Predicting longitudinal brain atrophy in Parkinson’s disease using a Susceptible-Infected-Removed agent-based model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Parkinson’s disease is a progressive neurodegenerative disorder characterized by accumulation of abnormal isoforms of alpha-synuclein. Alpha-synuclein is proposed to act as a prion in Parkinson’s disease: In its misfolded pathologic state, it favors the misfolding of normal alpha-synuclein molecules, spreads trans-neuronally, and causes neuronal damage as it accumulates. This theory remains controversial. We have previously developed a Susceptible-Infected-Removed (SIR) computational model that simulates the templating, propagation, and toxicity of alpha-synuclein molecules in the brain. In this study, we test this model with longitudinal MRI collected over 4 years from the Parkinson’s Progression Markers Initiative (1,068 T1 MRI scans, 790 Parkinson’s disease scans, and 278 matched control scans). We find that brain deformation progresses in subcortical and cortical regions. The SIR model recapitulates the spatiotemporal distribution of brain atrophy observed in Parkinson’s disease. We show that connectome topology and geometry significantly contribute to model fit. We also show that the spatial expression of two genes implicated in alpha-synuclein synthesis and clearance, SNCA and GBA, also influences the atrophy pattern. We conclude that the progression of atrophy in Parkinson’s disease is consistent with the prion-like hypothesis and that the SIR model is a promising tool to investigate multifactorial neurodegenerative diseases over time.
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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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».