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

2026年11月2日 更新者: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.

調査の概要

状態

募集

条件

介入・治療

詳細な説明

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.

研究の種類

介入

入学 (推定)

200

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究連絡先

研究連絡先のバックアップ

研究場所

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

40年~90年 (大人、高齢者)

健康ボランティアの受け入れ

はい

受講資格のある性別

全て

説明

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.

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか?

デザインの詳細

  • 主な目的:診断
  • 割り当て:非ランダム化
  • 介入モデル:単一グループの割り当て
  • マスキング:なし(オープンラベル)

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
アクティブコンパレータ: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.

実験的: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.

実験的: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.

実験的: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.

この研究は何を測定していますか?

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
Performance of AI-based language analysis in distinguishing diagnostic groups
時間枠: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.)

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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協力者

捜査官

  • 主任研究者:Petronilla Battista, PhD、Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS Bari
  • スタディチェア:Gaia Santi, PhD、Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS Lumezzane
  • スタディディレクター:Simona Aresta, PhD、Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS Bari

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2025年10月20日

一次修了 (推定)

2028年1月31日

研究の完了 (推定)

2028年10月31日

試験登録日

最初に提出

2026年10月26日

QC基準を満たした最初の提出物

2026年10月29日

最初の投稿 (実際)

2026年10月30日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2026年11月3日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2026年11月2日

最終確認日

2026年10月1日

詳しくは

本研究に関する用語

その他の研究ID番号

  • Prot.2541/CEL

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

IPD プランの説明

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.

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。