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让AI预测人脑未来10分钟状态,悉尼大学华人团队提出新型Transformer架构,单时间点预测均方误差为0.0013

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2025-01-19 17:51
    

主要观点总结

近日,一篇由澳洲悉尼大学团队完成的论文引起关注,该论文由博士生孙艺菲为第一作者,基于人类连接组计划的功能性磁共振成像数据,使用Transformer预测了人脑静息状态。研究团队提出一种基于时间序列的Transformer架构,能准确预测大脑状态,误差较小,并发现大脑状态预测问题可构建为自回归任务。该研究有助于了解人脑动态机制,为脑部疾病的研究和治疗提供新思路。同时,该研究也展示了Transformer在处理序列数据和预测任务方面的潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

该研究基于人类连接组计划的功能性磁共振成像数据,旨在探索大脑状态的预测方法。

关键观点2: 研究方法

研究团队使用了一种基于时间序列的Transformer架构,将大脑状态预测问题构建为自回归任务。他们使用了功能性磁共振成像数据,并采用了多个预处理步骤以清理数据和准备训练数据。

关键观点3: 研究结果

研究团队成功训练了模型,并进行了多项测试以验证模型的性能。他们发现模型能够准确预测大脑状态,预测误差较小,并且能够在合成时间序列上表现良好。

关键观点4: 研究意义

该研究有助于了解人脑的动态机制,为脑部疾病的研究和治疗提供新思路。同时,该研究也展示了Transformer在处理序列数据和预测任务方面的潜力,为相关领域的研究提供新的方法和技术。

关键观点5: 未来展望

研究团队计划通过改进模型和改进现有技术来提高预测准确性,并希望将该方法应用于其他领域。同时,他们计划开发个性化模型,并探索该方法的可解释性。


文章预览

近日,一篇由澳洲悉尼大学团队牵头完成的论文在 X 上引起关注,该校的博士生孙艺菲(Yifei Sun,音)是论文第一作者。 图 | Yifei Sun(来源:LinkedIn) 基于人类连接组计划的功能性磁共振成像数据,他们使用 Transformer 预测了人脑静息状态(human brain resting states)(注:人类连接组计划是美国国立卫生研究院于 2009 年开始资助的一个 5 年项目,由几所研究机构分成两组进行)。 具体来说,他们提出一种基于时间序列的 Transformer 架构,在功能性磁共振成像采集中观察到的一系列先前时间点的情况下, 成功预测了大脑 379 个灰质区域的大脑状态,单时间点预测均方误差为 0.0013。 研究中,他们将大脑状态预测问题构建为一个自回归任务,在给定序列的情况下来预测下一个时间元素。 借此发现,该模型可以准确预测大脑的即时状态,其中预测 5.04 秒的 ………………………………

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