Бори аллостатикӣ (allostatic load, AL) равиши мураккаби ченкунист, ки ҳадаф дорад номуназзамии физиологии вобаста ба мутобиқшавии дарозмуддат ва равандҳои стрессро на бо як узв ё як арзиши лабораторӣ, балки тавассути чанд низоми биологӣ якҷоя ифода кунад. Ин таҳқиқот дар 85 ҷавони калонсоли бе ихтилоли клиникии равонӣ намунаҳои бори аллостатикии аз 21 биомаркер иборатро байни хусусиятҳои шизотипии бо усулҳои психометрӣ муайяншуда (Positive Schizotypy Factor Group, PSF), хусусиятҳои сиклотимӣ (Cyclothymia Factor Group, CF) ва гурӯҳи назоратӣ (CG) бо истифода аз Random Forest ва SHapley Additive exPlanations (SHAP) баррасӣ кардааст. Ҳадафи асосии омӯзиши мошинӣ сохтани ташхиси клиникӣ нест, балки ба таври иктишофӣ тартиб додани он аст, ки кадом биомаркер-ҳо ба фарқгузории гурӯҳҳо бештар саҳм мегузоранд.

Намуна дар анҷоми раванди скрининг, ки аз 710 донишҷӯи солими донишгоҳии 18–25-сола оғоз шуда буд, ташаккул ёфт. Дар таҳлили ниҳоӣ 30 иштирокчии PSF, 25 CF ва 30 иштирокчии назоратӣ мавҷуд буданд. Панели биомаркер низомҳои антропометрӣ, дилу раг, метаболизми глюкоза, иммунӣ, метаболизми липид, нейроэндокринӣ, оксидативӣ ва гурдаро фаро мегирад. Байни гурӯҳҳо фарқи аҳамиятнок дар сатҳи низом танҳо барои низоми оксидативӣ гузориш шудааст (p=0.014). Дар таҳлилҳои SHAP кислотаи пешоб дар муқоисаҳои гуногун такроран дар ҷойҳои боло қарор гирифт ва махсусан дар фарқгузории PSF–CF таъсирбахштарин хусусият буд.

Панели Top-10, ки бо SHAP барои фарқ кардани PSF аз CF интихоб шуд, дар санҷиши leave-one-subject-out %63.6 дақиқӣ ва 0.625 AUC дод. Аммо фосилаи эътимоди %95-и AUC 0.469–0.768 буд ва дар санҷиш бо 200 пермутатсияи нишона p=0.055 ба даст омад. Илова бар ин, интихоби хусусиятҳо ва арзёбии панел дар ҳамон як когорт анҷом дода шуданд ва валидасияи мустақили беруна вуҷуд надошт. Аз ин рӯ, натиҷаҳо бояд на ҳамчун ташхис, скрининги клиникӣ ё пешгӯии хатари инфиродии шизофрения ё ихтилоли биполярӣ, балки ҳамчун таҳқиқоти биомаркер-и гипотезасоз оид ба намунаҳои физиологии марбут ба хусусиятҳои шахсияти ғайриклиникӣ арзёбӣ шаванд.

Масъалаи асосии илмии таҳқиқот

Хусусиятҳои шизотипӣ хусусиятҳои андозавие мебошанд, ки бо таҷрибаҳои ғайримуқаррарии идрокӣ, фарқиятҳои маърифатӣ-идрокӣ ва баъзе вариатсияҳо дар фаъолияти байнифардӣ алоқаманданд. Хусусиятҳои сиклотимӣ бошад хусусиятҳои темпераментиро ифода мекунанд, ки бо тағйирёбии кайфият, энергия ва фаъолият вобастаанд. Иштирокчиёни ин таҳқиқот беморони дорои ташхиси шизофрения ё ихтилоли биполярӣ нестанд. Муҳаққиқон омӯхтанд, ки оё хусусиятҳои субклиникии бо шкалаҳои психометрӣ муайяншуда бо намунаҳои ченшаванда дар чандин низоми физиологӣ ҳамзамон тағйир меёбанд ё не.

Саволи илмӣ ёфтани як “биомаркер-и беморӣ” нест. Мантиқи таҳқиқот ин аст, ки оё якҷоя баррасӣ кардани шумораи зиёди тағйирёбандаҳо аз низомҳои дилу раг, метаболикӣ, нейроэндокринӣ, гурда, оксидативӣ ва иммунӣ метавонад нисбат ба нишондиҳандаҳои ҷудогона профили физиологии бештар тавзеҳдиҳанда пешниҳод кунад.

