Improving the accuracy of single-trial fMRI response estimates using GLMsingle
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Advances in artificial intelligence have inspired a paradigm shift in human neuroscience, yielding large-scale functional magnetic resonance imaging (fMRI) datasets that provide high-resolution brain responses to thousands of naturalistic visual stimuli. Because such experiments necessarily involve brief stimulus durations and few repetitions of each stimulus, achieving sufficient signal-to-noise ratio can be a major challenge. We address this challenge by introducing GLMsingle , a scalable, user-friendly toolbox available in MATLAB and Python that enables accurate estimation of single-trial fMRI responses ( glmsingle.org ). Requiring only fMRI time-series data and a design matrix as inputs, GLMsingle integrates three techniques for improving the accuracy of trial-wise general linear model (GLM) beta estimates. First, for each voxel, a custom hemodynamic response function (HRF) is identified from a library of candidate functions. Second, cross-validation is used to derive a set of noise regressors from voxels unrelated to the experiment. Third, to improve the stability of beta estimates for closely spaced trials, betas are regularized on a voxel-wise basis using ridge regression. Applying GLMsingle to the Natural Scenes Dataset and BOLD5000, we find that GLMsingle substantially improves the reliability of beta estimates across visually-responsive cortex in all subjects. Comparable improvements in reliability are also observed in a smaller-scale auditory dataset from the StudyForrest experiment. These improvements translate into tangible benefits for higher-level analyses relevant to systems and cognitive neuroscience. We demonstrate that GLMsingle: (i) helps decorrelate response estimates between trials nearby in time; (ii) enhances representational similarity between subjects within and across datasets; and (iii) boosts one-versus-many decoding of visual stimuli. GLMsingle is a publicly available tool that can significantly improve the quality of past, present, and future neuroimaging datasets sampling brain activity across many experimental conditions.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 découle