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Enregistrement W3214901597 · doi:10.1038/s41467-021-26703-z

A deep learning framework identifies dimensional representations of Alzheimer’s Disease from brain structure

2021· article· en· W3214901597 sur OpenAlexafffund
Zhijian Yang, Ilya M. Nasrallah, Haochang Shou, Junhao Wen, Jimit Doshi, Mohamad Habes, Güray Erus, Ahmed Abdulkadir, Susan M. Resnick, Marilyn S. Albert, Paul Maruff, Jürgen Fripp, John C. Morris, David A. Wolk, Christos Davatzikos, Yong Fan, Vishnu Bashyam, Elizabeth Mamouiran, Randa Melhem, Raymond Pomponio, Dushyant Sahoo, Ashish Singh, Ioanna Skampardoni, Lasya P Sreepada, Dhivya Srinivasan, Fanyang Yu, Sindhuja Govindarajan Tirumalai, Yuhan Cui, Zhen Zhou, Katharina Wittfeld, Hans J. Grabe, Duygun Tosun, Murat Bilgel, Yang An, Daniel S. Marcus, Pamela LaMontagne, Susan R. Heckbert, Thomas R. Austin, Lenore J. Launer, Aristeidis Sotiras, Mark A. Espeland, Colin L. Masters, Henry Völzk, Sterling C. Johnson, Luigi Ferrucci, R. Nick Bryan, Michael W. Weiner, Paul Aisen, Ronald Petersen, Clifford R. Jack, William J. Jagust, John Q. Trojanowki, Arthur W. Toga, Laurel Beckett, Robert C. Green, Andrew J. Saykin, Leslie M. Shaw, Enchi Liu, Tom Montine, Ronald G. Thomas, Michael Donohue, Sarah Walter, Devon Gessert, Tamie Sather, Gus Jiminez, Danielle Harvey, Matt A. Bernstein, Nick C. Fox, Paul M. Thompson, Norbert Schuff, Charles DeCarli, Bret Borowski, Jeff Gunter, Matthew L. Senjem, Prashanthi Vemuri, Kejal Kantarci, Chad Ward, Robert A. Koeppe, Norm Foster, Eric M. Reiman, Kewei Chen, Susan Landau, Nigel J. Cairns, Erin Householder, Lisa Taylor Reinwald, Virginia Lee, Magdalena Korecka, Michal Figurski, Karen Crawford, Scott Neu, Tatiana M. Foroud, Steven Potkin, Li Shen, Kelley Faber, Sungeun Kim, Kwangsik Nho, Zaven Kachaturian, Richard Frank, Peter J. Snyder, Susan Molchan, Jeffrey Kaye, Joseph Quinn, Betty Lind, Raina Carter, Sara Dolen, Lon S. Schneider, Sonia Pawluczyk, Mauricio Beccera, Liberty Teodoro, Bryan M. Spann, James B. Brewer, Helen Vanderswag, Adam Fleisher, Judith L. Heidebrink, Joanne Lord, Sara S. Mason, Colleen S. Albers, David S. Knopman, Kris Johnson, Rachelle S. Doody, Javier Villanueva Meyer, Munir Chowdhury, Susan Rountree, Mimi Dang, Yaakov Stern, Lawrence S. Honig, Karen L. Bell, Beau M. Ances, Maria Carroll, Sue Leon, Mark A. Mintun, Stacy Schneider, Angela OliverNG, Randall Griffith, David Clark, David Geldmacher, John Brockington, Erik D. Roberson, Hillel Grossman, Effie Mitsis, Leyla deToledo‐Morrell, Raj C. Shah, Ranjan Duara, Daniel Varon, Maria T. Greig, Peggy Roberts, Marilyn Albert, Chiadi Onyike, Daniel D’Agostino, Stephanie Kielb, James E. Galvin, Dana M. Pogorelec, Brittany Cerbone, Christina A. Michel, Henry Rusinek, Mony J. de Leon, Lidia Glodzik, Susan De Santi, P. Murali Doraiswamy, Jeffrey R. Petrella, Terence Z. Wong, Steven E. Arnold, Jason H. Karlawish, Charles D. Smith, Gregory A. Jicha, Peter Hardy, Partha Sinha, Elizabeth Oates, Gary Conrad, Oscar L. López, MaryAnn Oakley, Donna M. Simpson, Anton P. Porsteinsson, Bonnie S. Goldstein, Kim Martin, Kelly M. Makino, M. Saleem Ismail, Connie Brand, Ruth A. Mulnard, Gaby Thai, Catherine Mc Adams Ortiz, Kyle Womack, Dana Mathews, Mary Quiceno, Ramon Diaz Arrastia, Richard King, Myron Weiner, Kristen Martin Cook, Michael D. Devous, Allan I. Levey, James J. Lah, Janet S. Cellar, Jeffrey M. Burns, Heather S. Anderson, Russell H. Swerdlow, Liana G. Apostolova, Kathleen Tingus, Ellen Woo, Daniel Silverman, Po H. Lu, George Bartzokis, Neill R. Graff Radford, Francine ParfittH, Tracy Kendall, Heather Johnson, Martin R. Farlow, Ann Marie Hake, Brandy R. Matthews, Scott Herring, Cynthia Hunt, Christopher H. van Dyck, Richard E. Carson, Martha G. MacAvoy, Howard Chertkow, Howard Bergman, Chris Hosein, Sandra E. Black, Bojana Stefanovic, Curtis Caldwell, Ging‐Yuek Robin Hsiung, Howard Feldman, Benita Mudge, Michele Assaly Past, Andrew Kertesz, Dick Trost, Charles Bernick, Donna Munic, Diana Kerwin, Marek Marsel Mesulam, Kristine Lipowski, Chuang Wu, Nancy E. Johnson, Carl Sadowsky, Walter Martínez, Teresa Villena, Raymond Scott Turner, Kathleen Johnson, Brigid Reynolds, Reisa A. Sperling, Keith A. Johnson, Gad A. Marshall, Meghan Frey, Jerome A. Yesavage, Joy L. Taylor, Barton Lane, Allyson Rosen, Jared Tinklenberg, Marwan N. Sabbagh, Christine M. Belden, Sandra A. Jacobson, Sherye A. Sirrel, Neil W. Kowall, Ronald Killiany, Andrew E. Budson, Alexander Norbash, Patricia Lynn Johnson, Thomas O. Obisesan, Saba Wolday, Joanne Allard, Alan J. Lerner, Paula Ogrocki, Leon Hudson, Evan Fletcher, Owen Carmichael, John Olichney, Smita Kittur, Michael Borrie, T. Y. Lee, Robert Bartha, Sanjay Asthana, Cynthia M. Carlsson, Steven G. Potkin, Adrian Preda, Dana Nguyen, Pierre N. Tariot, Stephanie Reeder, Vernice Bates, Horacio Capote, Michelle Rainka, Douglas W. Scharre, Maria Kataki, Anahita Adeli, Earl A. Zimmerman, Dzintra Celmins, Alice D. Brown, Godfrey D. Pearlson, Karen Blank, Karen Anderson, Robert B. Santulli, Tamar J. Kitzmiller, Eben S. Schwartz, Kaycee M. SinkS, Jeff D. Williamson, Pradeep Garg, Franklin Watkins, Brian R. Ott, Henry Querfurth, Geoffrey Tremont, Stephen Salloway, Paul Malloy, Stephen Correia, Howard J. Rosen, Bruce L. Miller, Jacobo Mintzer, Kenneth Spicer, David Bachman, Elizabeth Finger, Stephen Pasternak, Irina Rachinsky, Dick Drost, Nunzio Pomara, Raymundo Hernando, Antero Sarrael, Susan K. Schultz, Laura L. Boles Ponto, Hyungsub Shim, Karen E. Smith, Norman Relkin, Gloria Chaing, Lisa Raudin, Amanda Smith, Kristin Fargher, Balebail Ashok Raj

