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.
• 神经学 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,限制精确医学目标.
• 现有的工具缺乏对预测建模的支持,并且难以处理各种数据模式和结果类型.

研究的目的:

• 开发一套多功能MATLAB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.
• 克服现有软件在数据类型,结果变量和分析框架方面的局限性.
• 促进预测建模的采用,以推进神经学领域的精准医学.

主要方法:

• 开发了一个带有图形和脚本接口的 MATLAB 软件工具包.
• 集成的质量单变量,多变量和机器学习模型.
• 包括超参数优化,交叉验证,模型堆叠和显著性测试的程序.
• 应用工具包来分析损伤位置,结构断开和功能网络中断与语言障碍相关的情况.

主要成果:

• 表达式和感受性语言障碍与左半球的特定病变位置 (分别是前额头和/) 有关.
• 这两种损伤类型都表现出重叠的前时断开模式,并涉及类似的功能网络.
• 损伤位置和网络测量有效预测语言障碍,解释了未见数据中30%-40%的差异.

结论:

• 开发的工具包支持各种数据模式和问题类型 (分类/回归) 的推断和预测分析.
• 该工具包的预测模型在基于脑损伤特征的语言缺陷预测方面表现出高准确度.
• 该工具包是公开提供的教程,促进可复制性和推进神经成像研究中的预测建模.