Deep learning-based polygenic risk analysis for Alzheimer’s disease prediction
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The polygenic nature of Alzheimer's disease (AD) suggests that multiple variants jointly contribute to disease susceptibility. As an individual's genetic variants are constant throughout life, evaluating the combined effects of multiple disease-associated genetic risks enables reliable AD risk prediction. Because of the complexity of genomic data, current statistical analyses cannot comprehensively capture the polygenic risk of AD, resulting in unsatisfactory disease risk prediction. However, deep learning methods, which capture nonlinearity within high-dimensional genomic data, may enable more accurate disease risk prediction and improve our understanding of AD etiology. Accordingly, we developed deep learning neural network models for modeling AD polygenic risk. METHODS: We constructed neural network models to model AD polygenic risk and compared them with the widely used weighted polygenic risk score and lasso models. We conducted robust linear regression analysis to investigate the relationship between the AD polygenic risk derived from deep learning methods and AD endophenotypes (i.e., plasma biomarkers and individual cognitive performance). We stratified individuals by applying unsupervised clustering to the outputs from the hidden layers of the neural network model. RESULTS: The deep learning models outperform other statistical models for modeling AD risk. Moreover, the polygenic risk derived from the deep learning models enables the identification of disease-associated biological pathways and the stratification of individuals according to distinct pathological mechanisms. CONCLUSION: Our results suggest that deep learning methods are effective for modeling the genetic risks of AD and other diseases, classifying disease risks, and uncovering disease mechanisms.
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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 | 0,004 | 0,008 |
| 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 | 0,000 |
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 ».