Identifying Progression-Specific Alzheimer’s Subtypes Using Multimodal Transformer
Notice bibliographique
Résumé
Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent neurodegenerative disease, yet its current treatments are limited to stopping disease progression. Moreover, the effectiveness of these treatments remains uncertain due to the heterogeneity of the disease. Therefore, it is essential to identify disease subtypes at a very early stage. Current data-driven approaches can be used to classify subtypes during later stages of AD or related disorders, but making predictions in the asymptomatic or prodromal stage is challenging. Furthermore, the classifications of most existing models lack explainability, and these models rely solely on a single modality for assessment, limiting the scope of their analysis. Thus, we propose a multimodal framework that utilizes early-stage indicators, including imaging, genetics, and clinical assessments, to classify AD patients into progression-specific subtypes at an early stage. In our framework, we introduce a tri-modal co-attention mechanism (Tri-COAT) to explicitly capture cross-modal feature associations. Data from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) (slow progressing = 177, intermediate = 302, and fast = 15) were used to train and evaluate Tri-COAT using a 10-fold stratified cross-testing approach. Our proposed model outperforms baseline models and sheds light on essential associations across multimodal features supported by known biological mechanisms. The multimodal design behind Tri-COAT allows it to achieve the highest classification area under the receiver operating characteristic curve while simultaneously providing interpretability to the model predictions through the co-attention mechanism.
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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 | 0,003 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».