MRI-based classifier to identify close-to-onset cases in <i>C9orf72</i> genetic frontotemporal dementia
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Predicting symptom onset in genetic frontotemporal dementia (FTD) is crucial for advancing targeted interventions and clinical trial design. Brain changes begin years before clinical symptoms emerge, making neuroimaging a strong candidate for onset prediction. However, FTD is highly heterogeneous, encompassing diverse molecular pathologies, affected brain networks, and symptom trajectories. This variability limits the predictive power of any single imaging biomarker and underscores the need for an integrative, multimodal approach to improve prediction accuracy and generalizability. We used machine learning to integrate diverse neuroimaging features, identifying a robust signature for risk stratification. We analyzed T1-weighted and T2-weighted MRI scans from 71 symptomatic C9orf72 carriers, 90 presymptomatic carriers, and 69 healthy controls from the GENFI cohort. We used FreeSurfer to measure cortical thickness and subcortical volumes, and BISON to quantify white matter hyperintensities (WMH). We applied Principal Component Analysis for dimensionality reduction and trained a random forest classifier to distinguish symptomatic carriers from controls. The model was subsequently applied to the presymptomatic cohort to identify individuals whose brain patterns resembled those of symptomatic cases, under the hypothesis that greater similarity indicated a higher risk of conversion. We validated the model with neuropsychological data and a two-year longitudinal follow-up. The classifier distinguished symptomatic C9orf72 carriers from controls with 87.0% accuracy. When applied to presymptomatic carriers, the model identified 21.1% of the cohort as having brain features comparable to those of symptomatic cases. This “high-risk group” showed significant neuropsychological weaknesses in executive function, language and social cognition compared to the non high-risk group. The model accurately predicted clinical conversion within a two-year period with 84.5% accuracy, a 70% sensitivity and a 93.3% negative predictive value. Our findings demonstrate the utility of a machine learning approach using multi-modal MRI to identify presymptomatic C9orf72 carriers at high risk of disease onset within the next two years. By capturing subtle neuroanatomical patterns associated with disease processes, this approach offers a promising method for stratifying genetic FTD carriers prior to symptom onset. Such predictive models could optimize patient selection in future clinical trials.
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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 | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».