I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   3382 ~ 3 3 9 5   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 3 3 8 2 - 3 3 9 5           3382       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Enha ncing  Alzhei mer’s  disea se  dia g no sis  t hro ug h metaheuris ti feature  select io n   a nd ad v a nced clas sifica tion te chni ques       Ara Al - T a wil 1 ,   Wo ro o d Al - M uh t a s e b 2 ,   L a ia li Alm a za y deh 3 ,   H a na a   F a t hi 4   1 F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   A p p l i e d   S c i e n c e   P r i v a t e   U n i v e r si t y ,   A mm a n ,   J o r d a n   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g i e s a n d   S y st e ms,  U n i v e r s i d a d   d e   C a s t i l l a - L a   M a n c h a ,   C i u d a d   R e a l ,   S p a i n   3 C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   A b u   D h a b i   U n i v e r si t y ,   A b u   D h a b i ,   U n i t e d   A r a b   Emi r a t e s   4 C o l l e g e   o f   I n f o r ma t i o n   Te c h n o l o g y ,   A mm a n   A r a b   U n i v e r si t y ,   A mm a n ,   Jo r d a n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 2 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   2 4 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 5       d iv e rse   a rra y   o d iag n o stic  a n d   d e tec ti o n   m e th o d s h a b e e n   d e v e l o p e d   a a   re su lt   o th e   a d v e n o f   Alz h e ime r’s  d ise a se   (AD a a   sig n ifi c a n g l o b a l   h e a lt h   issu e .   Th is  st u d y   e m p lo y b io - i n sp ire d   a lg o ri th m s,  su c h   a t h e   p a rro t   o p ti m iza ti o n   a l g o ri th m   ( P OA ),   g r e y   wo lf   o p ti m ize (G WO),   a n d   d i ffe re n ti a e v o lu ti o n   (DE),   t o   id e n ti fy   th e   m o st effe c ti v e   fe a tu re   se lec ti o n   tec h n i q u e s fo r   AD   d iag n o sis.  T h e   p re d ictiv e   a c c u ra c y   o f   th e se   a lg o rit h m wa imp ro v e d   b y   th e   s imp le   k e y w o rd s:   Alz h e i m e r’s  d ise a se   o p ti m iza ti o n   c l a s sifica ti o n   m a c h in e   lea rn in g   m e tah e u risti c   m e n tatio n   o f   th e   Alz h e ime r’s  d ise a se   Da tas e t.   Th is wa s a c h iev e d   b y   i n t e g ra ti n g   a   p e rs o n a li z e d   fit n e ss   fu n c ti o n   a n d   o p ti m izi n g   p a ra m e ter  se tt in g wi th   d e c isio n   tree   c las sifiers .   To   e v a lu a te  th e   a lg o rit h m s’  e ffe c ti v e n e ss   in   m a c h in e   lea rn in g   m o d e ls  with   p o p u l a ti o n   siz e s   o 3 0   a n d   6 0 ,   p re c isi o n ,   re c a ll ,   a c c u ra c y ,   a n d   F 1 - sc o re   we re   e v a lu a ted   a 5 ,   1 5 ,   a n d   3 0   it e ra ti o n s.  Th e   g r a d ien b o o stin g   a n d   XG Bo o st   c las sifiers   c o n siste n tl y   o b tain e d   t h e   h ig h e st  re su lt s,  wh il e   DE,   G WO ,   a n d   p a rr o t   o p ti m iza ti o n   (P O)   a c h ie v e d   m a x i m a l   a c c u ra c y   ra tes   o f   0 . 9 4 ,   0 . 9 3 ,   a n d   0 . 9 4 ,   re sp e c ti v e ly .   T h e se   fin d i n g u n d e rsc o re   t h e   e ffica c y   o i n teg ra ti n g   m e tah e u risti c   a lg o r it h m wit h   r o b u st   c las sifiers   to   e n h a n c e   t h e   p re d ict iv e   a c c u ra c y   o AD   d iag n o sis.  F u rth e rm o re ,   t h e y   il l u stra te  th a a rti ficia l   in telli g e n c e   (AI)  a lg o rit h m t h a t   a re   o p e ra ted   b y   b i o lo g ica p ro c e ss e c a n   a c c u ra tely   fo re c a st  AD ,   with   th e   su c c e ss   ra tes   a n d   sta b il it y   o th e   p ro p o se d   m e th o d s se rv i n g   a s m e tri c s fo e v a lu a ti n g   th e ir  e ffica c y .   