Numerical uncertainty in analytical pipelines lead to impactful variability in brain networks
Notice bibliographique
Résumé
The analysis of brain-imaging data requires complex processing pipelines to support findings on brain function or pathologies. Recent work has shown that variability in analytical decisions, small amounts of noise, or computational environments can lead to substantial differences in the results, endangering the trust in conclusions. We explored the instability of results by instrumenting a structural connectome estimation pipeline with Monte Carlo Arithmetic to introduce random noise throughout. We evaluated the reliability of the connectomes, the robustness of their features, and the eventual impact on analysis. The stability of results was found to range from perfectly stable (i.e. all digits of data significant) to highly unstable (i.e. 0 - 1 significant digits). This paper highlights the potential of leveraging induced variance in estimates of brain connectivity to reduce the bias in networks without compromising reliability, alongside increasing the robustness and potential upper-bound of their applications in the classification of individual differences. We demonstrate that stability evaluations are necessary for understanding error inherent to brain imaging experiments, and how numerical analysis can be applied to typical analytical workflows both in brain imaging and other domains of computational sciences, as the techniques used were data and context agnostic and globally relevant. Overall, while the extreme variability in results due to analytical instabilities could severely hamper our understanding of brain organization, it also affords us the opportunity to increase the robustness of findings.
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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 | 0,024 | 0,170 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,004 |
| Communication savante | 0,004 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».