Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/27035

Type: Tese
Title: Dynamic graphical models using shrinkage process priors
Author(s)/Inventor(s): Souza, Rebecca de Oliveira
Advisor: Paez, Marina Silva
Co-advisor: Costa, Lilia Carolina Carneiro da
Abstract: Esta tese principal apresenta metodologias inovadoras para a estimação de dados de séries temporais de alta dimensão usando modelos gráficos. O conteúdo é dividido em dois capítulos principais, que são estruturados na forma de artigos, complementados por capítulos de introdução e conclusão. O primeiro artigo introduz o modelo de Seleção Dinâmica de Variáveis Gráficas, que combina modelos lineares dinâmicos com priors de spike-and-slab para seleção de variáveis, permitindo a inferência da conectividade em regiões cerebrais com pesos variados e estruturas gráficas ao longo do tempo. Demonstrando eficiência computacional e competitividade em relação a metodologias anteriores no tratamento de dados de alta dimensão, o modelo é ilustrado por meio de experimentos numéricos. A proposta é particularmente atraente para contribuições de pesquisa, especialmente voltadas para o mapeamento cerebral/cortical relacionado a questões cognitivas. De forma semelhante, o segundo artigo introduz o modelo de Seleção Dinâmica de Variáveis Gráficas para Grafo Acíclico Dirigido, empregando um Processo de Ferradura Dinâmica (Dynamic Horseshoe Process) para seleção de variáveis e incorporando um algoritmo para buscar estruturas de grafo acíclico dirigido. Essa abordagem demonstra um desempenho superior e maior flexibilidade na estimação de redes para grupos de indivíduos ao longo do tempo, como evidenciado por experimentos com dados simulados e reais. Os resultados sugerem que nossas estimativas superam as metodologias anteriores de busca de redes e demonstram maior flexibilidade. Juntos, esses artigos contribuem com avanços significativos para a compreensão da dinâmica da conectividade cerebral, oferecendo caminhos promissores para futuras pesquisas em neurociência.
Abstract: This overarching thesis presents innovative methodologies for estimating high dimensional time series data using graphical models. The content is divided into two main chapters, which are structured in the form of articles, supplemented by introductory and concluding chapters. The first article introduces the Dynamic Graphical Variable Selection model, which combines dynamic linear models with spike-and-slab priors for variable selection, allowing for the inference of connectivity in brain regions with varying weights and graphical structures over time. Demonstrating computational efficiency and competitiveness against prior methodologies in handling high-dimensional data, the model is illustrated through numerical experiments. The proposal is particularly appealing for research contributions, especially aimed at brain/cortical mapping related to cognitive issues. Similarly, the second article introduces the Dynamic Graphical Variable Selection for Directed Acyclic Graph model, employing a Dynamic Horseshoe Process for variable selection and incorporating an algorithm to search for directed acyclic graph structures. This approach demonstrates superior performance and increased flexibility in estimating networks for groups of individuals over time, as evidenced by simulated and real data experiments. The results suggest that our estimates outperform previous network search methodologies and demonstrate greater flexibility. Together, these articles contribute significant advancements to the understanding of brain connectivity dynamics, providing promising avenues for future research in neuroscience.
Keywords: Modelos lineares
Mapeamento cerebral
Modelos gráficos dinâmicos
Linear models
Dynamic graphical models
Brain mapping
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Estatística
Production unit: Instituto de Matemática
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 2024
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Estatística

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