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Enregistrement W4399733850 · doi:10.1101/2024.06.16.24309005

A novel cortical biomarker signature predicts individual pain sensitivity

2024· preprint· en· W4399733850 sur OpenAlexaff
Nahian Chowdhury, Chuan Bi, Andrew J. Furman, Alan Chiang, Patrick Skippen, Emily Si, Samantha K. Millard, Sarah M. Margerison, Darrah Spies, Michael L. Keaser, Joyce T. Da Silva, Shuo Chen, Siobhan M. Schabrun, David A. Seminowicz

Notice bibliographique

RevuemedRxiv · 2024
Typepreprint
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueTemporomandibular Joint Disorders
Établissements canadiensParkwood InstituteWestern University
Organismes subventionnairesNational Institute of Neurological Disorders and StrokeNational Institutes of Health
Mots-clésSensitivity (control systems)BiomarkerSignature (topology)Computer sciencePsychologyBiologyMathematicsEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Importance Biomarkers would greatly assist decision making in the diagnosis, prevention and treatment of chronic pain. Objective The present study aimed to undertake analytical validation of a sensorimotor cortical biomarker signature for pain consisting of two measures: sensorimotor peak alpha frequency (PAF) and corticomotor excitability (CME). Design In this cohort study (recruitment period: November 2020-October 2022), participants experienced a model of prolonged temporomandibular pain with outcomes collected over 30 days. Electroencephalography (EEG) to assess PAF and transcranial magnetic stimulation (TMS) to assess CME were recorded on Days 0, 2 and 5. Pain was assessed twice daily from Days 1-30. Setting Data collection occurred at a single centre: Neuroscience Research Australia. Participants We enrolled 159 healthy participants (through notices placed online and at universities across Australia), aged 18-44 with no history of chronic pain, neurological or psychiatric condition. 150 participants completed the protocol. Exposure Participants received an injection of nerve growth factor (NGF) to the right masseter muscle on Days 0 and 2 to induce prolonged temporomandibular pain lasting up to 4 weeks. Main Outcomes and Measures We determined the predictive accuracy of the PAF/CME biomarker signature using a nested control-test scheme: machine learning models were run on a training set (n = 100), where PAF and CME were predictors and pain sensitivity was the outcome. The winning classifier was assessed on a test set (n = 50) comparing the predicted pain labels against the true labels. Results The final sample consisted of 66 females and 84 males with a mean age of 25.1 ± 6.2. The winning classifier was logistic regression, with an outstanding area under the curve (AUC=1.00). The locked model assessed on the test set had excellent performance (AUC=0.88[0.78-0.99]). Results were reproduced across a range of methodological parameters. Moreover, inclusion of sex and pain catastrophizing as covariates did not improve model performance, suggesting the model including biomarkers only was more robust. PAF and CME biomarkers showed good-excellent test-retest reliability. Conclusions and Relevance This study provides evidence for a sensorimotor cortical biomarker signature for pain sensitivity. The combination of accuracy, reproducibility, and reliability, suggests the PAF/CME biomarker signature has substantial potential for clinical translation, including predicting the transition from acute to chronic pain. Key Points Question Can individuals be accurately classified as high or low pain sensitive based on two features of cortical activity: sensorimotor peak alpha frequency (PAF) and corticomotor excitability (CME)? Findings In a cohort study of 150 healthy participants, the performance of a logistic regression model was outstanding in a training set (n=100) and excellent in a test set (n=50), with the combination of slower PAF and CME depression predicting higher pain. Results were reproduced across a range of methodological parameters. Meaning A novel cortical biomarker can accurately distinguish high and low pain sensitive individuals, and may predict the transition from acute to chronic pain

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,068
Tête enseignante GPT0,373
Écart entre enseignants0,305 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations6
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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