GATE: Graph CCA for Temporal Self-Supervised Learning for Label-Efficient fMRI Analysis

功能磁共振成像 计算机科学 人工智能 杠杆(统计) 图形 模式识别(心理学) 机器学习 人口 卷积神经网络 理论计算机科学 神经科学 心理学 社会学 人口学
作者
Liang Peng,Nan Wang,Jie Xu,Xiaofeng Zhu,Xiaoxiao Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:42 (2): 391-402 被引量:58
标识
DOI:10.1109/tmi.2022.3201974
摘要

In this work, we focus on the challenging task, neuro-disease classification, using functional magnetic resonance imaging (fMRI). In population graph-based disease analysis, graph convolutional neural networks (GCNs) have achieved remarkable success. However, these achievements are inseparable from abundant labeled data and sensitive to spurious signals. To improve fMRI representation learning and classification under a label-efficient setting, we propose a novel and theory-driven self-supervised learning (SSL) framework on GCNs, namely Graph CCA for Temporal sElf-supervised learning on fMRI analysis (GATE). Concretely, it is demanding to design a suitable and effective SSL strategy to extract formation and robust features for fMRI. To this end, we investigate several new graph augmentation strategies from fMRI dynamic functional connectives (FC) for SSL training. Further, we leverage canonical-correlation analysis (CCA) on different temporal embeddings and present the theoretical implications. Consequently, this yields a novel two-step GCN learning procedure comprised of (i) SSL on an unlabeled fMRI population graph and (ii) fine-tuning on a small labeled fMRI dataset for a classification task. Our method is tested on two independent fMRI datasets, demonstrating superior performance on autism and dementia diagnosis. Our code is available at https://github.com/LarryUESTC/GATE.
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
勇往直前发布了新的文献求助10
1秒前
光亮的万天完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
啦啦啦完成签到,获得积分20
3秒前
狂野的河马完成签到,获得积分0
3秒前
闻山完成签到,获得积分10
4秒前
勤奋的松鼠完成签到,获得积分0
4秒前
雷子完成签到,获得积分10
5秒前
背后的鹭洋完成签到,获得积分0
5秒前
6秒前
淡淡的发卡完成签到,获得积分0
6秒前
7秒前
nancy111完成签到,获得积分10
7秒前
暗黑同学完成签到,获得积分0
7秒前
Patrick完成签到,获得积分0
8秒前
fu发布了新的文献求助10
9秒前
田様应助JCenter采纳,获得10
9秒前
端庄的怀蝶发布了新的文献求助200
9秒前
9秒前
英姑应助D.lon采纳,获得10
10秒前
杜晓倩发布了新的文献求助10
12秒前
打打应助一路向南采纳,获得10
13秒前
想笑的老锅完成签到,获得积分10
13秒前
眸子发布了新的文献求助20
14秒前
soleil发布了新的文献求助10
14秒前
脑洞疼应助尼古拉斯赵四采纳,获得10
15秒前
15秒前
applelpypies完成签到 ,获得积分10
15秒前
小蘑菇应助yfy采纳,获得10
17秒前
英姑应助SSSDEFEFGG采纳,获得10
17秒前
zzmyyds完成签到,获得积分10
18秒前
sbfsbf完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
星辰大海应助linyu采纳,获得10
20秒前
李老头发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
卡卡罗特发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
22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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 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 7746178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9294054
关于积分的说明 20223336
捐赠科研通 7326031
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308059
关于科研通互助平台的介绍 2460040
邀请新用户注册赠送积分活动 2319591