Design of optimal nonlinear network controllers for Alzheimer's disease
Notice bibliographique
Résumé
Brain stimulation can modulate the activity of neural circuits impaired by Alzheimer's disease (AD), having promising clinical benefit. However, all individuals with the same condition currently receive identical brain stimulation, with limited theoretical basis for this generic approach. In this study, we introduce a control theory framework for obtaining exogenous signals that revert pathological electroencephalographic activity in AD at a minimal energetic cost, while reflecting patients' biological variability. We used anatomical networks obtained from diffusion magnetic resonance images acquired by the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) as mediators for the interaction between Duffing oscillators. The nonlinear nature of the brain dynamics is preserved, given that we extend the so-called state-dependent Riccati equation control to reflect the stimulation objective in the high-dimensional neural system. By considering nonlinearities in our model, we identified regions for which control inputs fail to correct abnormal activity. There are changes to the way stimulated regions are ranked in terms of the energetic cost of controlling the entire network, from a linear to a nonlinear approach. We also found that limbic system and basal ganglia structures constitute the top target locations for stimulation in AD. Patients with highly integrated anatomical networks-namely, networks having low average shortest path length, high global efficiency-are the most suitable candidates for the propagation of stimuli and consequent success on the control task. Other diseases associated with alterations in brain dynamics and the self-control mechanisms of the brain can be addressed through our framework.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».