Nonlinear latent representations of high-dimensional task-fMRI data: Unveiling cognitive and behavioral insights in heterogeneous spatial maps
Notice bibliographique
Résumé
Finding an interpretable and compact representation of complex neuroimaging data is extremely useful for understanding brain behavioral mapping and hence for explaining the biological underpinnings of mental disorders. However, hand-crafted representations, as well as linear transformations, may inadequately capture the considerable variability across individuals. Here, we implemented a data-driven approach using a three-dimensional autoencoder on two large-scale datasets. This approach provides a latent representation of high-dimensional task-fMRI data which can account for demographic characteristics whilst also being readily interpretable both in the latent space learned by the autoencoder and in the original voxel space. This was achieved by addressing a joint optimization problem that simultaneously reconstructs the data and predicts clinical or demographic variables. We then applied normative modeling to the latent variables to define summary statistics ('latent indices') and establish a multivariate mapping to non-imaging measures. Our model, trained with multi-task fMRI data from the Human Connectome Project (HCP) and UK biobank task-fMRI data, demonstrated high performance in age and sex predictions and successfully captured complex behavioral characteristics while preserving individual variability through a latent representation. Our model also performed competitively with respect to various baseline models including several variants of principal components analysis, independent components analysis and classical regions of interest, both in terms of reconstruction accuracy and strength of association with behavioral variables.
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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».