<scp>EEG</scp> functional connectivity as a Riemannian mediator: An application to malnutrition and cognition
Notice bibliographique
Résumé
Mediation analysis assesses whether an exposure directly produces changes in cognitive behavior or is influenced by intermediate "mediators". Electroencephalographic (EEG) spectral measurements have been previously used as effective mediators representing diverse aspects of brain function. However, it has been necessary to collapse EEG measures onto a single scalar using standard mediation methods. In this article, we overcome this limitation and examine EEG frequency-resolved functional connectivity measures as a mediator using the full EEG cross-spectral tensor (CST). Since CST samples do not exist in Euclidean space but in the Riemannian manifold of positive-definite tensors, we transform the problem, allowing for the use of classic multivariate statistics. Toward this end, we map the data from the original manifold space to the Euclidean tangent space, eliminating redundant information to conform to a "compressed CST." The resulting object is a matrix with rows corresponding to frequencies and columns to cross spectra between channels. We have developed a novel matrix mediation approach that leverages a nuclear norm regularization to determine the matrix-valued regression parameters. Furthermore, we introduced a global test for the overall CST mediation and a test to determine specific channels and frequencies driving the mediation. We validated the method through simulations and applied it to our well-studied 50+-year Barbados Nutrition Study dataset by comparing EEGs collected in school-age children (5-11 years) who were malnourished in the first year of life with those of healthy classmate controls. We hypothesized that the CST mediates the effect of malnutrition on cognitive performance. We can now explicitly pinpoint the frequencies (delta, theta, alpha, and beta bands) and regions (frontal, central, and occipital) in which functional connectivity was altered in previously malnourished children, an improvement to prior studies. Understanding the specific networks impacted by a history of postnatal malnutrition could pave the way for developing more targeted and personalized therapeutic interventions. Our methods offer a versatile framework applicable to mediation studies encompassing matrix and Hermitian 3D tensor mediators alongside scalar exposures and outcomes, facilitating comprehensive analyses across diverse research domains.
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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 | 0,002 | 0,009 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 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 ».