Random matrix theory tools for the predictive analysis of functional magnetic resonance imaging examinations
Notice bibliographique
Résumé
Purpose: Random matrix theory (RMT) is an increasingly useful tool for understanding large, complex systems. Prior studies have examined functional magnetic resonance imaging (fMRI) scans using tools from RMT, with some success. However, RMT computations are highly sensitive to a number of analytic choices, and the robustness of findings involving RMT remains in question. We systematically investigate the usefulness of RMT on a wide variety of fMRI datasets using a rigorous predictive framework. Approach: We develop open-source software to efficiently compute RMT features from fMRI images and examine the cross-validated predictive potential of eigenvalue and RMT-based features ("eigenfeatures") with classic machine-learning classifiers. We systematically vary pre-processing extent, normalization procedures, RMT unfolding procedures, and feature selection and compare the impact of these analytic choices on the distributions of cross-validated prediction performance for each combination of dataset binary classification task, classifier, and feature. To deal with class imbalance, we use the area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) as the main performance metric. Results: , median AUROC range across classification tasks 0.42 to 0.62). Additionally, eigenfeature AUROC distributions were overall more right-tailed than baseline features, suggesting greater predictive potential. However, performance distributions were wide and often significantly affected by analytic choices. Conclusions: Eigenfeatures clearly have potential for understanding fMRI functional connectivity in a wide variety of scenarios. The utility of these features is strongly dependent on analytic decisions, suggesting caution when interpreting past and future studies applying RMT to fMRI. However, our study demonstrates that the inclusion of RMT statistics in fMRI investigations could improve prediction performances across a wide variety of phenomena.
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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 | 0,013 | 0,077 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
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 ».