Бори Аллостатикӣ Чист ва Дар Ин Таҳқиқот Чӣ Гуна Ҳисоб Шуд?

Бори аллостатикӣ ченакест, ки кӯшиш мекунад номуназзамии физиологии бисёрнизомиро тавассути ҷамъ кардани арзишҳои биомаркер-и самти хавф дар чанд низоми физиологӣ ба як холи мураккаб ифода кунад; дар ин таҳқиқот ҳар яке аз 21 биомаркер вобаста ба ҷойгиршавӣ дар квартили болоӣ ё поёнии самти хавф 0 ё 1 хол гирифт ва холҳо барои сохтани индекси умумии AL дар фосилаи 0–21 ҷамъ карда шуданд.

Гарчанде дар манбаъ ба шакли муодила чоп нашудааст, мантиқи математикии усулро чунин ифода кардан мумкин аст:

\[ AL=\sum_{j=1}^{21} I_j \]

Дар ин ҷо \(I_j\), нишондиҳандаи бинарии хавф барои биомаркер-и j-ум мебошад. Мувофиқи усули манбаъ, агар нишондиҳандаи дахлдор бо арзишҳои баландтари хавфи саломатӣ вобаста бошад, квартили болоӣ ва агар бо арзишҳои пасттар вобаста бошад, квартили поёнӣ ҳамчун самти хавф истифода мешавад. Нишондиҳандае, ки дар квартили хавф қарор дорад, 1 ва дар акси ҳол 0 мегирад. Аз ин рӯ, холи баланди умумии AL ҳамчун номуназзамии бештари физиологии бисёрнизомӣ тафсир мешавад.

21 биомаркер кадом низомҳои физиологиро ифода мекунанд?

Нишондиҳандаҳои ин панел ҳамчун санҷишҳои ташхисии махсуси шизофрения ё ихтилоли биполярӣ интихоб нашудаанд. Ҳадафи манбаъ якҷоя арзёбӣ кардани низомҳои физиологие мебошад, ки дар адабиёти бори аллостатикӣ ба таври васеъ намояндагӣ мешаванд.

Иштирокчиён чӣ гуна интихоб шуданд?

Захираи ибтидоӣ аз донишҷӯёни 18–25-солаи University of Szeged иборат буд. Чаҳорчӯбаи асосӣ он буд, ки иштирокчиён дар ду соли аввали таҳсил дар донишгоҳ ихтилоли равонии ташхисшуда надошта бошанд. Ихтилоли равонии ҳозира ё гузашта, сӯиистифодаи моддаҳо, ҳолатҳои неврологӣ, осеби сар бо гум кардани ҳуш ва ҳолатҳои тиббие, ки метавонанд ба фаъолияти нейрокогнитивӣ таъсир расонанд, ба меъёрҳои хориҷкунӣ дохил карда шуданд.

Гурӯҳҳои психометрӣ чӣ гуна ташкил шуданд?

Барои арзёбии хусусиятҳои шизотипӣ Oxford-Liverpool Inventory of Feelings and Experiences (O-LIFE)-и кӯтоҳшудаи 43-бандии венгерӣ, барои тамоюли андешаҳои делюзионӣ Peters Delusions Inventory (PDI), барои темпераменти аффективӣ TEMPS-A ва барои скрининги спектри биполярӣ Mood Disorder Questionnaire истифода шуд. Барои арзёбии ихтилолҳои равонии ҳозира ва тамоми умр мусоҳибаи сохторёфтаи DSM истифода шуд.

Манбаъ гурӯҳи PSF-ро бо арзишҳои O-LIFE ≥5, PDI-21 >10 ва TEMPS-A Cyclothymia <12 муайян мекунад. Барои гурӯҳи CF меъёрҳои O-LIFE <6 ва TEMPS-A Cyclothymia =11 гузориш шудаанд. Дар гурӯҳи назоратӣ инҳирофи психопатологӣ гузориш нашудааст. Ин остонаҳо гурӯҳҳои trait-ро дар ҳамин таҳқиқот месозанд; онҳо маънои ташхиси бемории клиникиро надоранд.

Random Forest ва SHAP Дар Ин Таҳқиқот Барои Чӣ Истифода Шуданд?

