In neuroscience, the functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a vital tool to non-invasively access brain activity. Using fMRI, the functional connectivity (FC) between brain regions can be inferred, which has contributed to a number of findings of the fundamental properties of the brain. As an important clinical application of FC, clustering of subjects based on FC recently draws much attention, which can potentially reveal important heterogeneity in subjects such as subtypes of psychiatric disorders. In particular, a multiple-view clustering method is a powerful analytical tool, which identifies clustering patterns of subjects depending on their FC in specific brain areas. However, when one applies an existing multiple-view clustering method to fMRI data, there is a need to simplify the data structure, independently dealing with elements in a FC matrix, i.e., vectorizing a correlation matrix. Such a simplification may distort the clustering results. To overcome this problem, we propose a novel multiple-view clustering method based on Wishart mixture models, which preserves the correlation matrix structure without vectorization. The uniqueness of this method is that the multiple-view clustering of subjects is based on particular networks of nodes (or regions of interest, ROIs), optimized in a data-driven manner. Hence, it can identify multiple underlying pairs of associations between a subject cluster solution and a ROI sub-network. The key assumption of the method is independence among sub-networks, which is effectively addressed by whitening correlation matrices. We applied the proposed method to synthetic and fMRI data, demonstrating the usefulness and power of the proposed method.


翻译:在神经科学中,功能磁共振成像(fMRI)是非侵入性进入大脑活动的一个重要工具。使用FMRI,可以推断大脑区域之间的功能连接(FC),这有助于对大脑的基本特性进行若干发现。作为FC的重要临床应用,基于FC的主体群集最近引起很大的注意,这有可能揭示精神紊乱子类型等学科的重要异质性。特别是,多视图组合法是一个强大的分析工具,它能根据对象在特定大脑区域中的FC进行分组。然而,如果对FMRI数据应用现有的多视图组群方法,则大脑区域之间的功能连接(FC)功能连接(FC)的功能连接(FFC)可导致对大脑基本特性进行一些分析。作为FC的临床应用,基于FC矩阵的元素群集群集最近引起了很大的注意,这种简化可能会扭曲组合的结果。为了克服这一问题,我们建议一种基于Westart混合物模型的新的多视图组群集方法,它可以证明关联性矩阵结构,而没有矢量化。这种方法的独特性是,当将现有的多视图组群集组群集方法应用于特定的内,而基于特定的内流的内联的内联的内,而采用一个核心内流流数据结构,而可以确定一个核心内流的组合。

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