K ey w o r d s :   Alzh eim er s   d is ea s   C las s if icatio n     Ma ch in lear n in g   Me tah eu r is tic   Op tim izatio n     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ar ar   Al - T awil   Facu lty   o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   A p p lied   Scien ce   Priv at Un iv er s ity   Am m an   Am m an ,   J o r d a n   E m ail: a r _ altawil@ asu . ed u . jo       1.   I NT RO D UCT I O N   T o   ac ce ler ate  th e   id en tific at io n   o f   b io m ar k er s   d u r in g   t h in itial  p h ases   an d   p r o g r ess io n   o f   Alzh eim er s   d is ea s e,   th Alzh eim er s   d is ea s n eu r o im a g in g   in itiativ ( ADNI )   was  estab lis h ed   b y   th Natio n al  I n s titu te  o n   Ag in g .   T h s u cc ess f u au to m atio n   an d   o p tim izatio n   o f   d esig n   p r o ce s s es   th at  u tili ze d   d ata  f r o m   ce r e b r o s p in al  f lu i d   ( C SF ) ,   p o s itro n   em is s io n   to m o g r ap h y   ( PET ) ,   a n d   m ag n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( f MRI)   wer e   th p r im ar y   f o cu s   o f   r esear ch er s   [ 1 ] [ 3 ] .   I n itially ,   th is   p r o ject  d ev elo p s   m ac h in e - lear n in g   m o d els  th at  in co r p o r ate  th m o s cr itical  attr ib u tes  o f   th s ty le  s elec tio n   to   id en tify   an   o p tim al  s o lu tio n   to   th e   cr itical  b in ar y   class if icatio n   o f   VC I   to   co n tr o s u b jects   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h r esear ch   co n clu d es  b y   id en tify in g   th e   co m p o n en ts   ass ess ed   f o r   s tatis tical  in ter - g r o u p   v ar iatio n s   in   all  m o d els.  As  r e s u lt,  we  an aly ze d   class if icatio n   s u cc es s ,   wh ich   i s   th d eg r ee   to   wh ich   th ese  c o m p o n en ts   ac cu r ately   r ep r esen th s ev er ity   o f   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   A lz h eime r s   d is ea s d ia g n o s is   th r o u g h   meta h eu r is tic  fea tu r e     ( A r a r   A l - Ta w i l )   3383   m en tal  illn ess   in   life - th r ea ten in g   m an n er   an d   th d eg r ee   t o   wh ich   th ey   f ac ilit ate  th u n d er s tan d in g   o f   th p r o g r ess io n   o f   Alzh eim er s   d i s ea s e.   Ou r   p r o p o s ed   m eth o d   was  s h o wn   to   b r o b u s ac r o s s   r an g o f   s tu d y   p ar am eter s   b y   u tili zin g   v ar i ety   o f   m ac h in e   lear n i n g   m o d e ls   th at  in clu d ed   eig en v ec to r s   o f   f ea tu r s elec tio n   p r o ce d u r es,  as  well  as   b y   s ele ctin g   o v er   1 5 0   ADNI   VC I   an d   co n tr o llin g   m o d er ate  to   m e d iu m   VC I ,   g en d er - m atch ed   p ee r s   f r o m   t h ADNI   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h p o ten tial  o f   m ac h in e   lear n in g   in   r ev o lu tio n izin g   d is ea s id en tific atio n   is   b ea c o n   o f   h o p e   f o r   th f u tu r o f   m e d ical  r esear ch .   T h is   ap p licatio n   o f   au to m ated   alg o r ith m s ,   b ased   o n   h is to r ical  d ata,   is   p ar ticu lar ly   p r o m is in g   in   th e   ac cu r ate   id en tific atio n   o f   m alad ies.  T h s tr id es  i n   m ac h in lear n in g   c o u ld   s ig n if ican tly   b en ef it  Alzh eim e r s   Dis ea s e,   co n d itio n   th at  p o s es  s ig n if ican ch allen g f o r   clin ician s   d u to   its   v ar ied   ch ar ac ter is tics   an d   t h p r o g r ess io n   o f   th ese  ch ar ac ter is tics   in   its   in it ial  s tag e.   Featu r s elec tio n   is   a   cr itical  co m p o n en o f   d ata  a n aly s is   a n d   m ac h in e   lear n in g ,   as   it  en h an ce s   th e   in ter p r etab ilit y   an d   ef f icac y   o f   p r e d ictiv m o d els.  B y   s elec tin g   th m o s r ele v an f ea t u r es  f r o m   d ataset,   f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es  ar in ten d ed   to   im p r o v th ac cu r ac y   o f   m o d els,  p r ev e n o v er f itti n g ,   an d   r e d u ce   co m p u tatio n al   co m p lex ity   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h ese   tech n iq u es  ca n   b b r o a d ly   class if ied   in to   th r e ca teg o r ies:   f ilter   m eth o d s ,   wr ap p er   m eth o d s ,   an d   em b e d d ed   m eth o d s   [ 1 0 ] .   