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    功能连接体指纹的特征选择框架

    基于功能连接组(FC)来独特描述个体特征的能力是迈向精确精神病学的关键要求。为此,神经成像界对FC指纹进行了越来越多的研究,开发了多种有效的FC指纹识别方法。最近的独立研究表明,在大样本尺寸和较粗的分区用于计算FC时,指纹识别的精度会受到影响。量化这一问题,了解这些因素影响指纹准确性的原因,对于开发更准确的大样本量指纹提取方法至关重要。指纹识别的部分挑战在于,FC既能捕捉通用信息,也能捕捉特定个体的信息。一种识别特定个体FC信息的系统方法对于解决指纹问题至关重要。在本研究中,我们解决了我们对FC指纹识别问题的理解中的三个空白。首先,我们研究了样本量和分区粒度的联合效应。其次,我们解释了随着样本量的增加和分区粒度的减小,指纹识别精度降低的原因。为此,我们使用了来自数据挖掘社区的聚类质量指标。第三,我们开发了一个通用的特征选择框架,用于系统地识别静止状态功能连接(RSFC)元素,该元素捕获信息,以唯一地识别主体。综上所述,我们从这个框架中评估了六种不同的方法,通过量化受试者特定指纹的准确性和随着样本量增加而降低的准确性,以确定哪种方法对质量指标的改善最大。

    03

    如何不加锁地将数据并发写入Apache Hudi?

    对于某些场景来说可能是必要的,但可能并不适合所有场景。因此我们首先看看为什么当并发写入Hudi 或任何表格式时我们需要锁提供程序。如果两个并发写入修改同一组数据,我们只能允许其中一个成功并中止另一个,因为至少与乐观并发控制(OCC)存在冲突。我们可以尝试设计和实现基于 MVCC 的模型,但当前还没有做到这一点。因此仅使用纯 OCC,任何两个并发写入重叠数据都无法成功。因此为了解决冲突和某些表管理服务,我们需要锁,因为在任何时间点只有其中一个可以操作临界区。因此我们采用锁提供程序来确保两个写入之间协调此类冲突解决和表管理服务。总结如下

    03

    Cell Reports:青年静息状态皮层hubs分为4类

    在儿童时期,支持高级认知过程的神经系统经历了快速生长和完善,这依赖于整个大脑激活的成功协调。一些协调是通过皮质中枢发生的,皮质中枢是与其他功能网络共同激活的大脑区域。成人皮层中枢有三种不同的特征,但在认知发生关键改善的发育过程中,人们对中枢的类别知之甚少。我们在大型青年样本(n = 567,年龄8.5-17.2)中确定了四个不同的中枢类别,每个类别都表现出比成年人更多样化的连接概况。整合控制-感觉处理的青少年中枢分为两个不同的类别(视觉控制和听觉/运动控制),而成人中枢则统一在一个类别下。这种分裂表明,在功能网络经历快速发展的同时,需要隔离感觉刺激。青少年控制处理中枢的功能协同激活强度与任务表现有关,这表明在将感觉信息传递到大脑控制系统和从大脑控制系统传递信息方面起着特殊作用。

    02

    连接组学表征的新进展

    近年来,利用静息状态功能性MRI对人类连接组(即人类大脑中的所有连接)的研究迅速普及,特别是随着大规模神经成像数据集的日益可用性。这篇综述文章的目的是描述自2013年神经影像特刊《连接组图谱》以来,功能连接组表征在过去8年里出现的创新。在这一时期,研究已从群体层面的大脑分区化转向个性化连接组的表征以及个体连接组差异与行为/临床变异之间的关系。在分区边界中实现特定个体的准确性,同时保持跨个体通信是一项挑战,目前正在开发各种不同的方法来应对这一挑战,包括改进的对齐、改进的降噪和稳健的群体到个体映射方法。除了对个性化连接组的兴趣之外,人们正在研究数据的新表示,以补充传统的分区连接组表示(即,不同大脑区域之间的成对连接),例如捕捉重叠和平滑变化的连接模式(梯度)的方法。这些不同的连接组表征为大脑固有的功能组织提供了有益的见解,但功能连接组的研究仍然面临挑战。未来的研究将进一步提高可解释性,以深入了解功能MRI所获得的连接组观察的神经机制。还需要进行比较不同连接组表征的验证研究,以建立共识和信心,继续进行临床试验,这些临床试验可能产生有意义的连接组研究转化。

