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Enregistrement W4360820285 · doi:10.1101/2023.03.22.533807

Neurospectrum: A Geometric and Topological Deep Learning Framework for Uncovering Spatiotemporal Signatures in Neural Activity

2023· preprint· en· W4360820285 sur OpenAlexaff
Dhananjay Bhaskar, Yanlei Zhang, Jessica L. Moore, Feng Gao, Bastian Rieck, Guy Wolf, Firas A. Khasawneh, Elizabeth Munch, J. Adam Noah, Helen Pushkarskaya, Christopher Pittenger, Valentina Greco, Smita Krishnaswamy

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueTopological and Geometric Data Analysis
Établissements canadiensMila - Quebec Artificial Intelligence Institute
Organismes subventionnairesNational Institutes of Health
Mots-clésPersistent homologyHomology (biology)Computer scienceScatteringNeuroscienceArtificial intelligenceComputational biologyPhysicsStatistical physicsBiologyAlgorithmGeneticsOpticsGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

, a framework that encodes neural activity as latent trajectories shaped by spatial and temporal structure. At each timepoint, signals are represented on a graph capturing spatial relationships, with a learnable attention mechanism highlighting important regions. These are embedded using graph wavelets and passed through a manifold-regularized autoencoder that preserves temporal geometry. The resulting latent trajectory is summarized using a principled set of descriptors - including curvature, path signatures, persistent homology, and recurrent networks -that capture multiscale geometric, topological, and dynamical features. These features drive downstream prediction in a modular, interpretable, and end-to-end trainable framework. We evaluate Neurospectrum on simulated and experimental datasets. It tracks phase synchronization in Kuramoto simulations, reconstructs visual stimuli from calcium imaging, and identifies biomarkers of obsessive-compulsive disorder in fMRI. Across tasks, Neurospectrum uncovers meaningful neural dynamics and outperforms traditional analysis methods.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,325
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,004
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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