Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a prevalent neurodevelopmental disorder with limited objective diagnostic tools, highlighting the urgent need for objective, biology-based diagnostic frameworks in precision psychiatry. We integrate urinary metabolomics with an interpretable machine learning framework to identify biochemical signatures associated with ADHD. Targeted metabolomic profiles from 52 ADHD and 46 control participants were analyzed using a Closest Resemblance (CR) classifier with embedded feature selection. The CR model outperformed Random Forest and K-Nearest Neighbor classifiers, achieving an AUC > 0.97 based on a reduced panel of 14 metabolites. These metabolites including dopamine 4-sulfate, N-acetylaspartylglutamic acid, and citrulline map to dopaminergic neurotransmission and amino acid metabolism pathways, offering mechanistic insight into ADHD pathophysiology. The CR classifier's transparent decision boundaries and low computational cost support integration into targeted metabolomic assays and future point of care diagnostic platforms. Overall, this work demonstrates a translational framework combining metabolomics and interpretable machine learning to advance objective, biologically informed diagnostic strategies for ADHD.


翻译:注意缺陷多动障碍(ADHD)是一种普遍存在的神经发育障碍,其客观诊断工具有限,这凸显了在精准精神病学领域亟需建立客观的、基于生物学的诊断框架。本研究将尿液代谢组学与可解释机器学习框架相结合,以识别与ADHD相关的生化特征谱。我们使用嵌入特征选择的最相似度分类器,分析了来自52名ADHD参与者和46名对照参与者的靶向代谢组学数据。该CR模型的表现优于随机森林和K近邻分类器,基于一组精简的14种代谢物实现了AUC > 0.97。这些代谢物包括多巴胺-4-硫酸盐、N-乙酰天冬氨酰谷氨酸和瓜氨酸,它们映射到多巴胺能神经传递和氨基酸代谢通路,为ADHD的病理生理学提供了机制性见解。CR分类器透明的决策边界和较低的计算成本,有利于其整合到靶向代谢组学检测及未来的即时诊断平台中。总之,这项工作展示了一个结合代谢组学与可解释机器学习的转化框架,以推进针对ADHD的客观、基于生物学的诊断策略。

0
下载
关闭预览

相关内容

可解释的人工智能在生物医学图像分析中的应用综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年7月11日
现代人工智能辅助药物发现中的图神经网络
专知会员服务
15+阅读 · 2025年6月10日
专知会员服务
86+阅读 · 2021年10月11日
最新「图机器学习药物发现」综述论文,22页pdf245篇文献
专知会员服务
100+阅读 · 2021年5月24日
深度学习可解释性研究进展
专知
19+阅读 · 2020年6月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
0+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关VIP内容
可解释的人工智能在生物医学图像分析中的应用综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年7月11日
现代人工智能辅助药物发现中的图神经网络
专知会员服务
15+阅读 · 2025年6月10日
专知会员服务
86+阅读 · 2021年10月11日
最新「图机器学习药物发现」综述论文,22页pdf245篇文献
专知会员服务
100+阅读 · 2021年5月24日
相关基金
Top
微信扫码咨询专知VIP会员