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在臨床研究領(lǐng)域,機器學(xué)習(xí)已被廣泛用于優(yōu)化腦影像數(shù)據(jù)分析和建立預(yù)測模型來對精神分裂癥患者進行分類。評估泛化性是對預(yù)測模型性能評價的重要步驟,然而對該方面問題進行探討的臨床研究卻很少。
為了解決這一問題,中國科學(xué)院心理研究所心理健康重點實驗室神經(jīng)心理和應(yīng)用認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)(NACN)實驗室研究員陳楚僑與國際合作者開展了一項專門基于靜息態(tài)磁共振成像對精神分裂癥患者機器學(xué)習(xí)分類泛化性的探討。其中,研究者們采用內(nèi)部驗證法和外部驗證法來分別用于評估中心內(nèi)和跨中心的泛化性。
該研究招募了51名精神分裂癥患者和51名健康對照組作為主要數(shù)據(jù)集,34位精神分裂癥患者和27名健康對照組作為驗證集,并且采集了所有被試的靜息態(tài)磁共振成像數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù)。首先,研究者們在主要數(shù)據(jù)庫中評估中心內(nèi)的泛化性,得到了0.73的正確率。接著,將主要數(shù)據(jù)庫作為訓(xùn)練集,考察在訓(xùn)練集中得到的預(yù)測模型跨中心泛化到驗證集中表現(xiàn),得到了0.56的正確率(經(jīng)置換檢驗不顯著)。最后,考慮到跨中心泛化性的表現(xiàn)較差,研究者基于額外未標(biāo)簽數(shù)據(jù)對非監(jiān)督學(xué)習(xí)算法進行更新,得到了0.70的正確率(經(jīng)置換檢驗顯著)。
研究發(fā)現(xiàn)指出,未來需要更多研究的推進來促進跨多數(shù)據(jù)庫機器學(xué)習(xí)的應(yīng)用。同時,在該研究中發(fā)現(xiàn)遷移學(xué)習(xí)優(yōu)化分類的結(jié)果,強調(diào)了在建立跨樣本和中心預(yù)測模型時納入樣本相關(guān)因素的重要性??傊?,該研究提示當(dāng)前對于基于單個機器學(xué)習(xí)分類研究的結(jié)果應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎解讀。
該研究受國家重點研究發(fā)展規(guī)劃項目、國家自然科學(xué)基金、北京市科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)軍人才項目和中科院心理所心理健康重點實驗室的支持。
文章已在線發(fā)表于Human Brain Mapping。
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