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Accès ouvert déclaré 2025 article

Explainable Normative Modeling for Brain Disorder Identification in Resting-State fMRI

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2Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : kr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Accurate identification of brain disorders enables timely intervention and improved patient outcomes. While numerous studies have developed AI models for resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) analysis, most rely on supervised learning, which can overlook hidden patterns that are less discriminatively associated with labels and require large annotated datasets. To address these limitations, we propose leveraging normative modeling, an unsupervised approach that constructs a model of normality based on healthy controls' data. Deviations from normality indicate potential disorders. However, applying normative modeling to rs-fMRI faces two significant challenges: constructing normality and ensuring explainability. To tackle these challenges, we propose BRAINEXA, a novel framework enhancing normative modeling for rs-fMRI-based brain disorder identification. Specifically, to construct accurate and stable normality, BRAINEXA introduces a training strategy that predicts more informative regions from less informative regions, discouraging trivial self-supervised learning solutions and improving representation learning without additional overhead. Furthermore, we incorporate spatiotemporal mutual information regularization to preserve distinctiveness between more informative regions and less informative regions during latent encoding, preventing potential representational distortions. For interpretability, BRAINEXA extracts normality-defining (ND) subregions, the core regions that characterize normal brain function. By combining ND subregions with anomaly scores, BRAINEXA can offer region- and connection-wise explanations that help identify clinically meaningful disruptions of normality in an unsupervised setting. We demonstrate the effectiveness of BRAINEXA on four public rs-fMRI datasets: REST-meta-MDD, ABIDE I, ADHD-200, and OASIS-3. Our code is available at https://github.com/ku-milab/BRAINEXA.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Explainable Normative Modeling for Brain Disorder Identification in Resting-State fMRI
Date Crossref
01/04/2026
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Korea University Department of Artificial Intelligence pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Kangwon National University Department of Data Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Department of Artificial Intelligence — Korea University et Department of Data Science — Kangwon National University.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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