Insights from an autism imaging biomarker challenge: promises and threats to biomarker discovery
Notice bibliographique
Résumé
Abstract MRI has been extensively used to identify anatomical and functional differences in Autism Spectrum Disorder (ASD). Yet, many of these findings have proven difficult to replicate because studies rely on small cohorts and are built on many complex, undisclosed, analytic choices. We conducted an international challenge to predict ASD diagnosis from MRI data, where we provided preprocessed anatomical and functional MRI data from > 2,000 individuals. Evaluation of the predictions was rigorously blinded. 146 challengers submitted prediction algorithms, which were evaluated at the end of the challenge using unseen data and an additional acquisition site. On the best algorithms, we studied the importance of MRI modalities, brain regions, and sample size. We found evidence that MRI could predict ASD diagnosis: the 10 best algorithms reliably predicted diagnosis with AUC∼0.80 – far superior to what can be currently obtained using genotyping data in cohorts 20-times larger. We observed that functional MRI was more important for prediction than anatomical MRI, and that increasing sample size steadily increased prediction accuracy, providing an efficient strategy to improve biomarkers. We also observed that despite a strong incentive to generalise to unseen data, model development on a given dataset faces the risk of overfitting: performing well in cross-validation on the data at hand, but not generalising. Finally, we were able to predict ASD diagnosis on an external sample added after the end of the challenge (EU-AIMS), although with a lower prediction accuracy (AUC=0.72). This indicates that despite being based on a large multisite cohort, our challenge still produced biomarkers fragile in the face of dataset shifts.
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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 | 0,154 | 0,250 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,004 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,009 |
| Communication savante | 0,009 | 0,017 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,009 |
| Intégrité de la recherche | 0,009 | 0,014 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,003 |
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 ».