生命科学和药物发现中的数据可视化创新
数据可视化正在卷土重来——从静态的情节到讲故事
大约15年前，对于生物学家来说，数据泛滥，可视化往往被视为一个附加品，一个事后的想法。这些工具都是基础的，几乎没有交互性。
快进到今天，数据可视化正在卷土重来。技术的进步以及生命科学界和资助者对其重要性和潜力的日益认识，正在促成一场复兴。
那么，为什么数据可视化能够获得回报呢?
数据可视化:网络的奇迹
今天的数据可视化工具已经发生了变化，因为它们能够在web浏览器中运行，而不需要下载专门的软件。“当你想到网络技术——在浏览器中运行的高质量电脑游戏，实现跨浏览器平台标准化的技术——它确实推动了你可以创建的可视化工具的极限”，Nils Gehlenborg说，他是麻省理工大学生物医学信息系的助理教授哈佛医学院．
这一领域已经从计算机科学的努力中获得了巨大的利益，涉及到一个非常大的群体。“今天，我们可以创造出几乎可以在任何浏览器上运行的工具，你不必担心人们是否有正确的软件来使用它，你知道它会正常工作。”
这使得可视化社区能够更多地关注手头的问题，而不是担心构建基础设施只是为了让工具工作。
这是一个游戏规则的改变者，马克·斯特莱特副教授说林茨约翰内斯开普勒大学，和首席执行官Datavisyn该公司为制药和生物医学研发开发可视化工具:“向网络的转变也带来了云技术，这对制药公司来说尤其重要，因为它们希望从多个内部和公共数据库中提取数据，并访问同一个系统中的所有内容。”
斯特莱特正在与制药公司合作开发一种工具，将临床和实验数据结合起来，这些数据来自临床试验中的患者，比如公共数据癌症基因组图谱内部细胞培养实验和元数据。“这种融合现在发生在用户的浏览器中，可以同时从多台服务器获取信息。”
3D数据可视化:即插即用
能够在浏览器中快速渲染3D数据并不是帮助创建更好的可视化工具的唯一因素。现在有更多的标准组件可供研究人员使用，而不是从零开始创建所有东西。
“人们现在正在明确地设计，我们将提供一个平台，可以扩展到不同的目的，”杰里米戈克斯说，生物医学工程助理教授俄勒冈健康与科学大学．“我们的目的是提供一套通用的核心功能，然后允许人们进行扩展。”
他说，一个关键的进步是“虚拟化”，你要么拥有完全虚拟的操作系统，要么拥有像容器一样工作的计算集群，在一个地方拥有运行可视化所需的所有软件。您只需插入这个容器，它就已经为您配置好了。“这使得使用这些工具变得更加容易，因为生物信息学有很多依赖关系——一些是由专业软件开发人员编写的，但许多不是，这些虚拟化使它们更容易连接在一起。”
用于探索的数据可视化
可视化正在卷土重来的原因之一是它有帮助探索和新见解的潜力。Streit说，数据可视化有两个世界。一种是为了演示目的而使用可视化来解释你已经知道的东西。还有一个人用它来探索。
“大多数听到数据可视化的人想到的是展示，而不是探索。制药研发当然对展示感兴趣，因为有必要向利益相关者展示研究结果。但另一个世界对他们来说变得更加有趣，因为他们想找到新的见解，为他们的药物找到新的靶点。”
他解释说，传统上，数据可视化主要用于创建静态图表。但如今，人们想要与数据互动。他们会在可视化中发现一些有趣的东西，并希望能够深入查看细节。这是旧工具无法做到的。
它还可以在解决数据再现危机斯特莱特说。“新系统可以跟踪用户在数据探索过程中的行为，记录每一步。你可以稍后回忆起这些信息，并使用它与他人分享，解释你发现了什么，更重要的是，你是如何找到它的。”
缩小差距
数据可视化是我们弥合计算机和人类研究者之间差距的主要方式，Gehlenborg说。随着新的数据和模型的出现，这种差距只会越来越大。“我们现在通过机器和深度学习看到的是，人们有这些很棒的预测模型，但问题是如何解释模型在做什么。”
他解释说，这是整个数据可视化社区的一个大话题，并且需要在构建算法的研究人员和进行可视化的研究人员之间的接口上取得进展。“我们需要将所有这些系统整合在一起，让开发人员和分析师以全面的方式解释数据，而不是只关注小范围的问题。”
可视化也有新的消费者:临床医生希望如何查看数据?如何为患者可视化生物医学数据?
goeks是同时显示多个可视化的仪表板的粉丝，允许用户拖放可视化并无缝地将它们连接在一起:“在许多情况下，一个可视化可能是不够的，即使对于一种数据类型也是如此。如果你允许用户组成仪表板，这将有助于确保这些工具不仅对技术人员有用，而且对最终用户(医生、生物学家、翻译研究人员)也有用。它必须是交互式的，这样我们就可以深入研究细节，因为每个医生在展示他们的专业知识时，都会想要以略微不同的方式看待这些数据。”
产生这些更复杂的可视化需要真正的创造力，斯特莱特说:“你需要不断思考聪明的策略来可视化你的数据。如果作为用户，你可以输入或询问系统“我想在我的数据中看到基因表达的分布”，那么系统就会给出完美的可视化结果，因为你提出了这个问题。但我们还没到那一步。这将是未来十年的挑战。”
