Multivariate regression analysis of structural MRI connectivity matrices in Alzheimer’s disease
Notice bibliographique
Résumé
Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia among older people and increasing longevity ensures its prevalence will rise even further. Whether AD originates by disconnecting a localized brain area and propagates to the rest of the brain across disease-severity progression is a question with an unknown answer. An important related challenge is to predict whether a given subject, with a mild cognitive impairment (MCI), will convert or not to AD. Here, our aim is to characterize the structural connectivity pattern of MCI and AD subjects using the multivariate distance matrix regression (MDMR) analysis, and to compare it to those of healthy subjects. MDMR is a technique developed in genomics that has been recently applied to functional brain network data, and here applied to identify brain nodes with different connectivity patterns, in controls and patients, because of brain atrophy. We address this issue at the macroscale by looking to differences in individual structural MRI brain networks, obtained from MR images according to a recently proposed definition of connectivity which measures the image similarity between patches at different locations in the brain. In particular, using data from ADNI, we selected four groups of subjects (all of them matched by age and sex): HC (healthy control participants), ncMCI (mild cognitive impairment not converting to AD), cMCI (mild cognitive impairment converting to AD) and AD. Next, we built structural MRI brain networks and performed group comparison for all the pairs of groups. Our results were three-fold: (i) considering the comparison of HC with the three other groups, the number of significant brain regions was 4 for ncMCI, 290 for cMCI and 74 for AD, out of a total of 549 regions; hence, in terms of the structural MRI connectivity here adopted, cMCI subjects have the maximal altered pattern w.r.t. healthy conditions. (ii) Eight and seven nodes were significant for the comparisons AD-ncMCI and AD-cMCI, respectively; six nodes, among them, were significant in both comparisons and these nodes form a connected brain region (corresponding to hippocampus, amygdala, Parahippocampal Gyrus, Planum Polare, Frontal Orbital Cortex, Temporal Pole and subcallosal cortex) showing reduced strength of connectivity in the MCI stages; (iii) The connectivity maps of cMCI and ncMCI subjects significantly differ from the connectome of healthy subjects in three regions all corresponding to Frontal Orbital Cortex.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».