Density-based clustering of static and dynamic functional MRI connectivity features obtained from subjects with cognitive impairment
Notice bibliographique
Résumé
Various machine-learning classification techniques have been employed previously to classify brain states in healthy and disease populations using functional magnetic resonance imaging (fMRI). These methods generally use supervised classifiers that are sensitive to outliers and require labeling of training data to generate a predictive model. Density-based clustering, which overcomes these issues, is a popular unsupervised learning approach whose utility for high-dimensional neuroimaging data has not been previously evaluated. Its advantages include insensitivity to outliers and ability to work with unlabeled data. Unlike the popular k-means clustering, the number of clusters need not be specified. In this study, we compare the performance of two popular density-based clustering methods, DBSCAN and OPTICS, in accurately identifying individuals with three stages of cognitive impairment, including Alzheimer's disease. We used static and dynamic functional connectivity features for clustering, which captures the strength and temporal variation of brain connectivity respectively. To assess the robustness of clustering to noise/outliers, we propose a novel method called recursive-clustering using additive-noise (R-CLAN). Results demonstrated that both clustering algorithms were effective, although OPTICS with dynamic connectivity features outperformed in terms of cluster purity (95.46%) and robustness to noise/outliers. This study demonstrates that density-based clustering can accurately and robustly identify diagnostic classes in an unsupervised way using brain connectivity.
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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 | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| 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 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 ».