Multimodal Analysis of Brain Network Abnormalities in Autism Spectrum Disorder: a Graph Neural Network-based Fusion Investigation of EEG and fNIRS

脑电图 自闭症 计算机科学 人工神经网络 人工智能 传感器融合 图形 光谱(功能分析) 神经科学 语音识别 神经影像学 模式识别(心理学) 神经生理学 融合 图论 编码 大脑活动与冥想 同步脑电与功能磁共振 自闭症谱系障碍 频谱 大脑定位 光谱分析 信号处理 心理学 多模态
作者
Yuhang Li,Lizi Zhang,Lei Hou,Lin Wan,Gang Zhu,Guang Yang,Rihui Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:PP: 1-12
标识
DOI:10.1109/tbme.2026.3746308
摘要

OBJECTIVE: This study aimed to identify brain network abnormalities of children with Autism Spectrum Disorder (ASD) by analyzing multimodal neuroimaging data through graph neural networks (GNNs), laying a technical foundation for future machine learning-based neuroimaging analysis. METHODS: We employed combined electroencephalogram (EEG) and functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) to capture brain activity of 58 ASD children and 63 age- and gender-matched typically developing (TD) children. The concurrent EEG and fNIRS data were fused using an enhanced GNN to identify ASD with high accuracy. Key connections and regions of interest (ROIs) were identified for each group, followed by graph theory metrics (e.g., local efficiency) and topological data analysis (TDA) to quantify group differences. RESULTS: The proposed GNN model achieved 84% accuracy, outperforming the single-modality approach. Analysis of subgraph created by the model showed that the two groups exhibited different neural patterns in motor-language integration and lateralization, a key basis for GNN models to distinguish between the two groups. Individuals with ASD may also have topological defects such as lower average local efficiency and a lack of high-order structures. CONCLUSION: The proposed framework effectively captures quantitative insights ranging from specific connection-level variations to network-level differences, identifying candidate discriminative connectivity patterns within this cohort. SIGNIFICANCE: This study establishes a multimodal deep learning framework that identifies candidate discriminative topological signatures from fused EEG-fNIRS data, providing preliminary within-cohort classification evidence and an exploratory topological analysis framework.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Lucas的应助被英勇的听荷采纳,获得10
刚刚
天天快乐的应助被小麦采纳,获得10
1秒前
充电宝的应助被GQ采纳,获得10
2秒前
WestDragon完成签到,获得积分10
2秒前
kuzzi完成签到,获得积分10
3秒前
LU完成签到 ,获得积分20
3秒前
3秒前
3秒前
闪闪大米的应助被刘长绪采纳,获得10
4秒前
4秒前
YKUN发布了新的文献求助10
6秒前
75986686完成签到,获得积分10
6秒前
kasie关注了科研通微信公众号
6秒前
7秒前
咕嘟村民完成签到,获得积分10
8秒前
风吹麦浪的应助被zsq采纳,获得10
8秒前
Judy发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
youyou发布了新的文献求助10
11秒前
无风完成签到 ,获得积分10
11秒前
儒雅黑猫发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
高泽骏发布了新的文献求助10
12秒前
十九发布了新的文献求助10
13秒前
隐形曼青的应助被贾若彤采纳,获得10
14秒前
今后的应助被zy采纳,获得10
14秒前
肖孟良发布了新的文献求助10
16秒前
zzz完成签到,获得积分10
16秒前
香蕉觅云的应助被AliceNaderi506采纳,获得10
16秒前
16秒前
管云龙发布了新的文献求助30
16秒前
16秒前
河海完成签到,获得积分20
17秒前
河海发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
亓亓完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540672
关于积分的说明 21641346
捐赠科研通 7724383
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421086
关于科研通互助平台的介绍 2546303
邀请新用户注册赠送积分活动 2463147