LCGNet: Local Sequential Feature Coupling Global Representation Learning for Functional Connectivity Network Analysis With fMRI

计算机科学 代表(政治) 特征(语言学) 人工智能 模式识别(心理学) 功能连接 神经科学 心理学 政治学 语言学 政治 哲学 法学
作者
Jie Zhou,Biao Jie,Zhengdong Wang,Zhixiang Zhang,Tongchun Du,Weixin Bian,Yang Yang,Jun Jia
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:43 (12): 4319-4330 被引量:10
标识
DOI:10.1109/tmi.2024.3421360
摘要

Analysis of functional connectivity networks (FCNs) derived from resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has greatly advanced our understanding of brain diseases, including Alzheimer's disease (AD) and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). Advanced machine learning techniques, such as convolutional neural networks (CNNs), have been used to learn high-level feature representations of FCNs for automated brain disease classification. Even though convolution operations in CNNs are good at extracting local properties of FCNs, they generally cannot well capture global temporal representations of FCNs. Recently, the transformer technique has demonstrated remarkable performance in various tasks, which is attributed to its effective self-attention mechanism in capturing the global temporal feature representations. However, it cannot effectively model the local network characteristics of FCNs. To this end, in this paper, we propose a novel network structure for Local sequential feature Coupling Global representation learning (LCGNet) to take advantage of convolutional operations and self-attention mechanisms for enhanced FCN representation learning. Specifically, we first build a dynamic FCN for each subject using an overlapped sliding window approach. We then construct three sequential components (i.e., edge-to-vertex layer, vertex-to-network layer, and network-to-temporality layer) with a dual backbone branch of CNN and transformer to extract and couple from local to global topological information of brain networks. Experimental results on two real datasets (i.e., ADNI and ADHD-200) with rs-fMRI data show the superiority of our LCGNet.
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
1秒前
淡然念真完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
田様应助科研求助者03采纳,获得10
3秒前
4秒前
杪123完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.4应助秋千水采纳,获得30
4秒前
哈哈应助lsy采纳,获得10
6秒前
我就是我Andre完成签到,获得积分0
6秒前
ZYA1999发布了新的文献求助10
6秒前
Bego发布了新的文献求助10
7秒前
James完成签到,获得积分10
7秒前
无情的聪健应助冰可乐采纳,获得40
8秒前
8秒前
orixero应助淡然念真采纳,获得30
8秒前
墨汐发布了新的文献求助10
9秒前
Fu发布了新的文献求助10
10秒前
英勇的幻露完成签到,获得积分10
12秒前
帅气的魔镜完成签到,获得积分10
12秒前
大个应助tiara采纳,获得10
12秒前
liam发布了新的文献求助50
13秒前
lan发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
wanci应助AlexisRin采纳,获得10
15秒前
小火车发布了新的文献求助10
16秒前
yy发布了新的文献求助10
18秒前
molihuakai应助lan采纳,获得10
20秒前
幸运中登发布了新的文献求助10
20秒前
嘻嘻啊完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
我不困完成签到,获得积分10
24秒前
欢呼的映菡关注了科研通微信公众号
25秒前
25秒前
zhe发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
风趣的梦露完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
29秒前
畅快盼望发布了新的文献求助10
31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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7328494
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8943188
关于积分的说明 18968987
捐赠科研通 6984268
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216347
关于科研通互助平台的介绍 2383041
邀请新用户注册赠送积分活动 2195768