Alzheimer's disease and related dementias(ADRD) affect nearly five million older adults in the United States, yet more than half remain undiagnosed. Speech-based natural language processing(NLP) offers a scalable approach for detecting early cognitive decline through subtle linguistic markers that may precede clinical diagnosis. This study develops and evaluates a speech-based screening pipeline integrating transformer embeddings with handcrafted linguistic features, synthetic augmentation using large language models(LLMs), and benchmarking of unimodal and multimodal classifiers. External validation assessed generalizability to a MCI-only cohort. Transcripts were drawn from the ADReSSo 2021 benchmark dataset(n=237, Pitt Corpus) and the DementiaBank Delaware corpus(n=205, MCI vs. controls). Ten transformer models were tested under three fine-tuning strategies. A late-fusion model combined embeddings from the top transformer with 110 linguistic features. Five LLMs(LLaMA8B/70B, MedAlpaca7B, Ministral8B,GPT-4o) generated label-conditioned synthetic speech for augmentation, and three multimodal LLMs(GPT-4o,Qwen-Omni,Phi-4) were evaluated in zero-shot and fine-tuned modes. On ADReSSo, the fusion model achieved F1=83.3(AUC=89.5), outperforming transformer-only and linguistic baselines. MedAlpaca7B augmentation(2x) improved F1=85.7, though larger scales reduced gains. Fine-tuning boosted unimodal LLMs(MedAlpaca7B F1=47.7=>78.7), while multimodal models performed lower (Phi-4=71.6;GPT-4o=67.6). On Delaware, the fusion plus 1x MedAlpaca7B model achieved F1=72.8(AUC=69.6). Integrating transformer and linguistic features enhances ADRD detection. LLM-based augmentation improves data efficiency but yields diminishing returns, while current multimodal models remain limited. Validation on an independent MCI cohort supports the pipeline's potential for scalable, clinically relevant early screening.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员