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Enregistrement W4406051307 · doi:10.1002/alz.088850

A nano‐ to microscale, complex and multifactorial computational model of Alzheimer’s disease

2024· article· en· W4406051307 sur OpenAlexaff
Simon Duchesne, Éléonore Chamberland, Seyedadel Moravveji, Nicolas Doyon

Notice bibliographique

RevueAlzheimer s & Dementia · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAlzheimer's disease research and treatments
Établissements canadiensUniversité LavalInstitut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMicroscale chemistryNeuroscienceDiseaseComputational modelMicrogliaNeurodegenerationBiologyPsychologyComputer scienceMedicinePathologyInflammationArtificial intelligenceImmunology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: While individual etiological hypotheses for AD are researched, few large-scale theoretical integrative efforts linking entities involved in these dysfunctions have been attempted. Experimentally, assessing such a global theory is logistically near impossible to achieve as the number of variables is substantial. Alternatively, computational neuroscience allows for the joint study of multiple entities at this scale, the generation of predictions, and their validation with real data. In this work, we present a theoretical computational model describing the progression of AD through an individual's lifespan covering more than 50 different entities. METHOD: Our computational model is a system of 19 ordinary differential equations (cf. Figure 1). The equations describe the evolution of proteins at the nanoscale (Aβ monomers, oligomers and plaques; tau filaments and tangles, anti-inflammatory cytokines, insulin) and cell populations at the microscale (neurons, astrocytes, macrophages, microglia). Equations were parametrized according to sex and APOE status, and initial conditions chosen from the literature. Our key outcomes of interest were the accumulation of recognized pathological markers of AD (Aβ monomers or plaques, tau filaments or tangles) and neuronal death. The model was solved in daily increments over a 50-year lifespan. RESULTS: The evolution of every variable of our model is shown in Figure 2. For the different forms of amyloid, the curves for APOE4-negative men and women mostly overlap. This is also observed for APOE4-positive individuals. However, it is important to note that despite the overlap, there are noticeable variations in the curves between different groups. Neuronal loss occurs earlier in individuals with an APOE4 allele regardless of sex. We obtain losses of 10.9% and 11.7%, for APOE4- and APOE+ women respectively, and of 10.9% and 12.1% for APOE4- and APOE4+ men respectively, which are commensurate with the literature. We also observe a transition to a proinflammatory state occurring around 50 years of age, with women who are APOE4+ experience this transition earlier, followed by APOE4+ men, APOE4- women, and finally APOE4- men. CONCLUSION: Computational models represent an essential initial step toward constructing a complex, predictive framework, and hold significant potential for identifying effective therapeutic targets in the fight against AD.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,021
Score d'incertitude au seuil0,041

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

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 Opus0,062
Tête enseignante GPT0,344
Écart entre enseignants0,282 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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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