Detecting brain network communities: considering the role of information flow and its different temporal scales
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The identification of community structure in graphs continues to attract great interest in several fields. Network neuroscience is particularly concerned with this problem considering the key roles communities play in brain processes and functionality. Most methods used for community detection in brain graphs are based on the maximization of a parameter-dependent modularity function that often obscures the physical meaning and hierarchical organization of the partitions of network nodes. In this work, we present a new method able to detect communities at different scales in a natural, unrestricted way. First, to obtain an estimation of the information flow in the network we release random walkers to freely move over it. The activity of the walkers is separated into oscillatory modes by using empirical mode decomposition. After grouping nodes by their co-occurrence at each time scale, k -modes clustering returns the desired partitions. Our algorithm was first tested on benchmark graphs with favorable performance. Next, it was applied to real and simulated anatomical and/or functional connectomes in the macaque and human brains. We found a clear hierarchical repertoire of community structures in both the anatomical and the functional networks. The observed partitions range from the evident division in two hemispheres –in which all processes are managed globally– to specialized communities seemingly shaped by physical proximity and shared function. Our results stimulate the research of hierarchical community organization in terms of temporal scales of information flow in the brain network. Highlights - Oscillatory modes of networks’ signals carry information on architectural rules. - Meaningful partitions of the brain networks are found over different temporal scales. - The multiscale organization of the brain responds to the function of its components.
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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 | 0,002 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».