An interpretable generative multimodal neuroimaging-genomics framework for decoding Alzheimer’s disease
Notice bibliographique
Résumé
Objective: Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent form of dementia worldwide, encompassing a prodromal stage known as Mild Cognitive Impairment (MCI), where patients may either progress to AD or remain stable. The objective of the work was to capture structural and functional modulations of brain structure and function relying on multimodal MRI data and Single Nucleotide Polymorphisms, also in case of missing views, with the twofold goal of classifying AD patients versus healthy controls and detecting MCI converters. Approach: We propose a multimodal DL-based classification framework where a generative module employing Cycle Generative Adversarial Networks was introduced in the latent space for imputing missing data (a common issue of multimodal approaches). Explainable AI method was then used to extract input features' relevance allowing for post-hoc validation and enhancing the interpretability of the learned representations. Main results: Experimental results on two tasks, AD detection and MCI conversion, showed that our framework reached competitive performance in the state-of-the-art with an accuracy of 0.926 ± 0.02 and 0.711 ± 0.01 in the two tasks, respectively. The interpretability analysis revealed gray matter modulations in cortical and subcortical brain areas typically associated with AD. Moreover, impairments in sensory-motor and visual resting state networks along the disease continuum, as well as genetic mutations defining biological processes linked to endocytosis, amyloid-beta, and cholesterol, were identified. Significance: Our integrative and interpretable DL approach shows promising performance for AD detection and MCI prediction while shedding light on important biological insights.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».