The study of effective connectivity (EC) is essential in understanding how the brain integrates and responds to various sensory inputs. Model-driven estimation of EC is a powerful approach that requires estimating global and local parameters of a generative model of neural activity. Insights gathered through this process can be used in various applications, such as studying neurodevelopmental disorders. However, accurately determining EC through generative models remains a significant challenge due to the complexity of brain dynamics and the inherent noise in neural recordings, e.g., in electroencephalography (EEG). Current model-driven methods to study EC are computationally complex and cannot scale to all brain regions as required by whole-brain analyses. To facilitate EC assessment, an inference algorithm must exhibit reliable prediction of parameters in the presence of noise. Further, the relationship between the model parameters and the neural recordings must be learnable. To progress toward these objectives, we benchmarked the performance of a Bi-LSTM model for parameter inference from the Jansen-Rit neural mass model (JR-NMM) simulated EEG under various noise conditions. Additionally, our study explores how the JR-NMM reacts to changes in key biological parameters (i.e., sensitivity analysis) like synaptic gains and time constants, a crucial step in understanding the connection between neural mechanisms and observed brain activity. Our results indicate that we can predict the local JR-NMM parameters from EEG, supporting the feasibility of our deep-learning-based inference approach. In future work, we plan to extend this framework to estimate local and global parameters from real EEG in clinically relevant applications.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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 · 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
Transformers in Remote Sensing: A Survey
Arxiv
25+阅读 · 2022年9月2日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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 · 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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员