Faster than thought: Detecting sub-second activation sequences with sequential fMRI pattern analysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Neural computations are often anatomically localized and executed on sub-second time scales. Understanding the brain therefore requires methods that offer sufficient spatial and temporal resolution. This poses a particular challenge for the study of the human brain because non-invasive methods have either high temporal or spatial resolution, but not both. Here, we introduce a novel multivariate analysis method for conventional blood-oxygen-level dependent functional magnetic resonance imaging (BOLD fMRI) that allows to study sequentially activated neural patterns separated by less than 100 ms with anatomical precision. Human participants underwent fMRI and were presented with sequences of visual stimuli separated by 32 to 2048 ms. Probabilistic pattern classifiers were trained on fMRI data to detect the presence of image-specific activation patterns in early visual and ventral temporal cortex. The classifiers were then applied to data recorded during sequences of the same images presented at increasing speeds. Our results show that probabilistic classifier time courses allowed to detect neural representations and their order, even when images were separated by only 32 ms. Moreover, the frequency spectrum of the statistical sequentiality metric distinguished between sequence speeds on sub-second versus supra-second time scales. These results survived when data with high levels of noise and rare sequence events at unknown times were analyzed. Our method promises to lay the groundwork for novel investigations of fast neural computations in the human brain, such as hippocampal replay.
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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 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».