A Bayesian Model-Selection Approach for Determining the Number of Spectral Peaks in Neural Power Spectra
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Neurophysiological brain activity comprises rhythmic (periodic) and arrhythmic (aperiodic) signal elements, which are increasingly studied in relation to behavioral traits and clinical symptoms. Current methods for spectral parameterization of neural recordings rely on user-dependent parameter selection, which includes selecting the correct maximum number of spectral peaks to fit to the spectrum. This challenges the replicability and robustness of findings. Here, we introduce a data-driven model-selection procedure for determining the appropriate number of oscillatory peaks to fit to neural power spectra, based on the Bayesian Information Criterion (BIC). We present extensive tests of the approach with ground-truth and empirical magnetoencephalography recordings. Data-driven model selection enhances both the specificity and sensitivity of spectral decompositions. Overall, the proposed spectral decomposition with data-driven model selection reduces reliance on user-defined ‘maximum number of peaks’ settings, enabling more robust, reproducible, and interpretable spectral parameterizations. Lay summary Brain activity is composed of rhythmic patterns that repeat over time and arrhythmic elements that are less structured. Recent advances in brain signal analysis have improved our ability to distinguish between these two types of components, enhancing our understanding of brain signals. However, current methods require users to adjust several parameters manually to obtain their results. The outcomes of the analyses, therefore, depend on each user’s decisions and expertise. To improve the replicability of research findings, the authors propose a revised method to streamline the analysis of brain signal contents. They developed a new algorithm that defines the parameters of the analytical pipeline informed by the data. The effectiveness of this method is demonstrated with both synthesized and real-world data. The approach is made available to all researchers as a free, open-source app, observing best practices for neuroscience research.
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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 | 0,010 | 0,029 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».