Random Forest ва SHAP дар ин таҳқиқот бештар барои ба таври иктишофӣ тартиб додани саҳми нисбии 21 биомаркер дар фарқгузории PSF, CF ва гурӯҳи назоратӣ истифода шуданд, на барои сохтани ташхиси клиникӣ; Random Forest ҳудудҳои ғайрихаттии синфҳоро меомӯзад, дар ҳоле ки SHAP саҳми ҳар биомаркер-ро ба баромади модел ба ченаки feature-importance-и қобили тафсир табдил медиҳад.

Се модели бинарии Random Forest

Муҳаққиқон ба ҷойи як модели сесинфа се муқоисаи ҷудогонаи бинарӣ сохтанд:

1. Фарқ кардани гурӯҳи назоратӣ аз гурӯҳи CF.
2. Фарқ кардани гурӯҳи назоратӣ аз гурӯҳи PSF.
3. Фарқ кардани гурӯҳи PSF аз гурӯҳи CF.

Ҳадафи ин равиш осонтар тафсир кардани он аст, ки дар ҳар ҳудуди синф кадом биомаркер-ҳо пеш меоянд. Random Forest аз намунаҳои bootstrap шумораи зиёди дарахтони қарор сохта, дар ҳар тақсимот зермаҷмӯи тасодуфии хусусиятҳоро арзёбӣ карда ва қарори ниҳоиро бо овоздиҳии аксарият баровардааст.

Пешкоркарди модел ва равиши гиперпараметр

Манбаъ мегӯяд, ки мушоҳидаҳо пурра буданд ва ба пешкоркарди иловагии маълумот ниёз набуд. Сохтори ковариатсияи байни 21 биомаркер пеш аз омӯзиши модел баррасӣ шуд ва гузориш гардид, ки дар сатҳи r>0.8 коррелятсияи қавӣ вуҷуд надошт. Азбаски андозаи гурӯҳҳо байни 25–30 буд, oversampling, undersampling ё вазни синф истифода нашуд.

Гиперпараметрҳои пешфарзи Random Forest истифода шуданд. Барои кам кардани хушбинона шудани натиҷаҳои feature-importance аз сабаби интихоби гиперпараметр дар ҳамон маълумот дар намунаи хурд tuning анҷом дода нашуд. Мувофиқи манбаъ, азбаски 21 хусусият вуҷуд дошт, дар ҳар тақсимоти дарахти қарор тақрибан 4–5 хусусият ҳамчун номзад арзёбӣ шуданд.

Валидасияи LOSO чӣ кор мекунад?

Leave-one-subject-out (LOSO) cross-validation усули валидасия мебошад, ки дар ҳар қадам як иштирокчиро барои санҷиш ҷудо мекунад, моделро дар ҳамаи иштирокчиёни боқимонда меомӯзонад ва равандро барои ҳамаи иштирокчиён такрор мекунад. Дар маҷмӯаҳои хурди маълумот он имкон медиҳад, ки барои омӯзиш шумораи максималии иштирокчиён нигоҳ дошта шавад ва мушоҳидаи санҷишӣ аз омӯзиш ҷудо бимонад.

Барои натиҷаҳои панели камшуда раванди LOSO бо 400 омӯзиши дубораи Random Forest барои ҳар иштирокчӣ такрор шуд. Фосилаҳои эътимоди иҷроиш бо 2000 азнамунгирии дубораи stratified bootstrap гузориш шуданд.

Қиматҳои SHAP чӣ гуна бояд тафсир шаванд?

Қимати SHAP шарҳ медиҳад, ки биомаркер баромади муайяни моделро ба кадом самт ва то чӣ андоза мебарад. Қимати мутлақи калони SHAP нишон медиҳад, ки он хусусият дар қарори синфии модел таъсирбахштар аст. Аммо қимати баланди SHAP маънои онро надорад, ки биомаркер сабаби беморӣ аст, аз ҷиҳати биологӣ муҳимтарин механизм мебошад ё барои ташхиси клиникӣ танҳо худи он кофист.

Аломати SHAP низ аз ҷиҳати биологӣ маънои “хуб” ё “бад” надорад. Аломат вобаста ба он ки дар модел кадом синф ҳамчун ҳадаф код шудааст, саҳмро ба самти синфи муайян нишон медиҳад.

