Anxiety onset in adolescents: a machine-learning prediction
Alice Chavanne
(1, 2)
,
Marie Laure Paillère Martinot
(1, 2)
,
Jani Penttilä
,
Yvonne Grimmer
,
Patricia Conrod
,
Argyris Stringaris
,
Betteke van Noort
,
Corinna Isensee
,
Andreas Becker
,
Tobias Banaschewski
,
Arun Bokde
,
Sylvane Desrivières
,
Herta Flor
,
Antoine Grigis
(3)
,
Hugh Garavan
,
Penny Gowland
,
Andreas Heinz
,
Rüdiger Brühl
,
Frauke Nees
,
Dimitri Papadopoulos Orfanos
(3)
,
Tomáš Paus
,
Luise Poustka
,
Sarah Hohmann
,
Sabina Millenet
,
Juliane Fröhner
,
Michael Smolka
,
Henrik Walter
,
Robert Whelan
,
Gunter Schumann
,
Jean-Luc Martinot
(1, 2)
,
Eric Artiges
(1, 2)
,
Semiha Aydin
,
Christine Bach
,
Alexis Barbot
,
Gareth Barker
,
Nadège Bordas
,
Zuleima Bricaud
,
Uli Bromberg
,
Ruediger Bruehl
,
Christian Büchel
,
Anna Cattrell
,
Tahmine Fadai
,
Irina Filippi
,
Vincent Frouin
,
André Galinowski
,
Jürgen Gallinat
,
Fanny Gollier Briand
,
Chantal Gourlan
(1, 2)
,
Stella Guldner
,
Bernd Ittermann
,
Tianye Jia
,
Hervé Lemaitre
,
Jessica Massicotte
,
Ruben Miranda
,
Kathrin Müller
,
Charlotte Nymberg
,
Zdenka Pausova
,
Jean-Baptiste Poline
,
Jan Reuter
,
John Rogers
,
Barbara Ruggeri
,
Anna Sarvasmaa
,
Christine Schmäl
,
Maren Struve
,
Wolfgang Sommer
,
Hélène Vulser
Marie Laure Paillère Martinot
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302947
- ORCID : 0000-0002-0452-2450
Jani Penttilä
- Fonction : Auteur
Yvonne Grimmer
- Fonction : Auteur
Patricia Conrod
- Fonction : Auteur
Argyris Stringaris
- Fonction : Auteur
Betteke van Noort
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1355463
- ORCID : 0000-0002-9768-3383
Corinna Isensee
- Fonction : Auteur
Andreas Becker
- Fonction : Auteur
Tobias Banaschewski
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763392
- ORCID : 0000-0003-4595-1144
Arun Bokde
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354960
- ORCID : 0000-0003-0114-4914
Sylvane Desrivières
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354961
- ORCID : 0000-0002-9120-7060
Herta Flor
- Fonction : Auteur
Hugh Garavan
- Fonction : Auteur
Penny Gowland
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302945
- ORCID : 0000-0002-4900-4817
Andreas Heinz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302946
- ORCID : 0000-0001-5405-9065
Rüdiger Brühl
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354774
- ORCID : 0000-0003-0111-5996
Frauke Nees
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302951
- ORCID : 0000-0002-7796-8234
Dimitri Papadopoulos Orfanos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 5383
- IdHAL : dimitri-papadopoulos-orfanos
- ORCID : 0000-0002-1242-8990
Tomáš Paus
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192061
- ORCID : 0000-0003-1495-9338
Luise Poustka
- Fonction : Auteur
Sarah Hohmann
- Fonction : Auteur
Sabina Millenet
- Fonction : Auteur
Juliane Fröhner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354924
- ORCID : 0000-0002-8493-6396
Michael Smolka
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302950
- ORCID : 0000-0001-5398-5569
Henrik Walter
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354965
- ORCID : 0000-0002-9403-6121
Robert Whelan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1355355
- ORCID : 0000-0002-2790-7281
Gunter Schumann
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354966
- ORCID : 0000-0002-7740-6469
Jean-Luc Martinot
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1354962
- ORCID : 0000-0002-0136-0388
Eric Artiges
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1302948
- ORCID : 0000-0003-4461-7646
Semiha Aydin
- Fonction : Auteur
Christine Bach
- Fonction : Auteur
Alexis Barbot
- Fonction : Auteur
Gareth Barker
- Fonction : Auteur
Nadège Bordas
- Fonction : Auteur
Zuleima Bricaud
- Fonction : Auteur
Uli Bromberg
- Fonction : Auteur
Ruediger Bruehl
- Fonction : Auteur
Christian Büchel
- Fonction : Auteur
Anna Cattrell
- Fonction : Auteur
Tahmine Fadai
- Fonction : Auteur
Irina Filippi
- Fonction : Auteur
Vincent Frouin
- Fonction : Auteur
André Galinowski
- Fonction : Auteur
Jürgen Gallinat
- Fonction : Auteur
Fanny Gollier Briand
- Fonction : Auteur
Stella Guldner
- Fonction : Auteur
Bernd Ittermann
- Fonction : Auteur
Tianye Jia
- Fonction : Auteur
Hervé Lemaitre
- Fonction : Auteur
Jessica Massicotte
- Fonction : Auteur
Ruben Miranda
- Fonction : Auteur
Kathrin Müller
- Fonction : Auteur
Charlotte Nymberg
- Fonction : Auteur
Zdenka Pausova
- Fonction : Auteur
Jean-Baptiste Poline
- Fonction : Auteur
Jan Reuter
- Fonction : Auteur
John Rogers
- Fonction : Auteur
Barbara Ruggeri
- Fonction : Auteur
Anna Sarvasmaa
- Fonction : Auteur
Christine Schmäl
- Fonction : Auteur
Maren Struve
- Fonction : Auteur
Wolfgang Sommer
- Fonction : Auteur
Hélène Vulser
- Fonction : Auteur
Résumé
Abstract Recent longitudinal studies in youth have reported MRI correlates of prospective anxiety symptoms during adolescence, a vulnerable period for the onset of anxiety disorders. However, their predictive value has not been established. Individual prediction through machine-learning algorithms might help bridge the gap to clinical relevance. A voting classifier with Random Forest, Support Vector Machine and Logistic Regression algorithms was used to evaluate the predictive pertinence of gray matter volumes of interest and psychometric scores in the detection of prospective clinical anxiety. Participants with clinical anxiety at age 18–23 ( N = 156) were investigated at age 14 along with healthy controls ( N = 424). Shapley values were extracted for in-depth interpretation of feature importance. Prospective prediction of pooled anxiety disorders relied mostly on psychometric features and achieved moderate performance (area under the receiver operating curve = 0.68), while generalized anxiety disorder (GAD) prediction achieved similar performance. MRI regional volumes did not improve the prediction performance of prospective pooled anxiety disorders with respect to psychometric features alone, but they improved the prediction performance of GAD, with the caudate and pallidum volumes being among the most contributing features. To conclude, in non-anxious 14 year old adolescents, future clinical anxiety onset 4–8 years later could be individually predicted. Psychometric features such as neuroticism, hopelessness and emotional symptoms were the main contributors to pooled anxiety disorders prediction. Neuroanatomical data, such as caudate and pallidum volume, proved valuable for GAD and should be included in prospective clinical anxiety prediction in adolescents.