統計解碼與機器學習基礎

表徵相似性分析(RSA)

一種分析框架,刻畫神經訊號的方式不在於它能解碼哪個刺激或類別,而在於其表徵的幾何:計算一個表徵相異矩陣(RDM),其元素為每對條件之反應樣式間的距離(如 1 − 相關,或經交叉驗證的馬氏/crossnobis 距離)。兩個系統——腦區、受試者、時間點,或模型與大腦——藉由關聯其 RDM 來比較,從而抽離掉無法直接比較的個別通道或單元。

RSA 是二階、以模型比較為導向:它不問某類別能否被解碼,而問哪個候選的表徵幾何(物理特徵模型、語意模型、深度網路某層)最能預測所量測的相異結構。經交叉驗證的距離估計量(crossnobis)給出不偏、在虛無下為零的相異度,使 RSA 成為當問題關乎表徵結構而非控制時、對準確率的嚴謹替代。

欲問運動皮質是否以幾何方式編碼伸取方向,可對八個方向的群體反應建立 RDM;一個環狀 RDM(相鄰方向相似、相反方向相距遠)比類別式模型更契合餘弦調諧模型。

RSA 比較的是表徵幾何,而非可解碼性。

RSA 與解碼互補。可解碼性顯示資訊是線性可得的;RSA 刻畫其格式。高解碼準確率卻搭配不契合的 RDM,告訴你資訊在那裡,但不在你模型所預測的幾何中。

又稱
representational dissimilarity matrixRDMcrossnobis表徵相異矩陣