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Atributos invisibles, sesgos visibles: exploración de los atajos demográficos en la clasificación de la enfermedad de Alzheimer basada en la resonancia magnética

Created by
  • Haebom

Autor

Akshit Achara, Esther Puyol Antón, Alexander Hammers, Andrew P. King

Describir

Este artículo investiga el aprendizaje abreviado y los problemas de sesgo demográfico en algoritmos de aprendizaje profundo (DL) para el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer (EA) mediante imágenes por resonancia magnética (IRM). Primero, examinamos si los algoritmos de DL pueden identificar la raza o el género en exploraciones de IRM cerebral 3D, identificando así cambios distributivos basados ​​en la raza y el género. A continuación, investigamos si los desequilibrios del conjunto de entrenamiento basados ​​en la raza o el género degradan el rendimiento del modelo, identificando así el aprendizaje abreviado y el sesgo. Finalmente, realizamos análisis cuantitativos y cualitativos de atribuciones de características en diferentes regiones cerebrales tanto para atributos protectores como para tareas de clasificación de EA. Utilizando múltiples conjuntos de datos y modelos de DL (ResNet y SwinTransformer), demostramos la presencia de aprendizaje abreviado y sesgos basados ​​en la raza y el género en la clasificación de EA basada en DL. Este estudio sienta las bases para herramientas de diagnóstico de DL más imparciales en IRM cerebral.

Takeaways, Limitations

Takeaways: Demostramos empíricamente la presencia de sesgo racial y de género en modelos de aprendizaje profundo para el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer basados ​​en resonancia magnética cerebral. Esto representa un paso importante hacia el desarrollo de herramientas de diagnóstico más justas y fiables. El código proporcionado mejora la reproducibilidad del estudio.
Limitations: Este resultado podría limitarse a un conjunto de datos y un modelo específicos. Se necesita investigación más exhaustiva en diversos grupos raciales y de género. Faltan soluciones específicas para mitigar el sesgo. Se requiere más investigación para determinar cómo eliminar por completo el aprendizaje abreviado.
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