RUHIY SALOMATLIK TADQIQOTLARIDA MA’LUMOTLARNING TOPOLOGIK ANALIZI: TIZIMLI TAHLIL
RUHIY SALOMATLIK TADQIQOTLARIDA MA’LUMOTLARNING TOPOLOGIK ANALIZI: TIZIMLI TAHLIL
Annotatsiya. Ruhiy buzilishlar bitta o‘zgaruvchi yoki tenglama bilan tavsiflash qiyin bo‘lgan murakkab va o‘zaro bog‘liq o‘zgarishlarni qamrab oladi. PRISMA asosidagi ushbu sharhda TDA qo‘llanilgan kasalliklar, ma’lumotlar to‘plamlari va tahliliy maqsadlar o‘rganildi. Sharhga shizofreniya, depressiya, og‘ir ruhiy buzilishlar, autizm, ADHD, obsessiv-kompulsiv buzilish va modda iste’moli bilan bog‘liq buzilishlar bo‘yicha tadqiqotlar kiritildi. ADHD-200 va ABIDE eng ko‘p ishlatilgan ochiq ma’lumotlar to‘plamlari bo‘lib, COBRE, UK Biobank, ENIGMA-OCD va mahalliy kohortlardan ham foydalanilgan. Persistent gomologiya bir chegara qiymatiga bog‘liq bo‘lmagan ko‘p masshtabli tahlilni, Mapper esa kichik guruhlar va natijalarni aniqlashni ta’minladi. TDA xususiyatlari ruhiy buzilishi bo‘lgan shaxslarni nazorat guruhidan ajratishda natijaga erishgan bo‘lsa-da, klinik tashxis uchun yetarli emas. Shu sababli ular statistik, mashinaviy o‘rganish va klinik usullar bilan birgalikda tekshirilishi lozim.
Kalit so'zlar: topologik ma’lumotlar tahlili; persistent gomologiya; Mapper; ruhiy kasallik; psixiatriya; miya tarmoqlari; ma’lumotlar bazalari; PRISMA.
ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ: СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Аннотация. Психические расстройства характеризуются сложными и взаимосвязанными изменениями, которые трудно описать одной переменной или уравнением. В систематическом обзоре, проведённом в соответствии с методом PRISMA, рассмотрены расстройства, наборы данных и аналитические задачи, для которых применялся топологический анализ данных (TDA). В обзор вошли исследования шизофрении, депрессии, тяжёлых психических расстройств, аутизма, СДВГ, обсессивно-компульсивного расстройства и расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ. Наиболее часто использовались открытые данные как ADHD-200 и ABIDE, а также COBRE, UK Biobank, ENIGMA-OCD и несколько локальных когорт. Персистентная гомология обеспечивала многомасштабный анализ без выбора единственного порога, а Mapper применялся для выявления подгрупп и исходов. Топологические признаки показали потенциал для различения пациентов и контрольных групп, однако пока недостаточны для клинической диагностики. Поэтому их необходимо валидировать и анализировать совместно со статистическими, клиническими методами и методами машинного обучения.
Ключевые слова: топологический анализ данных; персистентная гомология; Mapper; психические расстройства; психиатрия; мозговые сети; наборы данных; PRISMA.
TOPOLOGICAL DATA ANALYSIS IN MENTAL-HEALTH RESEARCH: SYSTEMATIC REVIEW
Abstract. Mental disorders involve complex and overlapping changes that cannot be readily described by one variable or an equation. The PRISMA-based review process is focused on diseases, databases, and analysis objectives to which the TDA approach was applied. Papers eligible in this study included schizophrenia, depression, severe mental disorder, autism, ADHD, obsessive-compulsive disorder, and substance abuse disorder. Among the data sources used were the ADHD-200 and ABIDE which were the most reused open datasets, COBRE, UK Biobank, ENIGMA-OCD, and several local cohorts. Persistent homology was useful for multi-level analysis independent from one threshold while Mapper was used for identification of subgroups and outcomes. Features extracted by TDA have shown promise in distinguishing individuals with mental illness from control groups; however, these results are insufficient for clinical diagnosis. Therefore, topological features need to be validated and examined alongside statistical, machine learning, and clinical techniques.
Keywords: topological data analysis; persistent homology; Mapper; mental illness; psychiatry; brain networks; datasets; PRISMA.