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Automated Language Analysis in Neurodegenerative Diseases: Application of Artificial Intelligence Models (AILAN)

2. November 2026 aktualisiert von: Istituti Clinici Scientifici Maugeri SpA

Analisi Automatizzata Del Linguaggio Nelle Malattie Neurodegenerative: Applicazione di Modelli di Intelligenza Artificiale

This multicenter study aims to characterize the language profiles of patients with various neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease (AD), Primary Progressive Aphasia (PPA), behavioral variant Frontotemporal Dementia (bvFTD), Dementia with Lewy Bodies (DLB), and Parkinson's disease (PD), using artificial intelligence (AI) models. By analyzing speech and language data collected during remote neuropsychological assessments, the researchers intend to identify objective linguistic biomarkers suitable for early and differential diagnosis, overcoming the limitations of traditional, invasive, and costly diagnostic tools. The project will develop and validate an AI-driven pipeline to provide scalable and individualized linguistic profiles, ultimately supporting personalized treatment strategies and improving clinical workflow efficiency in the Italian population.

Studienübersicht

Status

Rekrutierung

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Neurodegenerative disorders pose significant diagnostic challenges, particularly in differentiating conditions with overlapping clinical symptoms and neuroanatomy. Although language impairment is a hallmark symptom across several forms of dementia, existing diagnostic tools are often costly, time-consuming, and lack cultural sensitivity, particularly for the Italian language. Artificial Intelligence (AI) offers a promising, non-invasive approach to extracting objective acoustic, prosodic, and linguistic markers from speech data.

The primary objective of this study is to characterize the language profiles of patients diagnosed with AD, PPA, bvFTD, DLB, and PD compared to healthy controls (HC). Specific objectives include: 1) Identifying distinct linguistic and speech features that act as surrogate biomarkers for early and differential diagnosis; 2) Using machine learning to optimize classification algorithms; and 3) Implementing Explainable AI (XAI) to ensure the interpretability of diagnostic outputs, thereby facilitating clinical trust and adoption of AI-driven tools in the diagnostic process.

This is a prospective, experimental, multicenter study. A total of 168 participants (24 per group: AD, PPA, bvFTD, DLB, PD, and HC) will be enrolled. Participants will undergo a 1.5-hour remote neuropsychological and logopedic evaluation via a secure, HIPAA-compliant videoconferencing platform. The assessment includes spontaneous speech tasks (e.g., image descriptions) and standardized language and cognitive tests. Audio data will be recorded and processed using an AI pipeline, including automatic speech recognition for transcription and various Natural Language Processing (NLP) techniques-such as BERT, RoBERTa, and UmBERTo-to extract complex linguistic and semantic features.

Data analysis will involve training machine learning classifiers (e.g., Support Vector Machines, Random Forests) to distinguish between diagnostic groups, utilizing nested cross-validation to ensure robustness. XAI techniques, including SHAP (Shapley Additive Explanations) and LIME (Local Interpretable Model-agnostic Explanations), will be applied to enhance the transparency of the model's decisions, allowing clinicians to interpret the pathological language patterns driving the classification. The study aims to establish the first structured Italian corpus for the linguistic characterization of neurodegenerative disorders, providing a foundation for future cross-linguistic analysis.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

200

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Studieren Sie die Kontaktsicherung

Studienorte

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

40 Jahre bis 90 Jahre (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

Participants with neurodegenerative diseases

Inclusion criteria

  • Diagnosis of mild cognitive impairment due to Alzheimer's disease (AD), primary progressive aphasia (PPA), behavioral variant frontotemporal dementia (bvFTD), dementia with Lewy bodies (DLB), or Parkinson's disease (PD).
  • Age 40-85 years.
  • Italian native speaker.
  • Able to provide informed consent.

Exclusion criteria

  • Mini-Mental State Examination (MMSE) score below 15.
  • Other neurological or psychiatric diagnoses, including cerebrovascular disease documented by MRI or CT.
  • Severe, uncorrected hearing or visual impairment.
  • Clinical Dementia Rating (CDR) score above 1.

Healthy controls

Inclusion criteria

  • Italian native speaker.
  • Matched to the patient groups for age, sex, and education level.

Exclusion criteria

  • History of systemic, neurological, or psychiatric disease.
  • Substance abuse.
  • Family history of neurodegenerative disease.
  • MMSE score below 27/30.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Diagnose
  • Zuteilung: Nicht randomisiert
  • Interventionsmodell: Einzelgruppenzuweisung
  • Maskierung: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Aktiver Komparator: Healthy Controls

Healthy control participants will complete a one-time remote speech and language assessment. No therapeutic intervention will be administered.

Participants will complete a one-time remote speech and language assessment. Speech and language samples will be collected and analyzed using artificial intelligence and machine-learning methods. No therapeutic intervention will be administered.

Experimental: Lewy bodies or Parkinson's

Participants with dementia with Lewy bodies or Parkinson's disease will complete a one-time remote speech and language assessment. No therapeutic intervention will be administered.

Participants will complete a one-time remote speech and language assessment. Speech and language samples will be collected and analyzed using artificial intelligence and machine-learning methods. No therapeutic intervention will be administered.

Experimental: frontotemporal dementia

Participants with frontotemporal dementia will complete a one-time remote speech and language assessment. No therapeutic intervention will be administered.

Participants will complete a one-time remote speech and language assessment. Speech and language samples will be collected and analyzed using artificial intelligence and machine-learning methods. No therapeutic intervention will be administered.

Experimental: Alzheimer's Disease (AD)

Participants with Alzheimer's disease will complete a one-time remote speech and language assessment. No therapeutic intervention will be administered.

Participants will complete a one-time remote speech and language assessment. Speech and language samples will be collected and analyzed using artificial intelligence and machine-learning methods. No therapeutic intervention will be administered.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Performance of AI-based language analysis in distinguishing diagnostic groups
Zeitfenster: Day 1 (At completion of the one-time remote speech and language assessment and analysis.)

Accuracy of machine-learning models in classifying participants into the study groups (Alzheimer's disease, primary progressive aphasia, behavioral variant frontotemporal dementia, dementia with Lewy bodies, Parkinson's disease, and healthy controls) based on speech and language features from the remote assessment.

Day 1 (At completion of the one-time remote speech and language assessment and analysis.)

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Mitarbeiter

Ermittler

  • Hauptermittler: Petronilla Battista, PhD, Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS Bari
  • Studienstuhl: Gaia Santi, PhD, Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS Lumezzane
  • Studienleiter: Simona Aresta, PhD, Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS Bari

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

20. Oktober 2025

Primärer Abschluss (Geschätzt)

31. Januar 2028

Studienabschluss (Geschätzt)

31. Oktober 2028

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

26. Oktober 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

29. Oktober 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

30. Oktober 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

3. November 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

2. November 2026

Zuletzt verifiziert

1. Oktober 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • Prot.2541/CEL

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Beschreibung des IPD-Plans

Individual participant data will not be shared because the speech and language recordings and related clinical information are sensitive and potentially identifiable. The study team will protect participant confidentiality and use the data only for the purposes described in the protocol.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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