An automated machine learning approach to predict brain age from cortical anatomical measures
Notice bibliographique
Résumé
The use of machine learning (ML) algorithms has significantly increased in neuroscience. However, from the vast extent of possible ML algorithms, which one is the optimal model to predict the target variable? What are the hyperparameters for such a model? Given the plethora of possible answers to these questions, in the last years, automated ML (autoML) has been gaining attention. Here, we apply an autoML library called Tree-based Pipeline Optimisation Tool (TPOT) which uses a tree-based representation of ML pipelines and conducts a genetic programming-based approach to find the model and its hyperparameters that more closely predicts the subject's true age. To explore autoML and evaluate its efficacy within neuroimaging data sets, we chose a problem that has been the focus of previous extensive study: brain age prediction. Without any prior knowledge, TPOT was able to scan through the model space and create pipelines that outperformed the state-of-the-art accuracy for Freesurfer-based models using only thickness and volume information for anatomical structure. In particular, we compared the performance of TPOT (mean absolute error [MAE]: 4.612 ± .124 years) and a relevance vector regression (MAE 5.474 ± .140 years). TPOT also suggested interesting combinations of models that do not match the current most used models for brain prediction but generalise well to unseen data. AutoML showed promising results as a data-driven approach to find optimal models for neuroimaging applications.
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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 | 0,003 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 ».