CVPR2026 计算生物论文解读论文笔记生物分子医学影像自监督学习压缩/编码多模态

🧬 计算生物¶

📷 CVPR2026 · 11 篇论文解读

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🔥 高频主题： 生物分子 ×3

HINGE: Adapting a Pre-trained Single-Cell Foundation Model to Spatial Gene Expression Generation from Histology Images: 提出HINGE框架，首次将预训练的表达空间单细胞基础模型(sc-FM, CellFM)改装为组织学图像条件的空间基因表达生成器，通过恒等初始化的SoftAdaLN调制轻量注入视觉上下文、表达空间掩码扩散过程对齐预训练目标、warm-start课程稳定训练，在三个ST数据集上达SOTA并保持优越的基因共表达一致性。
CARE: A Molecular-Guided Foundation Model with Adaptive Region Modeling for Whole Slide Image Analysis: 提出 CARE，一种病理学 slide-level 基础模型，通过自适应区域生成器（ARG）将 WSI 划分为形态学相关的不规则区域（类似 NLP 中的词级 token），并结合 RNA/蛋白质表达谱的跨模态对齐进行两阶段预训练，仅用主流模型约 1/10 的数据即在 33 个下游任务上取得最优平均性能。
Cell-Type Prototype-Informed Neural Network for Gene Expression Estimation from Pathology Images: 提出 CPNN，利用公开单细胞 RNA-seq 数据构建细胞类型原型（cell-type prototype），将 slide/patch 级基因表达建模为原型的加权组合，在基因表达估计任务上取得 SOTA 并提供可解释性。
Cross-Slice Knowledge Transfer via Masked Multi-Modal Heterogeneous Graph Contrastive Learning for Spatial Gene Expression Inference: 提出 SpaHGC，一种基于多模态异构图的框架，通过构建目标切片内、跨切片和参考切片内三种子图，结合 masked graph 对比学习和跨节点双注意力机制，实现从 H&E 病理图像预测空间基因表达，在七个数据集上 PCC 指标提升 7.3%-27.1%。
CryoHype: Reconstructing a Thousand Cryo-EM Structures with Transformer-Based Hypernetworks: 提出 CryoHype，一种基于 Transformer 超网络的冷冻电镜重建方法，通过动态调整隐式神经表示（INR）的权重来减少参数共享，首次实现了从无标签冷冻电镜图像中同时重建 1000 种不同蛋白质结构。
cryoSENSE: Compressive Sensing Enables High-throughput Microscopy with Sparse and Generative Priors on the Protein Cryo-EM Image Manifold: 提出 cryoSENSE，首个冷冻电镜压缩成像的计算框架，证明蛋白质 cryo-EM 图像在稀疏先验（DCT/小波/TV）和生成先验（扩散模型）下均可从欠采样测量中高保真重建，在保持 3D 分辨率的同时实现最高 2.5× 通量提升。
Hyperbolic Busemann Neural Networks: 利用 Busemann 函数将多类逻辑回归（MLR）和全连接层（FC）内蕴地提升到双曲空间，提出 BMLR 和 BFC 两个统一组件，在 Poincaré 球和 Lorentz 模型上同时适用，且在图像分类、基因组序列、节点分类、链接预测四类任务上均优于已有双曲层。
Multimodal Protein Language Models for Enzyme Kinetic Parameters: From Substrate Recognition to Conformational Adaptation: 提出ERBA(Enzyme-Reaction Bridging Adapter)，将酶动力学参数预测重新建模为分阶段多模态条件生成问题——先通过MRCA注入底物信息捕获底物识别特异性，再通过G-MoE整合活性位点3D结构捕获构象适应，配合ESDA分布对齐保持PLM语义先验。
Sampling-Aware 3D Spatial Analysis in Multiplexed Imaging: 本文系统研究了多重成像中采样几何（2D切片 vs 3D序列切片）对空间统计量恢复精度的影响，并提出了一种几何感知的稀疏3D重建模块，在有限的成像预算下实现可靠的深度感知空间分析。
SHREC: A Spectral Embedding-Based Approach for Ab-Initio Reconstruction of Helical Molecules: 提出 SHREC 算法，通过谱嵌入（spectral embedding）从冷冻电镜 2D 投影图像中直接恢复螺旋分子片段的投影角度，无需预先知道螺旋对称参数（rise/twist），实现了真正的 ab-initio 螺旋结构重建。
Stronger Normalization-Free Transformers: 通过系统分析逐点函数替代归一化层所需的四个关键属性（零中心性、有界性、中心敏感性、单调性），在大规模搜索中发现 \(\text{Derf}(x) = \text{erf}(\alpha x + s)\) 是最优的归一化层替代函数，在视觉识别、图像生成、语音表示和DNA序列建模等多个领域持续超越LayerNorm和DyT，且性能增益主要来自更强的泛化而非拟合能力。