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    DCP:一款用于弥散磁共振成像连接组学的工具箱

    摘要:由弥散磁共振成像(dMRI)衍生的大脑结构网络反映了大脑区域之间的白质连接,可以定量描述整个大脑的解剖连接模式。结构性脑连接组的发展导致了大量dMRI处理包和网络分析工具箱的出现。然而,基于dMRI数据的全自动网络分析仍然具有挑战性。在这项研究中,我们开发了一个名为“扩散连接组管道”(DCP)的跨平台MATLAB工具箱,用于自动构建大脑结构网络并计算网络的拓扑属性。该工具箱集成了一些开发的软件包,包括 FSL、Diffusion Toolkit、SPM、Camino、MRtrix3和MRIcron。它可以处理从任意数量的参与者那里收集的原始dMRI数据,并且还与来自HCP和英国生物样本库等公共数据集的预处理文件兼容。此外,友好的图形用户界面允许用户配置他们的处理管道,而无需任何编程。为了证明DCP的能力和有效性,使用DCP进行了两次测试。结果表明,DCP可以重现我们之前研究的发现。但是,DCP存在一些局限性,例如依赖 MATLAB 并且无法修复基于度量的加权网络。尽管存在这些局限性,但总体而言,DCP软件为白质网络构建和分析提供了标准化的全自动计算工作流程,有利于推进未来人脑连接组学应用研究。

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    静息态fMRI的白质功能连接:鲁棒性、​可靠性和与灰质的关系

    对整个大脑的时空组织的全面表征对于理解人类大脑的功能和功能障碍都是至关重要的。灰质静息状态功能连接(FC)有助于揭示大脑固有的基线网络。然而,尽管有研究表明脑白质(WM)的FC在任务和休息时确实发生了变化,但白质(WM)几乎占大脑的一半,在这一表征中却基本被忽略。在本研究中,我们鉴定了静息态fMRI的9个白质功能网络(WM-FNs)和9个灰质功能网络(GM-FNs)。利用多路fMRI数据计算类内相关系数(ICC),评估静态功能连接(SFC)和动态功能连接(DFC)的可靠性。在GM-FNs、WM-FNs和GM-WM-FNs中估计SFC、DFC和它们各自的ICCs之间的关联。GM-FNs的SFC强于WM-FNs,但对应的DFC较低,说明WM-FNs更具动态性。在GM-和WM-FNs中,SFC、DFC及其ICCs之间的关联相似。这些结果表明,WM fMRI信号包含与GM相似的丰富时空信息,可能为更好地建立全脑功能组织提供重要线索。

    03

    Docker实践之09-高级网络配置

    当Docker启动时,会自动在主机上创建一个名为docker0虚拟网桥,实际上是Linux的一个bridge,可以理解为一个软件交换机,它会在挂载到它的网口之间进行转发。 同时,Docker随机分配一个本地未占用的私有网段中的一个地址给docker0接口。比如典型的172.17.0.1,掩码为255.255.0.0。此后启动的容器内的网口也会自动分配一个同一网段(172.17.0.0/16)的地址。 当创建一个Docker容器的时候,同时会创建了一对veth pair接口(当数据包发送到一个接口时,另外一个接口也可以收到相同的数据包)。这对接口一端在容器内,即一端在本地并被挂载到docker0网桥,名称以veth开头(例如vethb305ad8)。通过这种方式,主机可以跟容器通信,容器之间也可以相互通信。 Docker创建了在主机和所有容器之间一个虚拟共享网络。

    01

    利用机器学习和功能连接预测认知能力

    使用机器学习方法,可以从个体的脑功能连通性中以适度的准确性预测认知表现。然而,到目前为止,预测模型对支持认知的神经生物学过程的洞察有限。为此,特征选择和特征权重估计需要是可靠的,以确保具有高预测效用的重要连接和环路能够可靠地识别出来。我们全面研究了基于健康年轻人静息状态功能连接网络构建的认知性能各种预测模型的特征权重-重测可靠性(n=400)。尽管实现了适度的预测精度(r=0.2-0.4),我们发现所有预测模型的特征权重可靠性普遍较差(ICC<0.3),显著低于性别等显性生物学属性的预测模型(ICC≈0.5)。较大的样本量(n=800)、Haufe变换、非稀疏特征选择/正则化和较小的特征空间略微提高了可靠性(ICC<0.4)。我们阐明了特征权重可靠性和预测精度之间的权衡,并发现单变量统计数据比预测模型的特征权重稍微更可靠。最后,我们表明,交叉验证折叠之间的特征权重度量一致性提供了夸大的特征权重可靠性估计。因此,如果可能的话,我们建议在样本外估计可靠性。我们认为,将焦点从预测准确性重新平衡到模型可靠性,可能有助于用机器学习方法对认知的机械性理解。

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    【计算机视觉】OpenCV图像处理基础

    OpenCV是目前最流行的计算机视觉处理库之一,受到了计算机视觉领域众多研究人员的喜爱。计算机视觉是一门研究如何让机器“看”的科学,即用计算机来模拟人的视觉机理,用摄像头代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等,通过处理视觉信息获得更深层次的信息。例如,通过拍摄环绕建筑物一周的视频,利用三维重建技术重建建筑物三维模型;通过放置在车辆上方的摄像头拍摄前方场景,推断车辆能否顺利通过前方区域等决策信息。对于人类来说,通过视觉获取环境信息是一件非常容易的事情,因此有人会误认为实现计算机视觉是一件非常容易的事情。但事实不是这样的,因为计算机视觉是一个逆问题,通过观测到的信息恢复被观测物体或环境的信息,在这个过程中会缺失部分信息,造成信息不足,增加问题的复杂性。例如,当通过单个摄像头拍摄场景时,因为失去了距离信息,所以常会出现图像中“人比楼房高”的现象。因此,计算机视觉领域的研究还有很长的路要走。

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