Notice bibliographique

RevueNature Communications · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueFunctional Brain Connectivity Studies
Établissements canadiensSt Joseph's Health CareSt Joseph's Health CentreSunnybrook Health Science Centre
Organismes subventionnairesDepartment of Radiology and Biomedical Imaging, University of California, San FranciscoNational Institute on Drug AbuseNational Institute on AgingNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringCanadian Institutes of Health ResearchMcDonnell Center for Systems NeuroscienceWake Forest School of MedicineUniversity of California, San FranciscoGenentechIXICONovartis Pharmaceuticals CorporationSchool of Medicine and Public Health, University of Wisconsin-MadisonDeutsches Zentrum für Neurodegenerative ErkrankungenH. Lundbeck A/SServierEisaiNorthern California Institute for Research and EducationUniversity of WashingtonPfizerBiogenBioClinicaF. Hoffmann-La RocheUniversity of Southern CaliforniaMeso Scale DiagnosticsAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbAlzheimer's AssociationNational Institutes of HealthU.S. Department of Health and Human ServicesFoundation for the National Institutes of Health
Mots-clésNeurodegenerationNeuroimagingNeuroscienceDementiaArtificial intelligenceDiseaseCluster analysisAlzheimer's diseaseCognitionComputer scienceMedicineMachine learningPsychologyPathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Heterogeneity of brain diseases is a challenge for precision diagnosis/prognosis. We describe and validate Smile-GAN (SeMI-supervised cLustEring-Generative Adversarial Network), a semi-supervised deep-clustering method, which examines neuroanatomical heterogeneity contrasted against normal brain structure, to identify disease subtypes through neuroimaging signatures. When applied to regional volumes derived from T1-weighted MRI (two studies; 2,832 participants; 8,146 scans) including cognitively normal individuals and those with cognitive impairment and dementia, Smile-GAN identified four patterns or axes of neurodegeneration. Applying this framework to longitudinal data revealed two distinct progression pathways. Measures of expression of these patterns predicted the pathway and rate of future neurodegeneration. Pattern expression offered complementary performance to amyloid/tau in predicting clinical progression. These deep-learning derived biomarkers offer potential for precision diagnostics and targeted clinical trial recruitment.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,046
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,545
Score d'incertitude au seuil0,962

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,046
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,042
Tête enseignante GPT0,341
Écart entre enseignants0,300 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

Citations101
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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