Simulation of neuroplasticity in a CNN-based in-silico model of neurodegeneration of the visual system
Notice bibliographique
Résumé
The aim of this work was to enhance the biological feasibility of a deep convolutional neural network-based in-silico model of neurodegeneration of the visual system by equipping it with a mechanism to simulate neuroplasticity. Therefore, deep convolutional networks of multiple sizes were trained for object recognition tasks and progressively lesioned to simulate neurodegeneration of the visual cortex. More specifically, the injured parts of the network remained injured while we investigated how the added retraining steps were able to recover some of the model’s object recognition baseline performance. The results showed with retraining, model object recognition abilities are subject to a smoother and more gradual decline with increasing injury levels than without retraining and, therefore, more similar to the longitudinal cognition impairments of patients diagnosed with Alzheimer’s disease (AD). Moreover, with retraining, the injured model exhibits internal activation patterns similar to those of the healthy baseline model when compared to the injured model without retraining. Furthermore, we conducted this analysis on a network that had been extensively pruned, resulting in an optimized number of parameters or synapses. Our findings show that this network exhibited remarkably similar capability to recover task performance with decreasingly viable pathways through the network. In conclusion, adding a retraining step to the in-silico setup that simulates neuroplasticity improves the model’s biological feasibility considerably and could prove valuable to test different rehabilitation approaches in-silico.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, 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 ».