Predicting Fluid Intelligence via Naturalistic Functional Connectivity Using Weighted Ensemble Model and Network Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Objectives: Functional connectivity triggered by naturalistic stimuli (e.g., movie clips), coupled with machine learning techniques provide great insight in exploring brain functions such as fluid intelligence. However, functional connectivity is multi-layered while traditional machine learning is based on individual model, which is not only limited in performance, but also fails to extract multi-dimensional and multi-layered information from the brain network. Methods: In this study, inspired by multi-layer brain network structure, we propose a new method, namely weighted ensemble model and network analysis, which combines machine learning and graph theory for improved fluid intelligence prediction. Firstly, functional connectivity analysis and graphical theory were jointly employed. The functional connectivity and graphical indices computed using the preprocessed fMRI data were then all fed into an auto-encoder parallelly for automatic feature extraction to predict the fluid intelligence. In order to improve the performance, tree regression and ridge regression models were stacked and fused automatically with weighted values. Finally, layers of auto-encoder were visualized to better illustrate the connectome patterns, followed by the evaluation of the performance to justify the mechanism of brain functions. Results: Our proposed method achieved the best performance with a 3.85 mean absolute deviation, 0.66 correlation coefficient and 0.42 R-squared coefficient; this model outperformed other state-of-the-art methods. It is also worth noting that the optimization of the biological pattern extraction was automated though the auto-encoder algorithm. Conclusion: The proposed method outperforms the state-of-the-art reports, also is able to effectively capture the biological patterns of functional connectivity during a naturalistic movie state for potential clinical explorations.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».