Using Machine Learning to Predict Dementia from Neuropsychiatric Symptom and Neuroimaging Data
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Machine learning (ML) is a promising technique for patient-specific prediction of mild cognitive impairment (MCI) and dementia development. Neuropsychiatric symptoms (NPS) might improve the accuracy of ML models but have barely been used for this purpose. OBJECTIVES: To investigate if baseline mild behavioral impairment (MBI) status used for NPS quantification along with brain morphology features are predictive of follow-up diagnosis, median 40 months later in patients with normal cognition (NC) or MCI. METHOD: Baseline neuroimaging, neuropsychiatric, and clinical data from 102 individuals with NC and 239 with MCI were extracted from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative database. Neuropsychiatric inventory questionnaire items were transformed to MBI domains using a published algorithm. Diagnosis at latest follow-up was used as the outcome variable and ground truth classification. A logistic model tree classifier combined with information gain feature selection was trained to predict follow-up diagnosis. RESULTS: In the binary classification (NC versus MCI/AD), the optimal ML model required only two features from over 200, MBI total score and left hippocampal volume. These features correctly classified participants as remaining normal or developing cognitive impairment with 84.4% accuracy (area under the receiver operating characteristics curve [ROC-AUC] = 0.86). Seven features were selected for the three-class model (NC versus MCI versus dementia) achieving an accuracy of 58.8% (ROC-AUC=0.73). CONCLUSION: Baseline NPS, categorized for MBI domain and duration, have prognostic utility in addition to brain morphology measures for predicting diagnosis change using ML. MBI total score, followed by impulse dyscontrol and affective dysregulation were most predictive of future diagnosis.
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 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 | 0,003 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».