LB
Laura Berner
Author with expertise in Network Analysis of Psychopathology and Mental Disorders
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
2
h-index:
28
/
i10-index:
48
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
6

An interpretable connectivity-based decoding model for classification of chronic marijuana use

Kaustubh Kulkarni et al.May 4, 2021
+8
D
G
K
ABSTRACT Background Psychiatric neuroimaging typically proceeds with one of two approaches: encoding models, which aim to model neural mechanisms, or decoding models, which aim to predict behavioral or clinical characteristics from brain imaging data. In this study, we seek to combine these aims by developing interpretable decoding models that offer both accurate prediction and novel neural insights. We demonstrate the effectiveness of this combined approach in a case study of chronic marijuana use. Methods Chronic marijuana (MJ) users (n=195) and non-using healthy controls (n=128) completed a cue-elicited craving task during functional magnetic resonance imaging. Linear machine learning methods were used to classify individuals into chronic MJ users and non-users based on task-evoked, whole-brain functional connectivity. We then used graph theoretic analyses to identify ‘predictive functional connectivities’ among brain regions that contributed most substantially to the classification of chronic marijuana use. Results We obtained high (~80% out-of-sample) accuracy across four different classification models, demonstrating that task-evoked, whole-brain functional connectivity can successfully differentiate chronic marijuana users from non-users. Subsequent network analyses revealed key predictive regions (e.g., anterior cingulate cortex, dorsolateral prefrontal cortex, and precuneus) that are often implicated in neuroimaging studies of substance use disorders, as well as some key exceptions. We also identified a core set of networks of brain regions that contributed to successful classification, comprised of many of the same predictive regions. Conclusions Our dual aims of accurate prediction and interpretability were successful, producing a predictive model that also provides interpretability at the neural level. This novel approach may complement other predictive-exploratory approaches for a more complete understanding of neural mechanisms in drug use and other neuropsychiatric disorders.
1

A generalizable computational mechanism underlying the interaction between momentary craving and decision-making

Kaustubh Kulkarni et al.Apr 24, 2023
+2
L
V
K
Abstract All addictive disorders consist of two key, interacting features: persistent subjective craving and maladaptive choice behaviors. However, the computations underlying the bidirectional relationship between craving and decision-making remain unknown. Here, we tested a hypothesis that momentary craving and value-based decision-making dynamically influence each other across addictive domains. We sampled momentary craving as three groups of participants (alcohol drinkers, cannabis users, and binge eaters; total n =202) performed a probabilistic learning task in which they received either monetary or group-specific addictive cue rewards. Using computational modeling, we found that momentary craving dynamically biased towards faster learning during addictive but not monetary decision-making across all groups. Conversely, we also found that prediction errors modulated perceived craving. Computational parameters underlying these latent mechanisms were reliably predictive of clinical severity. These findings provide a computational mechanism for the interaction between craving and choice behavior that is generalizable across addictive domains.
1
Citation1
0
Save