双曲空间中的 Coalescent embedding 无监督地揭示大脑的隐藏几何结构
神经元与认知
2017-05-12 v1 无序系统与神经网络
摘要
人类大脑呈现出复杂的网络拓扑，其结构组织广泛使用扩散张量成像进行研究。产生该网络拓扑的原始几何结构已知，网络节点相对于大脑形态与解剖学的定位亦已知。当前网络科学最具挑战性的问题之一是从复杂网络的纯拓扑推断潜在几何。人类大脑结构连接组代表了测试旨在解决此问题的算法的完美基准。Coalescent embedding 最近被设计用于将复杂网络映射到双曲空间，推断节点的角坐标。在此我们展示该方法能够以令人难以置信的精度无监督地重建大脑的潜在几何，并且大脑网络的内在几何与神经解剖学中已知的脑叶组织强烈相关。此外，coalescent embedding 使得检测帕金森病患者的连接组中的几何病理变化成为可能。本研究代表了大脑网络在双曲空间中角聚并的首个证据，开辟了全新的视角，可能朝向实现用于评估脑疾病与病理的潜在几何网络标记物。
引用
@article{arxiv.1705.04192,
title = {Coalescent embedding in the hyperbolic space unsupervisedly discloses the hidden geometry of the brain},
author = {Alberto Cacciola and Alessandro Muscoloni and Vaibhav Narula and Alessandro Calamuneri and Salvatore Nigro and Emeran A. Mayer and Jennifer S. Labus and Giuseppe Anastasi and Aldo Quattrone and Angelo Quartarone and Demetrio Milardi and Carlo Vittorio Cannistraci},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.04192},
year = {2017}
}