Learning Differences Between Visual Scanning Patterns Can Disambiguate Bipolar and Unipolar Patients
Notice bibliographique
Résumé
Bipolar Disorder (BD) and Major Depressive Disorder (MDD) are two common and debilitating mood disorders. Misdiagnosing BD as MDD is relatively common and the introduction of markers to improve diagnostic accuracy early in the course of the illness has been identified as one of the top unmet needs in the field. In this paper, we present novel methods to differentiate between BD and MDD patients. The methods use deep learning techniques to quantify differences between visual scanning patterns of BD and MDD patients. In the methods, visual scanning patterns that are described by ordered sequences of fixations on emotional faces are encoded into a lower dimensional space and are fed into a long-short term memory recurrent neural network (RNN). Fixation sequences are encoded by three different methods: 1) using semantic regions of interests (RoIs) that are manually defined by experts, 2) using semi-automatically defined grids of RoIs, or 3) using a convolutional neural network (CNN) to automatically extract visual features from saliency maps. Using data from 47 patients with MDD and 26 patients with BD we showed that using semantic RoIs, the RNN improved the performance of a baseline classifier from an AUC of 0.603 to an AUC of 0.878. Similarly using grid RoIs, the RNN improved the performance of a baseline classifier from an AUC of 0.450 to an AUC of 0.828. The classifier that automatically extracted visual features from saliency maps (a long recurrent convolutional network that is fully data-driven) had an AUC of 0.879. The results of the study suggest that by using RNNs to learn differences between fixation sequences the diagnosis of individual patients with BD or MDD can be disambiguated with high accuracy. Moreover, by using saliency maps and CNN to encode the fixation sequences the method can be fully automated and achieve high accuracy without relying on user expertise and/or manual labelling. When compared with other markers, the performance of the class of classifiers that was introduced in this paper is better than that of detectors that use differences in neural structures, neural activity or cortical hemodynamics to differentiate between BD and MDD patients. The novel use of RNNs to quantify differences between fixation sequences of patients with mood disorders can be easily generalized to studies of other neuropsychological disorders and to other fields such as psychology and advertising.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».