但它們都可以從一個有助于通過分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)未知信息的理論中獲益。

西澳大利亞大學(xué)的團隊成員Michael Small表示，填寫缺失環(huán)節(jié)可能有用的一個例子是選擇癌癥藥物的遺傳目標(biāo)。

“假設(shè)你有一個以某種方式連接的基因網(wǎng)絡(luò)，并且有一些已知的藥物靶標(biāo)。但如果你不知道所有的基因，你想猜測你不需要弄清楚的是什么可能是其他可能的調(diào)查目標(biāo)，“Small說。

成功的鏈路預(yù)測算法已經(jīng)存在于某些類型的網(wǎng)絡(luò)，但研究人員分析了不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，以提出他們的替代算法。

傳統(tǒng)鏈接預(yù)測的示例可以是建議與之連接的朋友的社交網(wǎng)絡(luò)。分享朋友的兩個人很可能自己是直接聯(lián)系的朋友。添加此第三個連接會創(chuàng)建一個三角形，這是現(xiàn)有算法所關(guān)注的結(jié)構(gòu)。

相比之下，作者關(guān)注的是樹狀網(wǎng)絡(luò)，它有許多分支，但分支之間的交叉鏈接很少。他們研究了三個示例數(shù)據(jù)集：社交網(wǎng)絡(luò)Twitter，配水網(wǎng)絡(luò)和性接觸網(wǎng)絡(luò)。

他們發(fā)現(xiàn)這三個樹狀網(wǎng)絡(luò)可以通過許多參數(shù)來表征，例如網(wǎng)絡(luò)中分支點之間的平均距離，環(huán)路的大小以及相鄰節(jié)點具有的鏈路數(shù)量的比較 - 網(wǎng)絡(luò)規(guī)律性的度量描述異質(zhì)性。

然后，作者開發(fā)了一種算法，該算法提出了可以保留網(wǎng)絡(luò)這些特征的鏈接。

他們通過采用已知網(wǎng)絡(luò)并從中刪除鏈接并查看算法是否可以預(yù)測缺失鏈接的位置來測試此方法。

該研究小組發(fā)現(xiàn)的算法(用于微網(wǎng)為性接觸網(wǎng)絡(luò)44%左右，大約15%和4%左右的水分配網(wǎng)絡(luò))為樹狀的網(wǎng)絡(luò)比大多數(shù)的依賴于其它參數(shù)的常規(guī)算法，例如進(jìn)行更好假設(shè)高度關(guān)聯(lián)的個體將吸引更多的連接(稱為優(yōu)先附著)或建立許多三角形連接(稱為聚類)。

作者Keke Shang將團隊的成功歸功于思考現(xiàn)實世界網(wǎng)絡(luò)的例子。

“我希望我們能讓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更好地為我們的生活服務(wù)，”他說。