Estimation of narrowband amplitude and phase from electrophysiology signals for phase-amplitude coupling studies: a comparison of methods
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Many functional connectivity studies based on electrophysiological measurements, such as electro- and magnetoencephalography (EEG/MEG), start their investigations by extracting a narrowband representation of brain activity time series, and then computing their envelope amplitudes and instantaneous phases, which serve as inputs to subsequent data processing. The two most popular approaches for obtaining these narrowband amplitudes and phases are: bandpass filtering followed by Hilbert transform (we call this the Hilbert approach); and convolution with wavelet kernels (the wavelet approach). In this work, we investigate how these two approaches perform in detecting the phenomenon of phase-amplitude coupling (PAC), whereby the amplitude of a high-frequency signal is driven by the phase of a low-frequency signal. The comparison of both approaches is carried out by means of simulated brain activity, from which we run receiver operating characteristic (ROC) analyses, and of experimental MEG data from a visuomotor coordination study. The ROC analyses show that both approaches have comparable accuracy, except in the presence of interfering signals with frequencies near the high-frequency band. As for the visuomotor data, the most noticeable impact of the choice of approach was observed when evaluating task-based changes in PAC between the delta (2-5 Hz) and the high-gamma (60-90 Hz) frequency bands, as we were able to identify widespread brain areas with statistically significant effects only with the Hilbert approach. These results provide preliminary evidence of the advantages of the Hilbert approach over the wavelet approach, at least in the context of PAC estimates.
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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 | 0,007 | 0,026 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».