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BrainCSD: A Hierarchical Consistency-Driven MoE Foundation Model for Unified Connectome Synthesis and Multitask Brain Trait Prediction

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저자

Xiongri Shen, Jiaqi Wang, Yi Zhong, Zhenxi Song, Leilei Zhao, Liling Li, Yichen Wei, Lingyan Liang, Shuqiang Wang, Baiying Lei, Demao Deng, Zhiguo Zhang

개요

BrainCSD는 기능적 연결성(FC)과 구조적 연결성(SC)을 함께 합성하고, 진단 및 예측과 같은 후속 디코딩 작업을 지원하는 계층적 혼합 전문가(MoE) 기반 모델이다. 뇌의 해부학적 구조를 기반으로 하는 세 가지 구성 요소(ROI별 MoE, 인코딩-활성화 MoE, 네트워크 인식 개선 MoE)를 특징으로 하며, FC 및 SC가 누락된 경우에도 우수한 성능을 보였다.

시사점, 한계점

시사점:
FC/SC 바이오마커의 효율적인 합성을 통해 임상적 활용성을 높임.
누락된 모달리티 환경에서도 우수한 성능을 보임.
다양한 다운스트림 작업(진단, 예측)에서 SOTA 달성.
뇌 해부학적 구조를 반영한 모델 설계를 통해 해석 가능성 향상.
한계점:
모델의 복잡성으로 인한 훈련 및 배포의 어려움 가능성.
특정 데이터셋에 대한 과적합 가능성.
모델 성능의 일반화 가능성에 대한 추가 연구 필요.
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