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Enregistrement W4398788986 · doi:10.2196/55094

Wearable Data From Subjects Playing Super Mario, Taking University Exams, or Performing Physical Exercise Help Detect Acute Mood Disorder Episodes via Self-Supervised Learning: Prospective, Exploratory, Observational Study

2024· article· en· W4398788986 sur OpenAlexvenueno aff
Filippo Corponi, Bryan M. Li, Gerard Anmella, Clàudia Valenzuela‐Pascual, Ariadna Mas, Isabella Pacchiarotti, Marc Valentí, Iría Grande, Antoni Benabarre, Marina Garriga, Eduard Vieta, Allan H. Young, Stephen M. Lawrie, Heather C. Whalley, Diego Hidalgo‐Mazzei, Antonio Vergari

Notice bibliographique

RevueJMIR mhealth and uhealth · 2024
Typearticle
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueEmotion and Mood Recognition
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesInstituto de Salud Carlos IIINIHR Maudsley Biomedical Research CentreCentres de Recerca de CatalunyaCentro de Investigación Biomédica en Red de Salud MentalNational Institute for Health and Care ResearchMinisterio de Ciencia e InnovaciónGeneralitat de CatalunyaUK Research and InnovationEngineering and Physical Sciences Research CouncilEuropean Social FundKing's College LondonDepartment of Health and Social CareSouth London and Maudsley NHS Foundation Trust
Mots-clésMoodObservational studyPsychologyPhysical therapyExploratory researchWearable computerWearable technologyClinical psychologyPhysical medicine and rehabilitationMedicineApplied psychologyComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Personal sensing, leveraging data passively and near-continuously collected with wearables from patients in their ecological environment, is a promising paradigm to monitor mood disorders (MDs), a major determinant of the worldwide disease burden. However, collecting and annotating wearable data is resource intensive. Studies of this kind can thus typically afford to recruit only a few dozen patients. This constitutes one of the major obstacles to applying modern supervised machine learning techniques to MD detection. OBJECTIVE: In this paper, we overcame this data bottleneck and advanced the detection of acute MD episodes from wearables' data on the back of recent advances in self-supervised learning (SSL). This approach leverages unlabeled data to learn representations during pretraining, subsequently exploited for a supervised task. METHODS: We collected open access data sets recording with the Empatica E4 wristband spanning different, unrelated to MD monitoring, personal sensing tasks-from emotion recognition in Super Mario players to stress detection in undergraduates-and devised a preprocessing pipeline performing on-/off-body detection, sleep/wake detection, segmentation, and (optionally) feature extraction. With 161 E4-recorded subjects, we introduced E4SelfLearning, the largest-to-date open access collection, and its preprocessing pipeline. We developed a novel E4-tailored transformer (E4mer) architecture, serving as the blueprint for both SSL and fully supervised learning; we assessed whether and under which conditions self-supervised pretraining led to an improvement over fully supervised baselines (ie, the fully supervised E4mer and pre-deep learning algorithms) in detecting acute MD episodes from recording segments taken in 64 (n=32, 50%, acute, n=32, 50%, stable) patients. RESULTS: SSL significantly outperformed fully supervised pipelines using either our novel E4mer or extreme gradient boosting (XGBoost): n=3353 (81.23%) against n=3110 (75.35%; E4mer) and n=2973 (72.02%; XGBoost) correctly classified recording segments from a total of 4128 segments. SSL performance was strongly associated with the specific surrogate task used for pretraining, as well as with unlabeled data availability. CONCLUSIONS: We showed that SSL, a paradigm where a model is pretrained on unlabeled data with no need for human annotations before deployment on the supervised target task of interest, helps overcome the annotation bottleneck; the choice of the pretraining surrogate task and the size of unlabeled data for pretraining are key determinants of SSL success. We introduced E4mer, which can be used for SSL, and shared the E4SelfLearning collection, along with its preprocessing pipeline, which can foster and expedite future research into SSL for personal sensing.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,257
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,141
Tête enseignante GPT0,384
Écart entre enseignants0,243 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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