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Enregistrement W2936089133 · doi:10.1093/schbul/sbz022.055

14.2 INDIVIDUALIZED IDENTIFICATION AND TREATMENT RESPONSE PREDICTION OF FIRST-EPISODE DRUG-NAÏVE SCHIZOPHRENIA USING BRAIN FUNCTIONAL CONNECTIVITY: FROM SMALL TO BIG DATA

2019· article· en· W2936089133 sur OpenAlexaff
Bo Cao

Notice bibliographique

RevueSchizophrenia Bulletin · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueFunctional Brain Connectivity Studies
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSchizophrenia (object-oriented programming)RisperidoneAntipsychoticMedicineDrug-naïveCohortPsychiatryConfoundingDiagnosis of schizophreniaInternal medicinePsychologyPsychosisDrug

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Identifying biomarkers in schizophrenia during the first episode without the confounding effects of treatment has been challenging. Leveraging these biomarkers to establish diagnosis and make individualized predictions of future treatment responses to antipsychotics would be of great value, but there has been limited progress. Applying machine learning algorithms, such as LASSO (least absolute shrinkage and selection operator), support vector machines (SVM) and deep neural networks, to brain imaging data is a promising approach to provide individualized identification of schizophrenia and prediction of treatment outcome, because the algorithms may capture the complex patterns within the imaging data as objective biomarkers for the disorder. In this study, we aim to investigate biomarkers in first-episode drug-naïve (FEDN) schizophrenia, identify the FEDN schizophrenia patients and predict their responses to antipsychotic treatment at an individual level using machine learning. In this prospective cohort study, FEDN schizophrenia patients and healthy controls were recruited at a baseline time point, and the patients were treated with risperidone for 10 weeks. The patients with FEDN schizophrenia were inpatients (N=43; Age 28.3±9.9 years; 24 females). Healthy controls (HC) were recruited from the community (N=29; Age 27.7±7.8 years; 16 females). Patients subjects were only included if they were diagnosed with schizophrenia during their first psychotic episode using the Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID). Subjects were excluded if they had a history of taking psychiatric medication, head trauma with residual effects, neurological disorders, and uncontrolled major medical conditions. HC were excluded if they had a history of any Axis I disorder according to SCID, had a first-degree relative with any Axis I disorder, or used psychoactive medication less than two-weeks before the study. The functional connections (FC) were derived using the mutual information and the correlations between the blood-oxygen-level dependent signals of the superior temporal cortex and other cortical regions acquired with the resting-state functional magnetic resonance imaging. The individualized identification and treatment response prediction were performed only using the data from the baseline. Cross-validated balanced accuracy of FEDN identification and correlation of predicted and actual symptom alleviation were considered as the main outcomes. We successfully identified the first-episode drug-naïve (FEDN) schizophrenia patients (balanced accuracy: 78.6%) and predicted their responses to antipsychotic treatment (r=0.69; p<0.0001; balanced accuracy for predicting responders and non-responders 82.5%). We also found that the mutual information and correlation FC was informative in identifying individual FEDN schizophrenia and prediction of treatment response, respectively. The methods and findings in this study could provide a critical step towards individualized identification and treatment response prediction in first-episode drug-naïve schizophrenia, which could complement other biomarkers in the development of precision medicine approaches for this severe mental disorder. We will discuss why further validation of such a preliminary study on large samples will be necessary and how we could link small data to big data. The potential benefits and challenges of machine learning studies in psychiatry based on the “big data” will be also discussed.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,086
Tête enseignante GPT0,266
Écart entre enseignants0,180 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2019
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