Vairāku MRI veidu integrācija uzlabo kognitīvo spēju prognozēšanu

Vairāku MRI veidu integrācija uzlabo kognitīvo spēju prognozēšanu

Kognitīvo spēju prognozēšana no smadzeņu attēlveidošanas jau sen ir bijis galvenais kognitīvās neirozinātnes mērķis. Lai gan mašīnmācība ir nedaudz uzlabojusi prognozes, izmantojot smadzeņu MRI datus, lielākā daļa pētījumu balstās uz vienu MRI modalitāti. Naruns Pats un kolēģi ir integrējuši vairākas MRI modalitātes, izmantojot paņēmienu, ko sauc par sakraušanu.

Metode apvieno strukturālo MRI (piemēram, garozas biezumu), miera stāvokli un uz uzdevumu balstītu funkcionālo savienojamību, kā arī no uzdevuma izraisītus asins skābekļa līmeņa atkarīgos (BOLD) kontrastus, lai izveidotu spēcīgāku kognitīvās funkcijas neironu marķieri. Autori analizēja datus no 2131 dalībnieka vecumā no 22 līdz 100 gadiem no trim lielām MRI datu kopām Amerikas Savienotajās Valstīs un Jaunzēlandē. Visās trīs datu kopās konsekventa sakraušana un ievērojami uzlabojās skenera savākto kognitīvo testu rezultātu prognozes. Lai novērtētu, vai sakraušana var aptvert stabilas kognitīvās iezīmes, autori izmantoja metodi Danedinas daudznozaru veselības un attīstības pētījumā. Izmantojot smadzeņu attēlveidošanu 45 gadu vecumā, modelis paredzēja kognitīvos rādītājus bērnībā (7, 9 un 11 gadu vecumā) ar korelāciju 0,52, atzīstot ievērojamu prognozēšanas precizitātes līmeni. Sakraušana arī saskārās ar lielu izaicinājumu MRI balstītos modeļos: testēšanas un atkārtotas pārbaudes uzticamība — individuālo klasifikāciju stabilitāte laika gaitā. Uzlabotā konsekvence liecina, ka sakraušana ļauj MRI datiem fiksēt pastāvīgākas individuālās atšķirības kognitīvajās spējās nekā atsevišķi MRI modalitātes modeļi.

Visbeidzot, pētnieki novērtēja sakraušanas vispārināmību, apmācot vienu datu kopu un testējot atsevišķu, neatkarīgu datu kopu. Uzdevumu protokolu atšķirību dēļ autori nevarēja iekļaut vairākas svarīgas MRI modalitātes. Neskatoties uz to, modelis sasniedza Pīrsona korelāciju 0,25. Lai gan tas bija zemāks par veiktspēju datu kopā, korelācija joprojām liecināja par nozīmīgu savstarpējās izlases piemērojamības pakāpi. Pēc autoru domām, pētījums nosaka vērtīgu etalonu tam, kā sakraušana var stiprināt smadzeņu MRI izmantošanu kā uzticamu un stabilu kognitīvās funkcijas neironu marķieri.

Avoti: