Development of Gaussian Learning Algorithms for Early Detection of Alzheimer's Disease
Notice bibliographique
Résumé
Alzheimer’s disease (AD) is the most common form of dementia affecting 10% of the population over the age of 65 and the growing costs in managing AD are estimated to be $259 billion, according to data reported in the 2017 by the Alzheimer's Association. Moreover, with cognitive decline, daily life of the affected persons and their families are severely impacted. Taking advantage of the diagnosis of AD and its prodromal stage of mild cognitive impairment (MCI), an early treatment may help patients preserve the quality of life and slow the progression of the disease, even though the underlying disease cannot be reversed or stopped. This research aims to develop Gaussian learning algorithms, natural language processing (NLP) techniques, and mathematical models to effectively delineate the MCI participants from the cognitively normal (CN) group, and identify the most significant brain regions and patterns of changes associated with the progression of AD. The focus will be placed on the earliest manifestations of the disease (early MCI or EMCI) to plan for effective curative/therapeutic interventions and protocols. Multiple modalities of biomarkers have been found to be significantly sensitive in assessing the progression of AD. In this work, several novel multimodal classification frameworks based on proposed Gaussian Learning algorithms are created and applied to neuroimaging data. Classification based on the combination of structural magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET), and cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers is seen as the most reliable approach for high-accuracy classification. Additionally, changes in linguistic complexity may provide complementary information for the diagnosis and prognosis of AD. For this research endeavor, an NLP-oriented neuropsychological assessment is developed to automatically analyze the distinguishing characteristics of text data in MCI group versus those in CN group. Early findings suggest significant linguistic differences between CN and MCI subjects in terms of word usage, vocabulary, recall, fragmented sentences. In summary, the results obtained indicate a high potential of the neuroimaging-based classification and NLP-oriented assessment to be utilized as a practically computer aided diagnosis system for classification and prediction of AD and its prodromal stages. Future work will ultimately focus on early signs of AD that could help in the planning of curative and therapeutic intervention to slow the progression of the disease.
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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 | 0,011 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».