A highly predictive signature of cognition and brain atrophy for progression to Alzheimer’s dementia
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Clinical trials in Alzheimer’s disease need to enroll patients whose cognition will decline over time, if left untreated, in order to demonstrate the efficacy of an intervention. Machine learning models used to screen for patients at risk of progression to dementia should therefore favor specificity (detecting only progressors) over sensitivity (detecting all progressors), especially when the prevalence of progressors is low. Here, we explore whether such high-risk patients can be identified using cognitive assessments and structural neuroimaging, by training machine learning tools in a high specificity regime. A multimodal signature of Alzheimer’s dementia was first extracted from ADNI1. We then validated the predictive value of this signature on ADNI1 patients with mild cognitive impairment (N=235). The signature was optimized to predict progression to dementia over three years with low sensitivity (55.1%) but high specificity (95.6%), resulting in only moderate accuracy (69.3%) but high positive predictive value (80.4%, adjusted for a “typical” 33% prevalence rate of true progressors). These results were replicated in ADNI2 (N=235), with 87.8% adjusted positive predictive value (96.7% specificity, 47.3% sensitivity, 85.1% accuracy). We found that cognitive measures alone could identify high-risk individuals, with structural measurements providing a slight improvement. The signature had comparable receiver operating characteristics to standard machine learning tools, yet a marked improvement in positive predictive value was achieved over the literature by selecting a high specificity operating point. The multimodal signature can be readily applied for the enrichment of clinical trials.
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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 | 0,005 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».