Фарқи гузоришдиҳии дохили манбаъ дар усули SHAP

Як тавзеҳ дар бахши усули манбаъ мегӯяд, ки таҳлили ибтидоии SHAP дар тамоми санҷишҳои LOSO ва ҳамаи иштирокчиён ҷамъ карда шуд ва таҳлил танҳо бо ҳолатҳои дуруст таснифшуда санҷиши ҳассосият буд. Параграфи фавран баъдӣ бошад менависад, ки дар ҳисоби feature-importance шахсони устувор пешгӯишуда нигоҳ дошта шуданд ва пешгӯиҳои номуваффақ хориҷ гардиданд. Азбаски бахши маҳдудиятҳо боз мегӯяд, ки ҳамаи иштирокчиён ба таҳлили ибтидоӣ дохил шудаанд, Verianla ин равишро ҳамчун усули асосӣ нигоҳ медорад ва параграфи дигарро ҳамчун номувофиқии методологии дохили манбаъ қайд мекунад.

Оё Ин Модел Шизофрения ё Ихтилоли Биполяриро Ташхис Мекунад?

Не. Синфҳои PSF ва CF дар таҳқиқот ташхисҳои клиникии шизофрения ё ихтилоли биполярӣ нестанд, балки гурӯҳҳои хусусиятҳои шизотипӣ ва сиклотимӣ мебошанд, ки дар ҷавонони бе ихтилоли равонӣ бо шкалаҳои психометрӣ ташкил шудаанд; дақиқии модел иҷроиши фарқ кардани ин гурӯҳҳои trait дар дохили ҳамон когорт аст ва онро ҳамчун дақиқии ташхисии клиникӣ истифода бурдан мумкин нест.

Дар баъзе унвонҳо ва шарҳҳои Расмҳои 4–6 манбаъ истилоҳҳои “schizophrenia” ва “bipolar disorder”-ро кӯтоҳ истифода кардааст. Аммо тарҳи таҳқиқот ва бахши усул гурӯҳҳоро равшан ҳамчун гурӯҳҳои trait-и PSF ва CF муайян мекунанд. Аз ин рӯ, Verianla ба ҷойи нишонаи ихтилоли клиникӣ сатҳи воқеии онтологии таҳқиқот, яъне хусусиятҳои шизотипӣ ва сиклотимиро истифода мебарад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Фарқиятҳои бори аллостатикӣ дар сатҳи низом

Дар сатҳи низом танҳо низоми оксидативӣ бо p=0.014 фарқ кард. Ин бозёфт худ аз худ нишон намедиҳад, ки кадом нишондиҳандаи оксидативӣ нақши сабабӣ дорад; ҷойгиршавии такрории кислотаи пешоб дар ҷойҳои боло дар таҳлилҳои минбаъдаи SHAP метавонад ҳамчун ҳамоҳангие дида шавад, ки натиҷаи низоми оксидативӣ ва натиҷаи feature-importance-и моделбунёд ба як соҳаи биологӣ ишора мекунанд.

Расми 3: самти коррелятсияҳои биомаркер

Расми 3-и манбаъ харитаи гармии коррелятсияҳои Spearman байни 21 биомаркер ва узвият дар гурӯҳҳои PSF ва CF мебошад. Барои PSF фишори диастолии хун ва кислотаи пешоб робитаҳои мусбати қавитар, дар ҳоле ки глюкоза ва eGFR робитаҳои манфии қавитар нишон доданд. Дар гурӯҳи CF қисми муҳимми намуна ба самти муқобил буд: глюкоза ва eGFR бештар мусбат, фишори диастолӣ ва кислотаи пешоб бештар манфӣ алоқаманд буданд.

Кортизол низ байни ду гурӯҳи trait намунаи робитаи муқобилро пешниҳод кард: бо CF манфӣ, бо PSF мусбат; LDL бошад намунаи самти баръаксро нишон дод. Ин коррелятсияҳо исбот намекунанд, ки биомаркер-ҳо сабаби ташаккули trait мебошанд; онҳо танҳо сохтори ҳамтағйириро дар ҳамон намуна нишон медиҳанд.

Кадом биомаркер-ҳо дар таҳлили SHAP пеш омаданд?

Чаро кислотаи пешоб натиҷаи марказӣ аст?

Кислотаи пешоб ҳам дар таҳлилҳои коррелятсия ва ҳам дар чанд муқоисаи SHAP такроран пеш омад. Муаллифони манбаъ ин намунаҳоро ҳамчун ҷузъи эҳтимолии умумии биологӣ, ки бо стресси оксидативӣ ва равандҳои пуринергӣ алоқаманд аст, баррасӣ мекунанд. Аммо таҳқиқоти ҳозира нишон намедиҳад, ки кислотаи пешоб хусусиятҳои шизотипӣ ё сиклотимиро ба вуҷуд меорад, танҳо худи он гурӯҳи trait-ро муайян карда метавонад ё биомаркер-и бемории клиникӣ мебошад.

