Unsupervised representation learning of spontaneous MEG data with nonlinear ICA
Notice bibliographique
Résumé
Resting-state magnetoencephalography (MEG) data show complex but structured spatiotemporal patterns. However, the neurophysiological basis of these signal patterns is not fully known and the underlying signal sources are mixed in MEG measurements. Here, we developed a method based on the nonlinear independent component analysis (ICA), a generative model trainable with unsupervised learning, to learn representations from resting-state MEG data. After being trained with a large dataset from the Cam-CAN repository, the model has learned to represent and generate patterns of spontaneous cortical activity using latent nonlinear components, which reflects principal cortical patterns with specific spectral modes. When applied to the downstream classification task of audio-visual MEG, the nonlinear ICA model achieves competitive performance with deep neural networks despite limited access to labels. We further validate the generalizability of the model across different datasets by applying it to an independent neurofeedback dataset for decoding the subject's attentional states, providing a real-time feature extraction and decoding mindfulness and thought-inducing tasks with an accuracy of around 70% at the individual level, which is much higher than obtained by linear ICA or other baseline methods. Our results demonstrate that nonlinear ICA is a valuable addition to existing tools, particularly suited for unsupervised representation learning of spontaneous MEG activity which can then be applied to specific goals or tasks when labelled data are scarce.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».