使用可解释的人工智能在肠道微生物组中个性化识别与自闭症相关的细菌
Pierfrancesco Novielli1,2, Donato Romano1,2, Michele Magarelli1
1Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti, Università degli Studi di Bari Aldo Moro, 70126 Bari, Italy.
iScience
|September 17, 2024
概括
这项研究使用可解释的人工智能在自闭症谱系障碍 (ASD) 中发现肠道微生物群差异. 确定了特定的微生物生物标志物,有助于个性化ASD管理.
科学领域:
- 微生物组研究的研究.
- 人工智能在医学中的应用
- 神经发育障碍 神经发育障碍
背景情况:
- 自闭症谱系障碍 (ASD) 具有社会和沟通挑战的特点.
- 越来越多的证据表明,肠道微生物和ASD之间存在联系.
- 了解这种联系对于开发有针对性的干预措施至关重要.
研究的目的:
- 用可解释的人工智能 (XAI) 研究肠道微生物组成在ASD中的作用.
- 确定导致ASD的特定微生物物种.
- 通过微生物组分析来探索ASD异质性.
主要方法:
- 应用可解释的人工智能 (XAI) 技术.
- 使用局部解释嵌入用于微生物物种分析.
- 使用无监督集群来识别患者子组.
- 开发和评估用于ASD预测的分类模型.
主要成果:
- 基于微生物组资料,在ASD中识别不同的子组.
- 发现与ASD相关的特定微生物生物标志物.
- 实现了高分类性能,AU-ROC为0.965 ± 0.005和AU-PRC为0.967 ± 0.008.
- 在患有ASD的个体中,肠道微生物组合有显著的变化.
结论:
- 在ASD患者中,肠道微生物组的组成显著不同.
- XAI可以有效地识别微生物对ASD的贡献.
- 这些发现支持了针对ASD进行基于微生物组的个性化干预的潜力.
- 个性化微生物组简介是定制ASD管理和分类的关键.