Натиҷаҳои таснифоти Random Forest

Моделҳои 21-биомаркер, ки гурӯҳи назоратиро аз CF ё PSF фарқ мекунанд, иҷроиши қавии таснифотиро нишон надоданд. Ҳадафи таҳқиқот низ паҳн кардани ин моделҳо ҳамчун classifier-и клиникӣ нест. Натиҷаи ҷолибтар панели камшудаи Top-10 дар фарқгузории PSF–CF аст; аммо дар ин ҷо ҳам AUC 0.625 мебошад ва фосилаи эътимод сатҳи 0.5-ро фаро мегирад.

Оё Панели Top-10 биомаркер Барои Истифодаи Клиникӣ Тасдиқ Шудааст?

Не. Панели Top-10 дар ҳамон когорт интихоб ва арзёбӣ шудааст, намунаи мустақили валидасия истифода нашудааст ва дар санҷиши пермутатсияи нишона p=0.055-и яктарфа ба даст омадааст; аз ин рӯ %63.6 дақиқӣ бояд на ҳамчун иҷроиши скрининги клиникӣ ё ташхисӣ, балки ҳамчун натиҷаи иктишофии дохилинамунавӣ, ки дар когорти мустақил санҷида шавад, тафсир гардад.

Санҷиши пермутатсияи нишона

Дақиқии мушоҳидашудаи %63.6 аз миёнаи тақсимоти null баландтар аст; аммо p=0.055 каме болотар аз остонаи анъанавии 0.05 аст. Манбаъ инро ҳамчун натиҷаи “сарҳадӣ” ва иктишофӣ тафсир мекунад. Аз ин рӯ, хулоса кардан мумкин нест, ки панел classifier-и клиникии аз садо мустақил ва умумишаванда аст.

Фарқиятҳои гурӯҳӣ дар индекси пурраи 21-биомаркер AL

Санҷиши Kruskal–Wallis omnibus ҳамчун \(H=8.793\), exact p=0.012 гузориш шудааст. Пас аз ислоҳи Bonferroni фарқи CG–PSF аҳамиятнок нест (p_Bonf=1.000; Hedges' g=−0.15; Cliff's δ=−0.10). Фарқи CG–CF низ аҳамиятнок нест (p_Bonf=0.144; Hedges' g=0.63; Cliff's δ=0.31). Аммо муқоисаи PSF–CF бо p_Bonf=0.007, Hedges' g=0.89 ва Cliff's δ=0.47 аҳамиятнок боқӣ монд.

Фарқи p=0.007 байни хулоса ва бахши натиҷаҳо

Бахши хулосаи манбаъ қимати p=0.007-ро ба фарқи CF ва гурӯҳи назоратӣ дар индекси камшудаи AL нисбат медиҳад. Баръакс, бахши асосии натиҷаҳо ҳамон қимати p=0.007-ро барои муқоисаи PSF–CF дар индекси пурраи 21-биомаркер AL гузориш мекунад ва муқоисаи CG–CF-ро ҳамчун p_Bonf=0.144 медиҳад. Азбаски манбаъ ин фарқро шарҳ намедиҳад, Verianla як қиматро ба ҷойи дигар гузошта, хомӯшона ислоҳ накардааст.

Нақши Расми 7

Расми 7-и манбаъ индексҳои AL-ро, ки аз Top-6 ва Top-10 биомаркер-и бо SHAP интихобшуда аз нав ҳисоб шудаанд, дар гурӯҳҳои CF, PSF ва назоратӣ ба таври визуалӣ муқоиса мекунад. Вазифаи илмии расм нишон додани он аст, ки оё панелҳои хурдтару ҳадафнок ба ҷойи AL-и пурраи 21 нишондиҳанда фарқгузории нисбии байни гурӯҳҳоро нигоҳ медоранд ё не. Аммо азбаски панелҳои камшуда аз ҳамон намуна ҳосил шудаанд, график валидасияи беруна нест.

