Translating phenotypic prediction models from big to small anatomical MRI data using meta-matching
Notice bibliographique
Résumé
Individualized phenotypic prediction based on structural MRI is an important goal in neuroscience. Prediction performance increases with larger samples, but small-scale datasets with fewer than 200 participants are often unavoidable. We have previously proposed a "meta-matching" framework to translate models trained from large datasets to improve the prediction of new unseen phenotypes in small collection efforts. Meta-matching exploits correlations between phenotypes, yielding large improvement over classical machine learning when applied to prediction models using resting-state functional connectivity as input features. Here, we adapt the two best performing meta-matching variants ("meta-matching finetune" and "meta-matching stacking") from our previous study to work with T1-weighted MRI data by changing the base neural network architecture to a 3D convolution neural network. We compare the two meta-matching variants with elastic net and classical transfer learning using the UK Biobank (N = 36,461), Human Connectome Project Young Adults (HCP-YA) dataset (N = 1,017) and HCP-Aging dataset (N = 656). We find that meta-matching outperforms elastic net and classical transfer learning by a large margin, both when translating models within the same dataset, as well as translating models across datasets with different MRI scanners, acquisition protocols and demographics. For example, when translating a UK Biobank model to 100 HCP-YA participants, meta-matching finetune yielded a 136% improvement in variance explained over transfer learning, with an average absolute gain of 2.6% (minimum = -0.9%, maximum = 17.6%) across 35 phenotypes. Overall, our results highlight the versatility of the meta-matching framework.
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 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 | 0,005 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».