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Enregistrement W6894203071 · doi:10.5281/zenodo.7729628

The Courtois project on neuronal modelling: scaling up AI models of individual brains in a massive individual fMRI dataset

2023· article· en· W6894203071 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueZenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueFunctional Brain Connectivity Studies
Établissements canadiensUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHuman Connectome ProjectFunctional magnetic resonance imagingBenchmark (surveying)Decoding methodsTask (project management)Convolutional neural networkScalingGraphPattern recognition (psychology)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The Courtois project on neuronal modelling (CNeuroMod) aims to improve the task flexibility of artificial neural networks using activity recorded from biological neural networks. CNeuroMod has collected an unprecedented “deep'' functional magnetic resonance imaging (fMRI) dataset currently available, with up to 150 hours of fMRI data per subject (N=6) [1]. The project covers a wide range of tasks, broadly categorised in domains such as vision, audition, language, memory, emotions and videogames. In this talk, I will provide an overview of the contents of the Courtois NeuroMod database, and then present initial results on scaling up AI models of individual brains. I will first discuss some recent works on brain decoding using the human connectome project (HCP) task battery. We found a marked advantage of deep graph convolutional networks for group level decoding on that benchmark using the full original HCP sample (N=1200) [2,3]. Using Courtois Neuromod’s hcptrt dataset, where we repeated HCP’s task battery up to 15 times per subject, we successfully trained brain decoding models on single individuals that matched the performance of the group decoder, using two orders of magnitude less data [4]. I will also discuss a recent benchmark of auto-regressive models for individual video-watching fMRI data (i.e. movie10 and friends dataset), where we looked at over 10 different time series models, and up to 10 hours of training data [5]. We found that graph convolutional networks had the best performance overall, and performance scaled up with the amount of data without reaching a ceiling at 10 hours. Overall, these results demonstrate that large individual fMRI dataset can be used to efficiently train purely individual AI models of brain activity, and that massive amounts of individual data are beneficial to this endeavour. References [1] https://www.docs.cneuromod.ca [2] Zhang, Y., Tetrel, L., Thirion, B., Bellec, P., 2021. Functional annotation of human cognitive states using deep graph convolution. Neuroimage 231, 117847. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.117847 [3] Zhang, Y., Farrugia, N., Bellec, P., 2022. Deep learning models of cognitive processes constrained by human brain connectomes. Med. Image Anal. 80, 102507. https://doi.org/10.1016/j.media.2022.102507 [4] Rastegarnia, S., Tetrel, L., Pinsard, B., DuPre, E., Zhang, Y., & Bellec, P. (2022, September 16). Brain decoding of the Human Connectome Project Tasks in a Dense Individual fMRI Dataset. Psyarxiv preprint https://doi.org/10.31234/osf.io/9t5nh [5] Paugam, F., Pinsard, B., Lajoie, G., & Bellec, P. (2023, February 17). A benchmark of individual auto-regressive models in a massive fMRI dataset. Psyarxiv preprint https://doi.org/10.31234/osf.io/pvx3d

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,024
Score d'incertitude au seuil0,048

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0030,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0020,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,005

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.

Tête enseignante Opus0,165
Tête enseignante GPT0,310
Écart entre enseignants0,145 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
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Résumé présentoui

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