Integrácia viacerých modalít MRI zlepšuje predikciu kognitívnych schopností

Integrácia viacerých modalít MRI zlepšuje predikciu kognitívnych schopností

Predpovedanie kognitívnych schopností zo zobrazovania mozgu je už dlho ústredným cieľom kognitívnej neurovedy. Zatiaľ čo strojové učenie mierne zlepšilo predpovede pomocou údajov MRI mozgu, väčšina štúdií sa spolieha na jedinú modalitu MRI. Narun Pat a kolegovia integrovali viaceré modality MRI prostredníctvom techniky nazývanej stohovanie.

Metóda kombinuje štrukturálnu magnetickú rezonanciu (napríklad hrúbku kôry), pokojový stav a funkčnú konektivitu založenú na úlohe, ako aj kontrasty závislé od hladiny kyslíka v krvi vyvolané úlohou (BOLD), aby sa vytvoril robustnejší nervový marker kognitívnej funkcie. Autori analyzovali údaje od 2 131 účastníkov vo veku 22 až 100 rokov z troch veľkých súborov údajov MRI v Spojených štátoch a na Novom Zélande. Naprieč tromi súbormi údajov sa konzistentné a výrazne zlepšili predpovede skóre kognitívnych testov zozbieraných zo skenera. Na posúdenie, či stohovanie dokáže zachytiť stabilné kognitívne vlastnosti, autori aplikovali metódu na Dunedinskú multidisciplinárnu štúdiu zdravia a rozvoja. Pomocou zobrazovania mozgu vo veku 45 rokov model predpovedal kognitívne skóre v detstve (vo veku 7, 9 a 11 rokov) s koreláciou 0, 52, čo uznáva významnú úroveň presnosti predikcie. Stohovanie tiež čelilo veľkej výzve v modeloch založených na MRI: spoľahlivosť testov a opakovaných testov - stabilita jednotlivých hodnotení v priebehu času. Vylepšená konzistencia naznačuje, že stohovanie umožňuje dátam MRI zachytiť trvalejšie individuálne rozdiely v kognitívnych schopnostiach ako jednotlivé modely modality MRI.

Nakoniec výskumníci vyhodnotili zovšeobecniteľnosť stohovania tréningom na jednom súbore údajov a testovaním na samostatnom, nezávislom súbore údajov. Kvôli rozdielom v protokoloch úloh autori nemohli zahrnúť niekoľko dôležitých modalít MRI. Napriek tomu model dosiahol Pearsonovu koreláciu 0,25. Aj keď to bolo nižšie ako výkonnosť v rámci súboru údajov, korelácia stále preukázala zmysluplnú mieru použiteľnosti krížových vzoriek. Podľa autorov štúdia stanovuje cenný štandard pre to, ako môže stohovanie posilniť používanie MRI mozgu ako spoľahlivého a robustného nervového markera kognitívnej funkcie.

Zdroje: