基于截断L1范数的稀疏共典型关联分析:在脑影像遗传学中的应用

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本文主要探讨了"稀疏规范性共线性分析(Sparse Canonical Correlation Analysis, SCCA)"在脑成像遗传学中的应用,特别是在基因标记与神经影像定量特征之间的多变量关联挖掘。SCCA作为一种流行的方法,因其同时具备识别多变量关系和特征选择的强大能力而备受关注。然而,现有的SCCA方法通常依赖于L1范数或其变种,这可能限制了结果的稀疏性和模型的解释性。 传统的L1范数方法虽然能够引入稀疏性,但L0范数被认为更理想,因为它能更好地捕获非零关联,因为L0-norm最小化问题被证明是NP-hard,即在多项式时间内难以求解。因此,这篇2016年发表在IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine (BIBM)上的研究提出了一种创新的方法,即通过"截断L1范数"来解决这个问题。 作者们,来自西北工业大学自动化学院和印第安纳大学医学院的研究者,提出了一个新算法,旨在利用L1范数的特性同时结合截断操作,以克服L0范数求解的复杂性。这种方法允许在保持模型简洁的同时,发掘潜在的基因-影像特征间的稀疏相关性。他们将这一技术应用于阿尔茨海默病神经影像遗传学(Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative, ADNI)的数据集上,展示了其在实际应用中的可行性与有效性。 通过实施这种新颖的SCCA方法,研究人员不仅能够提高关联发现的效率,还能减少冗余特征的影响,使得结果更易于解读,这对于理解大脑功能与基因表达之间的复杂交互具有重要意义。该研究的贡献在于提供了一个有效且实用的工具,有望推动脑成像遗传学领域的进一步研究和发展。