Таҳлили ҳассосияти тартиббандии SHAP

Манбаъ байни тартиббандии feature-importance, ки аз ҳамаи иштирокчиён ба даст омадааст, ва тартиббандие, ки танҳо аз зермаҷмӯаҳои дуруст таснифшуда сохта шудааст, мувофиқати баланди Spearman гузориш мекунад. Вобаста ба муқоисаҳо қиматҳои ρ дар фосилаи 0.935–0.982, барои модели камшудаи Top-10 0.952 ва барои Top-6 1.000 мебошанд. Илова бар ин, хусусияти ҷойи аввал дар ҳамаи равандҳои муқоиса тағйир наёфт. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки тартиббандии feature-rank нисбат ба зермаҷмӯи истифодашуда нисбатан устувор аст; аммо такроршавиро дар популятсияи мустақил исбот намекунад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Профилҳои физиологии аз 21 биомаркер иборат дар гурӯҳҳои PSF, CF ва назоратӣ яксон нестанд.
• Дар таҳлили сатҳи низом низоми оксидативӣ бо p=0.014 байни гурӯҳҳо фарқ нишон дод.
• Кислотаи пешоб дар таҳлилҳои гуногуни коррелятсия ва SHAP такроран аҳамияти баланд нишон дод.
• Дар муқоисаи CF бо назорат креатинин пеш омад; хусусиятҳои дилу раг, оксидативӣ ва липид/метаболикӣ низ аз рӯи саҳми модел дар ҷойҳои боло буданд.
• Дар муқоисаи PSF бо назорат суръати дил таъсирбахштарин хусусият буд; TSH, глюкоза ва кислотаи пешоб низ аҳамияти баланд нишон доданд.
• Дар муқоисаи PSF–CF кислотаи пешоб муҳимтарин хусусият аст; кортизол, глюкоза, креатинин ва триглитсерид дар байни дигар хусусиятҳои қавии ҷудокунанда гузориш шуданд.
• Панели Top-10 SHAP дар фарқгузории PSF–CF нисбат ба модели пурраи 21-биомаркер арзёбии нуқтавии accuracy-и баландтар дод.
• Дар индекси пурраи AL фарқи аз ҳама барҷастаи гурӯҳӣ пас аз Bonferroni байни PSF–CF аст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Кислотаи пешоб ҳамчун биомаркер-и махсуси ташхисӣ барои шизофрения ё ихтилоли биполярӣ тасдиқ нашудааст.
• Иштирокчиёни гурӯҳҳои PSF ё CF беморони шизофрения ё ихтилоли биполярӣ нестанд.
• Нишон дода нашудааст, ки моделҳои Random Forest метавонанд барои ташхис ё скрининги клиникӣ истифода шаванд.
• %63.6 accuracy иҷроиши валидасияи мустақили беруна нест.
• SHAP feature importance сабабияти биологиро исбот намекунад.
• Нишон дода нашудааст, ки кадом механизми молекулавӣ фарқиятҳои AL-ро ба вуҷуд меорад.
• Нишон дода нашудааст, ки намунаҳои биомаркер дар гурӯҳҳои trait баъдан табдил ёфтан ба бемории равониро пешгӯӣ мекунанд.
• Нишон дода нашудааст, ки натиҷаҳо бевосита ба гурӯҳҳои синнусолии дигар, беморони клиникӣ ё аҳолии умумии кишварҳои дигар умумишавандаанд.

Маҳдудиятҳои асосӣ

Намунаи хурд: Гурӯҳҳо аз 25–30 иштирокчӣ иборатанд. Ин андоза махсусан дар моделҳои мураккаби омӯзиши мошинӣ хатари overfitting-ро зиёд карда, номуайянии арзёбиҳои иҷроишро васеъ мекунад.

Набудани валидасияи мустақил: Дар таҳқиқот external validation cohort-и комилан мустақил вуҷуд надорад. Гарчанде валидасияи дохилии LOSO ҷудокунии subject-level-ро нигоҳ медорад, он умумишавиро ба популятсияи дигар намесанҷад.

Интихоби хусусият ва арзёбӣ дар ҳамон когорт: Панелҳои Top-6 ва Top-10 биомаркер аз намунае ҳосил шудаанд, ки дар он feature discovery гузаронида шудааст ва боз дар ҳамон намуна арзёбӣ шудаанд. Аз ин рӯ, манбаъ панели камшударо бештар ҳамчун номзади гипотезасоз мебинад, на модели клиникӣ.

Тағйирёбандаҳои физиологии назоратнашуда: Марҳилаи давраи ҳайз, истифодаи контрасептивҳои даҳонӣ, фаъолияти ҷисмонии наздик, кофеин, алкогол, сигоркашӣ, ҳолати гуруснагӣ ва вақти гирифтани хун ба таври системавӣ арзёбӣ нашудаанд. Ин тағйирёбандаҳо метавонанд ба биомаркер-ҳои метаболикӣ, гормоналӣ ва илтиҳобӣ таъсир расонанд.

