The significant features identified in a representative subset of the dataset during the learning process of an artificial intelligence model are referred to as a 'global' explanation. Three-dimensional (3D) global explanations are crucial in neuroimaging where a complex representational space demands more than basic two-dimensional interpretations. Curently, studies in the literature lack accurate, low-complexity, and 3D global explanations in neuroimaging and beyond. To fill this gap, we develop a novel explainable artificial intelligence (XAI) 3D-Framework that provides robust, faithful, and low-complexity global explanations. We evaluated our framework on various 3D deep learning networks trained, validated, and tested on a well-annotated cohort of 596 MRI images. The focus of detection was on the presence or absence of the paracingulate sulcus, a highly variable feature of brain topology associated with symptoms of psychosis. Our proposed 3D-Framework outperformed traditional XAI methods in terms of faithfulness for global explanations. As a result, these explanations uncovered new patterns that not only enhance the credibility and reliability of the training process but also reveal the broader developmental landscape of the human cortex. Our XAI 3D-Framework proposes for the first time, a way to utilize global explanations to discover the context in which detection of specific features are embedded, opening our understanding of normative brain development and atypical trajectories that can lead to the emergence of mental illness.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月31日
VIP会员
相关资讯
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员