Learning stable and predictive network-based patterns of schizophrenia and its clinical symptoms
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Schizophrenia is often associated with disrupted brain connectivity. However, identifying specific neuroimaging-based patterns pathognomonic for schizophrenia and related symptom severity remains a challenging open problem requiring large-scale data-driven analyses emphasizing not only statistical significance but also stability across multiple datasets, contexts and cohorts. Accurate prediction on previously unseen subjects, or generalization, is also essential for any useful biomarker of schizophrenia. In order to build a predictive model based on functional network feature patterns, we studied whole-brain fMRI functional networks, both at the voxel level and lower-resolution supervoxel level. Targeting Auditory Oddball task data on the FBIRN fMRI dataset (n = 95), we considered node-degree and link-weight network features and evaluated stability and generalization accuracy of statistically significant feature sets in discriminating patients vs. controls. We also applied sparse multivariate regression (elastic net) to whole-brain functional connectivity features, for the first time, to derive stable predictive features for symptom severity. Whole-brain link-weight features achieved 74% accuracy in identifying patients and were more stable than voxel-wise node-degrees. Link-weight features predicted severity of several negative and positive symptom scales, including inattentiveness and bizarre behavior. The most-significant, stable and discriminative functional connectivity changes involved increased correlations between thalamus and primary motor/primary sensory cortex, and between precuneus (BA7) and thalamus, putamen, and Brodmann areas BA9 and BA44. Precuneus, along with BA6 and primary sensory cortex, was also involved in predicting severity of several symptoms. Overall, the proposed multi-step methodology may help identify more reliable multivariate patterns allowing for accurate prediction of schizophrenia and its symptoms severity.
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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) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».