Detection of emerging neurodegeneration using Bayesian linear mixed-effect modeling
Notice bibliographique
Résumé
Early detection of neurodegeneration, and prediction of when neurodegenerative diseases will lead to symptoms, are critical for developing and initiating disease modifying treatments for these disorders. While each neurodegenerative disease has a typical pattern of early changes in the brain, these disorders are heterogeneous, and early manifestations can vary greatly across people. Methods for detecting emerging neurodegeneration in any part of the brain are therefore needed. Prior publications have described the use of Bayesian linear mixed-effects (BLME) modeling for characterizing the trajectory of change across the brain in healthy controls and patients with neurodegenerative disease. Here, we use an extension of such a model to detect emerging neurodegeneration in cognitively healthy individuals at risk for dementia. We use BLME to quantify individualized rates of volume loss across the cerebral cortex from the first two MRIs in each person and then extend the BLME model to predict future values for each voxel. We then compare observed values at subsequent time points with the values that were expected from the initial rates of change and identify voxels that are lower than the expected values, indicating accelerated volume loss and neurodegeneration. We apply the model to longitudinal imaging data from cognitively normal participants in the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI), some of whom subsequently developed dementia, and two cognitively normal cases who developed pathology-proven frontotemporal lobar degeneration (FTLD). These analyses identified regions of accelerated volume loss prior to or accompanying the earliest symptoms, and expanding across the brain over time, in all cases. The changes were detected in regions that are typical for the likely diseases affecting each patient, including medial temporal regions in patients at risk for Alzheimer's disease, and insular, frontal, and/or anterior/inferior temporal regions in patients with likely or proven FTLD. In the cases where detailed histories were available, the first regions identified were consistent with early symptoms. Furthermore, survival analysis in the ADNI cases demonstrated that the rate of spread of accelerated volume loss across the brain was a statistically significant predictor of time to conversion to dementia. This method for detection of neurodegeneration is a potentially promising approach for identifying early changes due to a variety of diseases, without prior assumptions about what regions are most likely to be affected first in an individual.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,016 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».