    02

    Nature neuroscience:功能脑组织表征的挑战和未来方向

    摘要:大脑组织的一个关键原则是将大脑区域的功能整合成相互关联的网络。在休息时获得的功能MRI扫描通过自发活动中的相干波动模式,即所谓的功能连接,提供了对功能整合的见解。这些模式已被深入研究,并与认知和疾病有关。然而,这个领域是细分的。不同的分析方法将对大脑进行不同划分,限制了研究结果的复制和临床转化。这种划分的主要来源是将复杂的大脑数据简化为用于分析和解释的低维特征集的方法,这就是我们所说的大脑表征。在本文中,我们提供了不同大脑表征的概述,列出了导致该领域细分和继续形成汇聚障碍的挑战,并提出了统一该领域的具体指导方针。 1.简述 静息态MRI的研究领域是分级的,关于预处理流程、脑分区方法、后处理分析方法和端点都存在争议。这个问题的主要来源是脑表征的挑战。磁共振产生大量的高维数据,一个主要的分析任务是从测得的脑活动的巨大的复杂度中提取可解释的内容。此处我们用“脑表征”来描述这个降维过程。脑表征是一个采集的MRI数据的多层面描述,包括脑单元的空间定义(分区)和在脑单元水平提取可解释特征的总体测度(如配对相关)。如何表征脑数据从根本上奠定了脑功能和组织的描述。 脑的表征经常被考虑为映射问题,旨在消除功能和神经组织的神经解剖不同区域的边界。然而,脑表征包括了表征形式以及数据如何转化成这些表征。本文旨在为该领域的一致性和可重复性提供一个rfMRI表征挑战的入门。 2.脑表征入门 脑表征可以将采集得到的BOLD数据减少为一组特征进行分析。许多脑表征识别:1)一组低维脑单元(空间分区)2)应用在脑单元水平的一组测度组合(配对相关)。这些特征用于后面的统计或预测分析。用“脑单元”来指代任意空间上定义的神经实体,可以被当作一个基础的功能处理单元。“测度组合”作为计算特征的方法,相对于脑单元定义。组合测度用来回答研究问题,因此是相对“特定领域”的。一小部分脑表征不用脑单元和组合测度,而用估计特征,可以代表活动的复杂的时空模式。 2.1定义一个脑单元 rfMRI空间分辨率轻松可达2x2x2mm³,这会在全脑得到约100000体素。rfMRI中,这些体素(或顶点)是最小的可测脑单元。然而其并不代表具体的神经解剖层级水平。因此会将体素或顶点单元组合成更小的脑单元集合来实现有意义的低等级脑表征。 脑单元可能在空间上相邻或不相邻。相邻脑单元与功能具体皮层区域一致(图1a),不相邻脑单元可以捕捉层级组织的和大的半球对称脑的复杂网络结构(图1b)。脑单元可以是二值化(一个体素或顶点被分配到一个单元)的或加权的(体素或顶点根据其权重对多个单元有贡献)。 很多方法可以来定义脑单元。明显的选择是根据基于组织学、病变、褶皱或其他特征定义的图集的分区。但这些图集源于小部分人,且解剖上定义的边界与功能组织不一定匹配。很多方法用功能数据来定义分区,包括ICA,PCA,非负矩阵分解,概率功能模块或字典学习。这种分区依赖于自发BOLD波动,限制了其适用性。用解构、静息、任务结合的多模态方法可能提供广泛性更好的分区。

    00

    CONQUEST 编译安装指南 Slurm 篇

    在实际的生产环境中,使用单用户模式直接运行命令的机会不是很多,通常是采用提交作业任务给集群计算的方式。这样一来既能节约资源和时间,又能申请到更大规模的计算资源,对于平台管理人员还是用户来说都是非常有利的。国家超算中心,地方超算中心,学校超算中心一般都对外提供这样的服务,不过需要按核时进行计费。所谓“核时”就是一个 CPU 核运行一个小时,这也是高性能计算中通常使用的资源衡量单位。作为超算中心或者高性能集群,必不可缺的就是集群作业管理系统,它可以根据用户的需求,统一管理和调度集群的软硬件资源,保证用户作业公平合理地共享集群资源,提高系统利用率和吞吐率。

    01

    为什么大部分NoSQL不提供分布式事务?

