Whole-brain causal discovery using fMRI
Notice bibliographique
Résumé
Despite significant research, discovering causal relationships from fMRI remains a challenge. Popular methods such as Granger causality and dynamic causal modeling fall short in handling contemporaneous effects and latent common causes. Methods from causal structure learning literature can address these limitations but often scale poorly with network size and need acyclicity. In this study, we first provide a taxonomy of existing methods and compare their accuracy and efficiency on simulated fMRI from simple topologies. This analysis demonstrates a pressing need for more accurate and scalable methods, motivating the design of Causal discovery for Large-scale Low-resolution Time-series with Feedback (CaLLTiF). CaLLTiF is a constraint-based method that uses conditional independence between contemporaneous and lagged variables to extract causal relationships. On simulated fMRI from the macaque connectome, CaLLTiF achieves significantly higher accuracy and scalability than all tested alternatives. From resting-state human fMRI, CaLLTiF learns causal connectomes that are highly consistent across individuals, show clear top-down flow of causal effect from attention and default mode to sensorimotor networks, exhibit Euclidean distance dependence in causal interactions, and are highly dominated by contemporaneous effects. Overall, this work takes a major step in enhancing causal discovery from whole-brain fMRI and defines a new standard for future investigations.
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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 | 0,004 | 0,027 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».