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VarCoNet: A variability-aware self-supervised framework for functional connectome extraction from resting-state fMRI

Created by
  • Haebom

作者

Charalampos Lamprou, Aamna Alshehhi, Leontios J. Hadjileontiadis, Mohamed L. Seghier

概要

この論文では、脳機能の個人間の変動性を意味のあるデータと見なし、休止期のFMRI(rs-fMRI)データから堅牢な機能的コネクトム(FC)抽出のための高度な自己地図学習フレームワークであるVarCoNetを紹介します。 VarCoNetは、自己指導対照学習を活用して固有の機能的個人間のボラティリティを活用し、ラベル付けされたデータがなくても、下流の作業に直接適用可能なFC埋め込みを生成する脳機能エンコーダとして機能します。 VarCoNetは、rs-fMRI信号分割に基づく新しい拡張戦略を通じて対照学習を促進し、1D-CNN-Transformerエンコーダを統合して時系列処理を改善し、堅牢なベイジアンハイパーパラメータ最適化を使用します。 VarCoNetは、ヒトコネクトムプロジェクトrs-fMRIデータを使用した被験者の指紋認識と、ABIDE IおよびABIDE IIデータセットrs-fMRIデータを使用した自閉症スペクトラム障害(ASD)分類の2つのダウンストリーム操作で評価されました。さまざまな脳パセレーションを使用した13のディープラーニング法を含む最先端の方法論の広範なテストは、VarCoNetの卓越性、堅牢性、解釈可能性、および一般化の可能性を実証しました。

Takeaways、Limitations

Takeaways:
脳機能の個人間のボラティリティを意味のあるデータとして活用する新しいアプローチを提示します。
Rs-fMRIデータ分析のための強力で一般化可能なFC抽出フレームワークを提供します。
自閉症スペクトラム障害(ASD)分類や被験者の指紋認識などのダウンストリーム操作で優れた性能を発揮します。
さまざまな脳パセレーションと13のディープラーニング法を含む最先端の方法論との比較によって性能を検証します。
Limitations:
論文に具体的なLimitationsは記載されていない。
データ依存性:Rs-fMRIデータの品質と量によってパフォーマンスが制限される可能性があります。
計算コスト:1D-CNN-Transformerエンコーダとベイジアンハイパーパラメータ最適化の複雑さにより、計算コストが高くなる可能性があります。
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