Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Derin evrişimsel sinir ağı (DCNN), ortak kütle-evrensel istatistiklerin ötesinde verilerdeki ilgili spatio-izleyici kalıpları tespit etmek için çok değişkenli bir çerçeve sağlar. Yine de, sonuçların doğruluğun ötesinde düşük yorumlanması nedeniyle pratik uygulaması sınırlıdır. DCNN'yi minimalist bir mimari tasarım ve genelleştirilebilir ve klinik olarak ilgili bir ağ modeli sunmak için büyük cezalı terimlerle kullanmayı seçtik. Ağımız, elektroensefalografinin (EEG) kafa derisi topolojisine dayalı olarak, açık erişimli bir veri setinden eğitildi ve birincil sağlıklı kontrol örneğimizi (n = 25) ve Parkinson hastalığı (PD) hastalarını (n = 25), ilaçlı ve ilaçsız olarak oluşturdu. Daha sonra, modeli, ağa görünmeyen başka bir bağımsız, ancak karşılaştırılabilir açık erişim EEG veri setinde (n = 20) ve PD hastalarında (n = 20) doğruladık. Son konvolüsyon katmanına akan sınıflandırma puanının gradyanlarına dayanarak, anahtar ağ öngörücülerini gösteren bir yerelleştirme haritası oluşturmak için Gradient ağırlıklı Sınıf Aktivasyon Haritalama (Grad-CAM) yorumlanabilirliği tekniğini uyguladık. Buna göre, sonuçlarımız beta bandında oksipitoparietal, sol motor korteks üzerindeki gama bandının yanı sıra frontoparietal küme üzerindeki teta bandının, iki veri kümesi boyunca PD hastalarını yaş ve cinsiyet uyumlu sağlıklı kontrollerden ayırmak için ağ skoru üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca, ilaç dışı motor semptomlarının oksipitoparietal ilaç dışı beta gücü ile ilişkili olduğunu, hastalık süresinin ise motor korteksin ilaç dışı beta gücü ile ilişkili olduğunu bulduk. Frontoparietalin on-tıp teta gücü motor semptomların iyileştirilmesi ile ilgiliydi. Sonuç olarak, yöntemimiz, çok değişkenli topografik analiz yaklaşımına göre PD pato-elektrofizyolojisini karakterize etmemizi sağladı, burada salınımların hem mekansal hem de frekans yönleri aynı anda ele alındı. Dahası, yaklaşımımız EEG veri analizlerinin ortak referans probleminden bağımsızdı.
Özgün kaynak özetini okuyun
Deep convolutional neural network (DCNN) provides a multivariate framework to detect relevant spatio-oscillatory patterns in the data beyond common mass-univariate statistics. Yet, its practical application is limited due to the low interpretability of the results beyond accuracy. We opted to use DCNN with a minimalistic architecture design and large penalized terms to yield a generalizable and clinically relevant network model. Our network was trained based on the scalp topology of the electroencephalography (EEG) from an open access dataset, constituting our primary sample of healthy controls (n = 25) and Parkinson's disease (PD) patients (n = 25), with and without medication. Next, we validated the model on another independent, yet comparable open access EEG dataset (healthy controls (n = 20) and PD patients (n = 20)), which was unseen to the network. We applied Gradient-weighted Class Activation Mapping (Grad-CAM) interpretability technique to create a localization map exhibiting the key network predictors, based on the gradients of the classification score flowing into the last convolutional layer. Accordingly, our results indicated that a sub-second of intrinsic oscillatory power pattern in the beta band over the occipitoparietal, gamma band over the left motor cortex as well as theta band over the frontoparietal cluster, had the largest impact on the network score for dissociating the PD patients from age- and gender-matched healthy controls, across the two datasets. We further found that the off-medication motor symptoms were related to the occipitoparietal off-medication beta power whereas the disease duration was associated with the off-medication beta power of the motor cortex. The on-medication theta power of the frontoparietal was related to the improvement of the motor symptoms. In conclusion, our method enabled us to characterize PD patho-electrophysiology according to the multivariate topographic analysis approach, where both spatial and frequency aspects of the oscillations were simultaneously considered. Moreover, our approach was free from common reference problem of the EEG data analyses.
Bilimsel değerlendirme
Araştırma sorusu
Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.
Yöntem ve örneklem
Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.
Temel bulgular
Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.
Sınırlılıklar
Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.
Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.