Равиши модели бинарӣ: Ба ҷойи арзёбии се синф дар як модел, моделҳои ҷудогонаи бинарии Random Forest истифода шудаанд. Ин равиш қобилияти тафсирро баланд кард; аммо дар когортҳои калонтар таҳлили multi-class бояд алоҳида санҷида шавад.

Вобастагӣ ба маълумоти Supplementary: Мақола барои қиматҳои муфассали самт ва бузургии SHAP ба Supplementary Tables S2–S4 истинод мекунад. Азбаски PDF-и боршудаи манбаъ муҳтавои пурраи ададии ин ҷадвалҳои иловагиро дар бар намегирад, Verianla қиматҳои нонамоёни SHAP-ро тахмин накардааст.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ: Machine Learning-Assisted Identification of Biomarkers Associated with Schizotypal and Cyclothymic Traits

Муаллифон: Sabine Finlay; Gideon Vos; Imre Földesi; Diána Kata; Oyelola Adegboye; Donna Rudd; Brett McDermott; István Szendi; Mostafa Rahimi Azghadi; Zoltan Sarnyai.

Муаллифи масъул: Zoltan Sarnyai.

Муассисаҳо: Laboratory of Psychiatric Neuroscience, Australian Institute of Tropical Health and Medicine, James Cook University; College of Medicine and Dentistry, James Cook University; Margaret Roderick Centre for Mental Health Research, James Cook University; College of Science and Engineering, James Cook University; Institute of Laboratory Medicine, University of Szeged; Menzies School of Health Research, Charles Darwin University; Child and Adolescent Mental Health Service, Hobart; Tasmanian Centre for Mental Health Service Innovation; Department of Psychiatry, Kiskunhalas Semmelweis University Teaching Hospital; Department of Clinical and Health Psychology, Institute of Psychology, University of Szeged; Centre of Excellence for Interdisciplinary Research, Development and Innovation, University of Szeged.

Маҷалла: Psychiatry International.

Ношир: MDPI.

Сабти библиографӣ: Psychiatry International, 2026, 7(4), 159.

DOI: 10.3390/psychiatryint7040159

Таърихи нашр: Қабул 17 апрели 2026; бознигарӣ 23 июни 2026; қабул 10 июли 2026; нашр 15 июли 2026.

Навъи манбаъ: Таҳқиқоти мушоҳидавӣ ва иктишофии омӯзиши мошинӣ/биомаркер, ки гурӯҳҳои trait-и психометриро бо биомаркер-ҳои сершумори физиологӣ дар популятсияи ҷавони калонсоли ғайриклиникӣ муттаҳид мекунад.

Ҳолати ҳамсолсанҷӣ: Version of record-и нашршуда ва ҳамсолсанҷишуда.

Намуна: 85 донишҷӯи донишгоҳии 18–25-сола; PSF n=30, CF n=25, назорат n=30.

Воситаҳои асосии психометрӣ: TEMPS-A, O-LIFE-и кӯтоҳшудаи венгерӣ, Peters Delusions Inventory, Mood Disorder Questionnaire ва мусоҳибаи сохторёфтаи DSM.

Панели биомаркер: 21 ченаки антропометрӣ, дилу раг, метаболикӣ, иммунӣ, нейроэндокринӣ, оксидативӣ ва гурда, ки ҳашт низоми биологиро фаро мегиранд.

Усули бори аллостатикӣ: Додани 0/1 хол ба ҳар нишондиҳанда вобаста ба ҷойгиршавӣ дар квартили болоӣ ё поёнии самти хавф ва сохтани холи умумӣ дар фосилаи 0–21 барои панели пурра.

Омӯзиши мошинӣ: Random Forest; се муқоисаи бинарӣ; default гиперпараметрҳо; class weighting, oversampling ва undersampling нест; leave-one-subject-out cross-validation.

Зеҳни сунъии фаҳмондашаванда: Тартиббандии биомаркер feature-importance бо SHapley Additive exPlanations (SHAP).

Моделҳои камшуда: Панелҳои Top-6 ва Top-10 аз шаш ва даҳ биомаркер-и баландтарин.

Таҳлили robustness: 400 омӯзиши дубораи LOSO Random Forest барои ҳар иштирокчӣ; 200 label permutation барои панели Top-10; 2000 азнамунгирии дубораи stratified bootstrap барои фосилаҳои эътимоди иҷроиши subject-level.

