Principal and independent component analysis of concomitant functional near infrared spectroscopy and magnetic resonance imaging data
Notice bibliographique
Résumé
Although near infrared spectroscopy (NIRS) is now widely used both in emerging clinical techniques and in cognitive neuroscience, the development of the apparatuses and signal processing methods for these applications is still a hot research topic. The main unresolved problem in functional NIRS is the separation of functional signals from the contaminations by systemic and local physiological fluctuations. This problem was approached by using various signal processing methods, including blind signal separation techniques. In particular, principal component analysis (PCA) and independent component analysis (ICA) were applied to the data acquired at the same wavelength and at multiple sites on the human or animal heads during functional activation. These signal processing procedures resulted in a number of principal or independent components that could be attributed to functional activity but their physiological meaning remained unknown. On the other hand, the best physiological specificity is provided by broadband NIRS. Also, a comparison with functional magnetic resonance imaging (fMRI) allows determining the spatial origin of fNIRS signals. In this study we applied PCA and ICA to broadband NIRS data to distill the components correlating with the breath hold activation paradigm and compared them with the simultaneously acquired fMRI signals. Breath holding was used because it generates blood carbon dioxide (CO2) which increases the blood-oxygen-level-dependent (BOLD) signal as CO2 acts as a cerebral vasodilator. Vasodilation causes increased cerebral blood flow which washes deoxyhaemoglobin out of the cerebral capillary bed thus increasing both the cerebral blood volume and oxygenation. Although the original signals were quite diverse, we found very few different components which corresponded to fMRI signals at different locations in the brain and to different physiological chromophores.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».