This study presents a Bayesian regression framework to model the relationship between scalar outcomes and brain functional connectivity represented as symmetric positive definite (SPD) matrices. Unlike many proposals that simply vectorize the connectivity predictors thereby ignoring their matrix structures, our method respects the Riemannian geometry of SPD matrices by modelling them in a tangent space. We perform dimension reduction in the tangent space, relating the resulting low-dimensional representations with the responses. The dimension reduction matrix is learnt in a supervised manner with a sparsity-inducing prior imposed on a Stiefel manifold to prevent overfitting. Our method yields a parsimonious regression model that allows uncertainty quantification of the estimates and identification of key brain regions that predict the outcomes. We demonstrate the performance of our approach in simulation settings and through a case study to predict Picture Vocabulary scores using data from the Human Connectome Project.


翻译:本研究提出一种贝叶斯回归框架,用于建模标量结果与以对称正定(SPD)矩阵形式表征的脑功能连接之间的关系。与许多简单地将连接性预测因子向量化而忽略其矩阵结构的方案不同,我们的方法通过在切空间中对SPD矩阵进行建模,尊重其黎曼几何结构。我们在切空间中执行降维,将得到的低维表示与响应变量相关联。该降维矩阵以监督方式学习,并在Stiefel流形上施加稀疏诱导先验以防止过拟合。我们的方法得到简洁的回归模型,能够对估计值进行不确定性量化,并识别预测结果的关键脑区。我们通过模拟实验及一项使用人类连接组项目数据预测图片词汇得分的案例研究,展示了该方法的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
24+阅读 · 2020年9月25日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月11日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月8日
VIP会员
最新内容
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
1+阅读 · 15分钟前
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
1+阅读 · 41分钟前
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
Agent Harness综述:大模型智能体执行器工程全景
专知会员服务
15+阅读 · 5月28日
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员