亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Interpretable Cognitive Ability Prediction: A Comprehensive Gated Graph Transformer Framework for Analyzing Functional Brain Networks

可解释性 计算机科学 人工智能 连接体 认知 机器学习 图形 人类连接体项目 功能磁共振成像 神经科学 功能连接 理论计算机科学 心理学
作者
Gang Qu,Anton Orlichenko,Junqi Wang,Gemeng Zhang,Li Xiao,Kun Zhang,Tony W. Wilson,Julia M. Stephen,Vince D. Calhoun,Yu‐Ping Wang
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:43 (4): 1568-1578 被引量:3
标识
DOI:10.1109/tmi.2023.3343365
摘要

Graph convolutional deep learning has emerged as a promising method to explore the functional organization of the human brain in neuroscience research. This paper presents a novel framework that utilizes the gated graph transformer (GGT) model to predict individuals' cognitive ability based on functional connectivity (FC) derived from fMRI. Our framework incorporates prior spatial knowledge and uses a random-walk diffusion strategy that captures the intricate structural and functional relationships between different brain regions. Specifically, our approach employs learnable structural and positional encodings (LSPE) in conjunction with a gating mechanism to efficiently disentangle the learning of positional encoding (PE) and graph embeddings. Additionally, we utilize the attention mechanism to derive multi-view node feature embeddings and dynamically distribute propagation weights between each node and its neighbors, which facilitates the identification of significant biomarkers from functional brain networks and thus enhances the interpretability of the findings. To evaluate our proposed model in cognitive ability prediction, we conduct experiments on two large-scale brain imaging datasets: the Philadelphia Neurodevelopmental Cohort (PNC) and the Human Connectome Project (HCP). The results show that our approach not only outperforms existing methods in prediction accuracy but also provides superior explainability, which can be used to identify important FCs underlying cognitive behaviors.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Winnie发布了新的文献求助10
刚刚
11秒前
冷静如柏关注了科研通微信公众号
27秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
桥西小河完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Winnie发布了新的文献求助10
1分钟前
liia完成签到,获得积分10
2分钟前
小马甲应助冷静如柏采纳,获得10
2分钟前
大火炉发布了新的文献求助10
2分钟前
李爱国应助大火炉采纳,获得10
2分钟前
Winnie发布了新的文献求助10
2分钟前
xingsixs完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Richard完成签到,获得积分10
2分钟前
卓卓卓完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Lan完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
希望天下0贩的0应助Boro采纳,获得10
3分钟前
huyu完成签到 ,获得积分10
3分钟前
追寻夜香完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
zzz完成签到 ,获得积分10
4分钟前
冷静如柏发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
Boro发布了新的文献求助10
4分钟前
脑洞疼应助中中采纳,获得10
5分钟前
丰富之槐完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
paradox完成签到 ,获得积分10
5分钟前
6分钟前
一指墨发布了新的文献求助10
6分钟前
科研通AI6.3应助Winnie采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
Winnie发布了新的文献求助10
6分钟前
无极微光应助doudoudou采纳,获得20
6分钟前
6分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7163126
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8806341
关于积分的说明 18609974
捐赠科研通 6770160
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3164341
关于科研通互助平台的介绍 2302226
邀请新用户注册赠送积分活动 2138949