The Functional Segregation and Integration Model: Mixture Model Representations of Consistent and Variable Group-Level Connectivity in fMRI
Notice bibliographique
Résumé
The brain consists of specialized cortical regions that exchange information between each other, reflecting a combination of segregated (local) and integrated (distributed) processes that define brain function. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is widely used to characterize these functional relationships, although it is an ongoing challenge to develop robust, interpretable models for high-dimensional fMRI data. Gaussian mixture models (GMMs) are a powerful tool for parcellating the brain, based on the similarity of voxel time series. However, conventional GMMs have limited parametric flexibility: they only estimate segregated structure and do not model interregional functional connectivity, nor do they account for network variability across voxels or between subjects. To address these issues, this letter develops the functional segregation and integration model (FSIM). This extension of the GMM framework simultaneously estimates spatial clustering and the most consistent group functional connectivity structure. It also explicitly models network variability, based on voxel- and subject-specific network scaling profiles. We compared the FSIM to standard GMM in a predictive cross-validation framework and examined the importance of different model parameters, using both simulated and experimental resting-state data. The reliability of parcellations is not significantly altered by flexibility of the FSIM, whereas voxel- and subject-specific network scaling profiles significantly improve the ability to predict functional connectivity in independent test data. Moreover, the FSIM provides a set of interpretable parameters to characterize both consistent and variable aspects functional connectivity structure. As an example of its utility, we use subject-specific network profiles to identify brain regions where network expression predicts subject age in the experimental data. Thus, the FSIM is effective at summarizing functional connectivity structure in group-level fMRI, with applications in modeling the relationships between network variability and behavioral/demographic variables.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».