——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
在臨床研究領(lǐng)域,機(jī)器學(xué)習(xí)已被廣泛用于優(yōu)化腦影像數(shù)據(jù)分析和建立預(yù)測(cè)模型來(lái)對(duì)精神分裂癥患者進(jìn)行分類(lèi)。評(píng)估泛化性是對(duì)預(yù)測(cè)模型性能評(píng)價(jià)的重要步驟,然而對(duì)該方面問(wèn)題進(jìn)行探討的臨床研究卻很少。
為了解決這一問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院心理研究所心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室神經(jīng)心理和應(yīng)用認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)(NACN)實(shí)驗(yàn)室研究員陳楚僑與國(guó)際合作者開(kāi)展了一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)基于靜息態(tài)磁共振成像對(duì)精神分裂癥患者機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)泛化性的探討。其中,研究者們采用內(nèi)部驗(yàn)證法和外部驗(yàn)證法來(lái)分別用于評(píng)估中心內(nèi)和跨中心的泛化性。
該研究招募了51名精神分裂癥患者和51名健康對(duì)照組作為主要數(shù)據(jù)集,34位精神分裂癥患者和27名健康對(duì)照組作為驗(yàn)證集,并且采集了所有被試的靜息態(tài)磁共振成像數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù)。首先,研究者們?cè)谥饕獢?shù)據(jù)庫(kù)中評(píng)估中心內(nèi)的泛化性,得到了0.73的正確率。接著,將主要數(shù)據(jù)庫(kù)作為訓(xùn)練集,考察在訓(xùn)練集中得到的預(yù)測(cè)模型跨中心泛化到驗(yàn)證集中表現(xiàn),得到了0.56的正確率(經(jīng)置換檢驗(yàn)不顯著)。最后,考慮到跨中心泛化性的表現(xiàn)較差,研究者基于額外未標(biāo)簽數(shù)據(jù)對(duì)非監(jiān)督學(xué)習(xí)算法進(jìn)行更新,得到了0.70的正確率(經(jīng)置換檢驗(yàn)顯著)。
研究發(fā)現(xiàn)指出,未來(lái)需要更多研究的推進(jìn)來(lái)促進(jìn)跨多數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用。同時(shí),在該研究中發(fā)現(xiàn)遷移學(xué)習(xí)優(yōu)化分類(lèi)的結(jié)果,強(qiáng)調(diào)了在建立跨樣本和中心預(yù)測(cè)模型時(shí)納入樣本相關(guān)因素的重要性。總之,該研究提示當(dāng)前對(duì)于基于單個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)研究的結(jié)果應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎解讀。
該研究受?chē)?guó)家重點(diǎn)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)軍人才項(xiàng)目和中科院心理所心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。
文章已在線(xiàn)發(fā)表于Human Brain Mapping。
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