爱荷华州大脑-行为建模工具包:一种开源的 MATLAB 工具,用于成像-行为和损伤-缺陷关系的推理和预测建模

科学领域:

• 神经成像是一种神经成像.
• 计算神经科学是一种神经科学.
• 临床神经学 临床神经学

背景情况:

• 传统的神经成像和病变行为研究依赖于推断统计数据,限制了预测应用.
• 精准医学需要预测框架来最大限度地提高模型的概括性.
• 现有的工具缺乏对损伤行为研究中的预测建模的支持,并且对数据类型和结果变量有局限性.

研究的目的:

• 开发一套多功能MATLAB软件工具包,用于神经成像和病变行为研究中的推断和预测建模.
• 克服现有工具在数据模式,结果变量 (分类/回归) 和分析方法方面的局限性.
• 促进预测建模的采用,以提高临床神经病学的理解和应用.

主要方法:

• 开发一个带有图形用户界面和脚本界面的 MATLAB 工具包.
• 实施质量单变量,多变量和机器学习模型.
• 包括用于超参数优化,交叉验证,模型堆叠和显著性测试的程序.
• 自动生成可复制性的方法描述.

主要成果:

• 该工具包成功地支持各种数据模式和问题类型的推断和预测建模.
• 对左半球病变的应用揭示了与表达和接受语言障碍相关的明显病变位置.
• 损伤衍生网络测量高度预测语言障碍,解释了大约30-40%的未见数据的差异.

结论:

• 开发的工具包通过整合预测建模功能来解决损伤行为研究中的关键需求.
• 这些发现证明了病变位置和网络措施的潜力,可以以相当高的准确度预测语言缺陷.
• 该工具包公开提供教程,促进临床神经成像的可重复和先进研究.