    像MongoDB, Cassandra, HBase, DynamoDB, 和 Riak这些NoSQL缺乏传统的原子事务机制,所谓原子事务机制是可以保证一系列写操作要么全部完成,要么全部不会完成,不会发生只完成一系列中一两个写操作;因为数据库不提供这种事务机制支持,开发者需要自己编写代码来确保一系列写操作的事务机制,比较复杂和测试。 这些NoSQL数据库不提供事务机制原因在于其分布式特点,一系列写操作中访问的数据可能位于不同的分区服务器,这样的事务就变成分布式事务,在分布式事务中实现原子性需要彼此协调,而协调是耗费时间的,每台机器在一个大事务过程中必须依次确认,这就需要一种协议确保一个事务中没有任何一台机器写操作失败。 这种协调是昂贵的,会增加延迟时间,关键问题是,当协调没有完成时,其他操作是不能读取事务中写操作结果的,这是因为事务的all-or-nothing原理导致,万一协调过程发现某个写操作不能完成,那么需要将其他写操作成功的进行回滚。针对分布式事务的分布式协调对整体数据库性能有严重影响,不只是吞吐量还包括延迟时间,这样大部分NoSQL数据库因为性能问题就选择不提供分布式事务。 MongoDB, Riak, HBase, 和 Cassandra提供基于单一键的事务,这是因为所有信息都和一个键key有关,这个键是存储在单个服务器上,这样基于单键的事务不会带来复杂的分布式协调。 那么看来扩展性性能和分布式事务是一对矛盾,总要有取舍?实际上是不完全是,现在完全有可能提供高扩展的性能同时提供分布式原子事务。 FIT是这样一个在分布式系统提供原子事务的策略,在fairness公平性, isolation隔离性, 和throughput吞吐量(简称FIT)可以权衡。 一个支持分布式事务的可伸缩分布式系统能够完成这三个属性中两个,公平是事务之间不会相互影响造成延迟;隔离性提供一种幻觉好像整个数据库只有它自己一个事务,隔离性保证当任何同时发生的事务发生冲突时,能够保证彼此能看到彼此的写操作结果,因此减轻了程序员为避免事务读写冲突的强逻辑推理要求;吞吐量是指每单元时间数据库能够并发处理多少事务。 FIT是如下进行权衡: 1.保证公平性fairness 和隔离性isolation, 但是牺牲吞吐量 2.保证公平性fairness和吞吐量, 牺牲隔离性isolation 3.保证隔离性isolation和吞吐量throughput, 但是牺牲公平性fairness. 牺牲公平性:放弃公平性,数据库能有更多机会降低分布式事务的成本,主要成本是分布式协调带来的,也就是说,不需要在每个事务过程内对每个机器都依次确认事务完成,这样排队式的确认commit事务是很浪费时间的,放弃公平性,意味着可以在事务外面进行协调,这样就只是增加了协调时间,不会增加互相冲突事务因为彼此冲突而不能运行所耽搁的时间,当系统不需要公平性时,需要根据事务的优先级或延迟等标准进行指定先后执行顺序,这样就能够获得很好的吞吐量。 G-Store是一种放弃公平性的 Isolation-Throughput 的分布式key-value存储,支持多键事务(multi-key transactions),MongoDB 和 HBase在键key在同样分区上也支持多键事务,但是不支持跨分区的事务。 总之:传统分布式事务性能不佳的原因是确保原子性(分布式协调)和隔离性同时重叠,创建一个高吞吐量分布式事务的关键是分离这两种关注,这种分离原子性和隔离性的视角将导致两种类型的系统,第一种选择是弱隔离性能让冲突事务并行执行和确认提交;第二个选择重新排序原子性和隔离性机制保证它们不会某个时间重叠,这是一种放弃公平的事务执行,所谓放弃公平就是不再同时照顾原子性和隔离性了,有所倾斜,放弃高标准道德要求就会带来高自由高效率。

    03
    领券