Enhancement of functional brain connectome analysis by the use of deformable models in the estimation of spatial decompositions of the brain images.

Amélioration de connectivité fonctionnelle par utilisation de modèles déformables dans l'estimation de décompositions spatiales des images de cerveau

Elvis Dohmatob (1)

1 Inria Saclay - Ile de France

Mapping the functions of the human brain using fMRI data has become a very active field of research. However, the available theoretical and practical tools are limited and many important tasks like the empirical definition of functional brain networks, are difficult to implement due to lack of a framework for statistical modelling of such networks. We propose to develop at the population level, models that jointly perform estimation of functional connectivity and alignment the brain data across the different individuals / subjects in the population. Building upon such a contribution, we will develop new methods for statistical inference to help compare functional connectivity across different individuals in the presence of noise (scanner noise, physiological noise, etc.).

Cartographier la connectivité fonctionnelle du cerveau à partir des donnés d'IRMf est devenu un champ de recherche très actif. Cependant, les outils théoriques et pratiques sont limités et plusieurs tâches importantes, telles que la définition empirique de réseaux de connexion cérébrale, restent difficiles en l’absence d'un cadre pour la modélisation statistique de ces réseaux. Nous proposons de développer au niveau des populations, des modèles joints de connectivité anatomique et fonctionnelle et l'alignement inter-sujets des structures du cerveau. Grâce à une telle contribution, nous allons développer des nouvelles procédures d'inférence statistique afin de mieux comparer la connectivité fonctionnelle entre différents sujets en présence du bruit (bruit scanner, bruit physiologique, etc.).

Mots clés: Optimization; Nonlinear registration; Deformable models; IRMf; Machine learning; Functional connectivity

Mots clés: IRMf; Machine learning; Optimisation; Modèles déformables; Recalage non-linéaire; Connectivité fonctionnelle

Domaines: Apprentissage [cs.LG]; Imagerie médicale; Algorithme et structure de données [cs.DS]; Intelligence artificielle [cs.AI]

Elvis Dohmatob. Enhancement of functional brain connectome analysis by the use of deformable models in the estimation of spatial decompositions of the brain images.. Machine Learning [cs.LG]. Université Paris-Saclay, 2017. English. ⟨NNT : 2017SACLS297⟩. ⟨tel-01630295⟩