Joint Multi-Modal Longitudinal Regression and Classification for Alzheimer’s Disease Prediction
Notice bibliographique
Résumé
Alzheimer's disease (AD) is a serious neurodegenerative condition that affects millions of individuals across the world. As the average age of individuals in the United States and the world increases, the prevalence of AD will continue to grow. To address this public health problem, the research community has developed computational approaches to sift through various aspects of clinical data and uncover their insights, among which one of the most challenging problem is to determine the biological mechanisms that cause AD to develop. To study this problem, in this paper we present a novel Joint Multi-Modal Longitudinal Regression and Classification method and show how it can be used to identify the cognitive status of the participants in the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) cohort and the underlying biological mechanisms. By intelligently combining clinical data of various modalities (i.e., genetic information and brain scans) using a variety of regularizations that can identify AD-relevant biomarkers, we perform the regression and classification tasks simultaneously. Because the proposed objective is a non-smooth optimization problem that is difficult to solve in general, we derive an efficient iterative algorithm and rigorously prove its convergence. To validate our new method in predicting the cognitive scores of patients and their clinical diagnosis, we conduct comprehensive experiments on the ADNI cohort. Our promising results demonstrate the benefits and flexibility of the proposed method. We anticipate that our new method is of interest to clinical communities beyond AD research and have open-sourced the code of our method online.11 The code package for the proposed Joint Multi-Modal Longitudinal Regression and Classification model have been made publicly available online at https://github.com/minds-mines/jmmlrc.
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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 | 0,007 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 ».