Омор: Коррелятсияи Spearman, Shapiro–Wilk, Kruskal–Wallis, Mann–Whitney U, ислоҳи Bonferroni барои се муқоисаи бинарӣ, Hedges' g ва Cliff's δ.

Муҳити таҳлил: R 4.6.1.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Дастгирии European Union project ва Hungary Ministry of Innovation and Technology NRDI Office дар доираи Artificial Intelligence National Laboratory Program, RRF-2fi.3.1-21-2022-00004; TKP2021-NVA-09 дар доираи National Research, Development and Innovation Fund; GINOP-2.3.2-15-2016-00037 “Internet of Living Things” дар доираи Hungarian Government ва European Regional Development Fund.

Ахлоқ: University of Szeged, Szent-Györgyi Albert Clinical Centre, Regional Scientific and Research Ethics Committee for Human Biomedical Sciences; протокол 267/2018-SZTE; тасдиқ 26 феврали 2019. Таҳқиқот мутобиқи Эъломияи Helsinki гузаронида шудааст.

Ризоияти огоҳона: Аз ҳамаи иштирокчиён гирифта шудааст.

Дастрасии додаҳо: Додаҳо бо сабабҳои ахлоқӣ ва махфият барои умум дастрас нестанд; гуфта шудааст, ки онҳоро бо дархости асоснок аз муаллифи масъул талаб кардан мумкин аст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон бархӯрди манфиатҳоро гузориш надодаанд.

Саҳми муаллифон: Sabine Finlay; тарҳи аввал, баррасӣ/таҳрир, консептуализатсия, таҳлили расмӣ, усул ва визуализатсия. Gideon Vos; баррасӣ/таҳрир, таҳлили расмӣ ва визуализатсия. Imre Földesi ва Diána Kata; баррасӣ/таҳрир, таҳқиқот ва куратсияи додаҳо. Oyelola Adegboye, Donna Rudd, Brett McDermott ва Mostafa Rahimi Azghadi; баррасӣ/таҳрир. István Szendi; баррасӣ/таҳрир, таҳқиқот, куратсияи додаҳо ва дарёфти маблағгузорӣ. Zoltan Sarnyai; тарҳи аввал, баррасӣ/таҳрир, усул, назорат ва консептуализатсия.

Ёддошти гузоришдиҳии дохили манбаъ 1: Хулоса қимати p=0.007-ро ба фарқи CF–назорат дар индекси камшудаи AL нисбат медиҳад, дар ҳоле ки дар бахши асосии натиҷаҳо p_Bonf=0.007 ба муқоисаи PSF–CF дар индекси пурраи 21-биомаркер тааллуқ дорад. Манбаъ ин фарқро шарҳ намедиҳад.

Ёддошти гузоришдиҳии дохили манбаъ 2: Як параграфи усули SHAP таҳлили ҳамаи иштирокчиёнро ибтидоӣ ва зергуруҳи дуруст-таснифшударо таҳлили ҳассосият меномад, дар ҳоле ки параграфи дигар мегӯяд, ки барои ҳисоби feature-importance иштирокчиёни устувор/дуруст пешгӯишуда интихоб шудаанд. Бахши маҳдудиятҳо таҳлили ҳамаи иштирокчиёнро боз ҳамчун равиши ибтидоӣ тасдиқ мекунад.

Ёддошти терминологии дохили манбаъ: Дар баъзе шарҳҳои расм барои PSF ва CF нишонаҳои “schizophrenia” ва “bipolar disorder” истифода шудаанд. Аммо тавсифи усул ва намунаи таҳқиқот равшан нишон медиҳад, ки ин гурӯҳҳо ташхиси клиникӣ не, балки гурӯҳҳои trait-и шизотипӣ ва сиклотимии ғайриклиникӣ мебошанд. Verianla ин нишонаҳои кӯтоҳеро, ки метавонанд таассуроти ташхиси клиникӣ ба вуҷуд оранд, дар матни асосӣ истифода накардааст.

Ҳадди асосии тафсир: Бозёфтҳо робитаи иктишофии биомаркер-ҳои муайянро бо гурӯҳҳои хусусиятҳои шизотипӣ ва сиклотимии ғайриклиникӣ ва аҳамияти нисбии онҳоро дар дохили модел нишон медиҳанд. Онҳо ташхиси шизофрения ё ихтилоли биполярӣ, рушди беморӣ дар оянда, механизми сабабии биологӣ ё панели биомаркер-и омода барои истифодаи клиникиро тасдиқ намекунанд.