Speech-based digital biomarkers for early etiological stratification of Alzheimer’s disease and frontotemporal degeneration: a biomarker-confirmed prospective study - 11/04/26

Doi : 10.1016/j.tjpad.2026.100573 
Eloïse Da Cunha 1, 2, 3, 4, , Valeria Manera 1, 2, Frédéric Chorin 4, Justine Lemaire 4, Alexandra Plonka 1, 2, 4, Aurélie Mouton 2, 4, Raphaël Zory 5, 6, Auriane Gros 1, 2, 4
1 Université Côte d’Azur, Speech and Language Pathology department of Nice, Faculty of Medicine, Nice, France 
2 Université Côte d’Azur, COBTEK Laboratory (Cognition Behaviour Technology Laboratory), Nice, France 
3 Université Côte d’Azur, Interdisciplinary Institute of Artificial Intelligence Côte d’Azur (3IA Côte d’Azur), Sophia Antipolis, France 
4 Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Clinique Gériatrique du Cerveau et du Mouvement, Nice, France 
5 Université Côte d’Azur, LAMHESS (Laboratoire Motricité Humaine Expertise Sport Santé), Nice, France 
6 Institut Universitaire de France (IUF), Paris, France 

Corresponding author. Eloïse Da Cunha, laboratoire CoBTeK, 10 rue molière 06000 Nice, France. laboratoire CoBTeK 10 rue molière Nice 06000 France

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Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Saturday 11 April 2026
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

Background

Early differentiation between Alzheimer's disease (AD) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD) is a prerequisite for secondary prevention and targeted trial enrollment, yet remains challenging at disease onset. We investigated whether automated speech analysis could serve as a digital biomarker for early etiological stratification across clinically heterogeneous presentations.

Methods

In this prospective biomarker-confirmed prognostic study, 172 participants (108 patients with biomarker-confirmed AD or FTLD and 64 controls) completed a standardized speech protocol at initial clinical assessment. Acoustic, temporal, and phonatory features were automatically extracted. Machine learning models and a stacking ensemble were trained using stratified, repeated 5-fold cross-validation to discriminate between AD and FTLD pathology, with exploratory analysis extending to atypical and rare phenotypes crossed with physiopathology, including primary progressive aphasia (PPA) variants.

Results

Speech-based models achieved high sensitivity and specificity in distinguishing independently physiopathology (mean area under the curve (AUC) = 0.986) and crossed phenotype and physiopathological diagnostic association (mean AUC=0.966).The ensemble identified 82% of cases with clinicopathological discordance. Interpretability analyses revealed distinct speech signatures: AD was associated with global speech slowing and phonatory instability, while FTLD was characterized by reduced verbal output and acoustic hypo-expressivity.

Conclusions

Automated speech analysis provides a promising non-invasive digital biomarker for the early etiological stratification of AD and FTLD, including atypical phenotypes, with high accuracy in a monocentric biomarker-confirmed cohort. These findings support the feasibility of speech-based etiological stratification and its potential to complement existing biomarker frameworks, particularly in cases of clinicopathological discordance. External validation is required before clinical deployment can be considered.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Alzheimer’s disease, frontotemporal lobar degeneration, primary progressive aphasia, digital biomarkers, speech analysis, machine learning, early detection, prevention


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