学位论文简介

自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder, ASD）和阿尔兹海默症（Alzheimer’s Disease, AD）是神经科学领域中的重要脑疾病。随着神经影像和基因组数据的积累，深度学习方法已被广泛应用于这两类脑疾病的辅助诊断。然而，现有研究忽视了不同脑区或特征之间的重要性存在差异。因此，本文结合多种注意力机制构建新的深度学习方法，以实现对ASD与AD的诊断和致病因素提取。

（1）针对脑影像多模态融合有待优化和特征提取低效的问题，结合图卷积神经网络，提出了基于双线性感知融合的ASD诊断方法，不仅提高了疾病的诊断准确率，而且通过注意力机制提取了病灶脑区。

（2）针对脑区关联挖掘不充分和模态贡献差异的问题，结合自注意力机制，提出了基于双注意力学习融合的ASD诊断方法，在多个维度探索特征之间的深层次关联，同时准确提取了致病脑区和区别性脑区连接。

（3）针对数据中存在噪声和亚型难以区分的问题，利用多个软阈值化操作，提出了基于深度残差自适应网络的ASD亚型诊断方法，既捕捉了个体的独特脑区关联，也挖掘了所有个体的共同脑区关联，同时可以有效区分各个亚型。

（4）针对关键特征难以发现和脑区-基因调控关系有待挖掘的问题，设计多个稀疏自注意力机制，提出了基于多层级学习和交互融合的AD诊断方法，除了可以准确提取相关致病因素外，还可以从微观到宏观的角度理解AD的发病机制。

主要学术成果

[1] Jinxiong Fang, Da-fang Zhang*, Kun Xie, Luyun Xu, and Xia-an Bi*. DALNN: Dual Attention Learning Neural Network for Diagnosis of Autism Spectrum Disorders and Exploration of Lesion Brain Regions. IEEE Transactions on Computational Social Systems, 2025. (SCI, 第一作者)

[2] Jinxiong Fang, Da-fang Zhang*, Kun Xie, Luyun Xu and Xia-an Bi*. Bilinear perceptual fusion algorithm based on brain functional and structural data for ASD diagnosis and regions of interest identification. Interdisciplinary Sciences: Computational Life Sciences, 2024, 16(4): 936-950. (SCI, 第一作者)

[3] Jinxiong Fang, Da-fang Zhang*, Kun Xie, Luyun Xu, and Xia-an Bi*. Deep Residual Adaptive Network for Diagnosis of Subtypes of Autism Spectrum Disorder. IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems. (SCI, 第一作者, 在投）

[4] Jinxiong Fang, Da-fang Zhang*, Kun Xie, Luyun Xu, and Xia-an Bi*. Multi-level Learning and Interactive Fusion Algorithm Combined with Large Foundation Models for Alzheimer's Disease Diagnosis. ‌IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine‌. (CCF B, 第一作者, 在投)