A New Brain Network Construction Paradigm for Brain Disorder Via Diffusion-Based Graph Contrastive Learning

计算机科学 人工智能 图形 磁共振弥散成像 图论 自然语言处理 机器学习 模式识别(心理学) 理论计算机科学 磁共振成像 数学 医学 组合数学 放射科
作者
Yongcheng Zong,Qiankun Zuo,Michael K. Ng,Baiying Lei,Shuqiang Wang
出处
期刊:IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-16 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tpami.2024.3442811
摘要

Brain network analysis plays an increasingly important role in studying brain function and the exploring of disease mechanisms. However, existing brain network construction tools have some limitations, including dependency on empirical users, weak consistency in repeated experiments and time-consuming processes. In this work, a diffusion-based brain network pipeline, DGCL is designed for end-to-end construction of brain networks. Initially, the brain region-aware module (BRAM) precisely determines the spatial locations of brain regions by the diffusion process, avoiding subjective parameter selection. Subsequently, DGCL employs graph contrastive learning to optimize brain connections by eliminating individual differences in redundant connections unrelated to diseases, thereby enhancing the consistency of brain networks within the same group. Finally, the node-graph contrastive loss and classification loss jointly constrain the learning process of the model to obtain the reconstructed brain network, which is then used to analyze important brain connections. Validation on two datasets, ADNI and ABIDE, demonstrates that DGCL surpasses traditional methods and other deep learning models in predicting disease development stages. Significantly, the proposed model improves the efficiency and generalization of brain network construction. In summary, the proposed DGCL can be served as a universal brain network construction scheme, which can effectively identify important brain connections through generative paradigms and has the potential to provide disease interpretability support for neuroscience research.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
艺术家完成签到,获得积分10
4秒前
Karry完成签到 ,获得积分10
6秒前
丽丽完成签到,获得积分10
11秒前
xdd完成签到 ,获得积分10
14秒前
无聊的月饼完成签到 ,获得积分10
39秒前
Muccio完成签到 ,获得积分10
45秒前
阳光森林完成签到 ,获得积分10
54秒前
tjpuzhang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
快乐咸鱼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jessica英语好完成签到 ,获得积分10
1分钟前
兜兜揣满糖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
抹缇卡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Cristina2024完成签到,获得积分10
1分钟前
包容的海豚完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
gmc完成签到 ,获得积分10
2分钟前
快醒醒啊发布了新的文献求助10
2分钟前
CUN完成签到,获得积分10
2分钟前
高贵逍遥完成签到 ,获得积分10
2分钟前
liuyong6413完成签到 ,获得积分10
2分钟前
GG完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
orange完成签到 ,获得积分10
2分钟前
nn发布了新的文献求助10
2分钟前
又又完成签到,获得积分10
2分钟前
曲聋五完成签到 ,获得积分10
2分钟前
笨笨忘幽完成签到,获得积分10
2分钟前
tmobiusx完成签到,获得积分10
3分钟前
CLTTT完成签到,获得积分10
3分钟前
怕黑紫伊完成签到 ,获得积分10
3分钟前
钟声完成签到,获得积分0
3分钟前
wenting123完成签到 ,获得积分10
3分钟前
ycw7777完成签到,获得积分10
3分钟前
寒桥完成签到 ,获得积分10
3分钟前
yi完成签到 ,获得积分10
4分钟前
风衣拖地完成签到 ,获得积分10
4分钟前
ming应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
学习完成签到 ,获得积分10
4分钟前
本草石之寒温完成签到 ,获得积分10
4分钟前
一个没自信的boy完成签到 ,获得积分10
5分钟前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3139630
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2790511
关于积分的说明 7795445
捐赠科研通 2446958
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301526
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626259
版权声明 601176