Fil ter   m eth o d s   o p e r ate  in d ep en d en tly   o f   th e   lear n in g   al g o r ith m ,   wh ile  s tatis tical  m ea s u r es  ar im p lem e n ted   to   e v alu ate  th e   r elev a n c o f   f ea tu r es.  T h m o s f r eq u en tly   em p lo y ed   f ilter in g   tech n iq u es  ar ch i - s q u ar test s ,   co r r elatio n   co ef f i cien ts ,   an d   m u tu al   in f o r m atio n .   T h ese  m eth o d s   a r co m p u tatio n ally   ef f icien t a n d   p r o v id r ap id   m eth o d   f o r   r em o v in g   ir r elev an t   o r   r ed u n d an f ea tu r es  b ef o r m o d el  tr ain in g   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   C o n v er s ely ,   wr ap p er   m eth o d s   ev alu ate  f ea tu r s u b s ets  b y   th ef f icac y   o f   s p ec if i lear n in g   alg o r ith m .   R ec u r s iv f ea tu r elim in atio n   ( R FE)   an d   f o r war d   o r   b ac k war d   s elec tio n   m eth o d s   ar in clu d ed   i n   th is   ca teg o r y .   E v en   th o u g h   wr a p p er   m eth o d s   ar o f ten   m o r p r ec is th an   f ilter   m eth o d s ,   th ey   ar co m p u tatio n ally   in ten s iv b ec au s th ey   r eq u ir m u ltip le  m o d el  tr ain in g   an d   ev alu atio n   p h ases   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   I n   ad d itio n   to   co n v en tio n al   f ea tu r s elec tio n   m eth o d s ,   m etah eu r is tic  alg o r ith m s   h av g ain ed   p o p u lar ity   d u to   th eir   a b ilit y   to   ef f icien tly   in v esti g ate  th f ea tu r s p ac an d   id en tif y   o p ti m al  f ea tu r s u b s ets  [ 1 5 ] .   Me tah eu r is tic  alg o r ith m s   ar h ig h - lev el  p r o b lem - i n d e p en d en tec h n iq u es  th at  em p l o y   m ec h a n is m s   to   in v esti g ate  th g lo b al   s ea r ch   s p ac a n d   cir cu m v en l o ca o p tim a.   Am o n g   th e   m o s f r eq u en tly   em p lo y ed   m etah eu r is tic  alg o r ith m s   in   f ea tu r s elec tio n   ar g en etic  alg o r ith m s   ( GA) ,   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] an co lo n y   o p tim iz atio n   ( AC O) ,   an d   d if f er en tial e v o lu tio n   ( DE )   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   A p p ly in g   m etah e u r is tic   alg o r ith m s   in   co n ju n ctio n   with   f ea tu r s elec tio n   tech n iq u es  p r o v id es  p o wer f u ap p r o ac h   to   m an ag in g   h ig h - d im en s io n al  d ata  an d   in tr icate   f ea tu r s p ac es  [ 2 0 ] .   T h f lex i b ilit y   an d   r o b u s tn ess   o f   th ese  alg o r ith m s   en ab le  wid r an g o f   ap p licatio n s   in   v ar io u s   d o m ain s ,   in clu d in g   m ed ical  d iag n o s is ,   im ag p r o ce s s in g ,   an d   b io in f o r m atics  [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   B y   lev er ag i n g   t h b en ef its   o f   b o th   tr a d itio n al  an d   m etah eu r i s tic  m eth o d o lo g ies,   r esear ch er s   an d   p r ac titi o n er s   c an   d ev elo p   p r e d ictiv m o d els th at  ar m o r p r ec is an d   ef f ici en t.   T h p r im ar y   co n tr ib u tio n s   o f   th is   r esear ch   ar as  f o llo ws:   i)   Op tim al  f ea tu r s elec tio n   was   ac h iev ed   b y   ap p ly in g   f o u r   b io - in s p ir e d   alg o r ith m s   d if f er e n tial  ev o lu tio n   ( DE ) ,   g r e y   wo lf   o p tim izer   ( GW O) ,   an d   p ar r o t   o p tim izatio n   al g o r ith m   ( POA)   to   th Alzh eim e r s   d is ea s d ataset .   ii)  f itn ess   f u n ctio n   d esig n ed   ex p licitly   f o r   d ec is io n   tr ee   class if ier   is   em p lo y ed   to   r ed u ce   th n u m b er   o f   f ea t u r es.   iii)  W h av in teg r ated   v ar io u s   class if icatio n   alg o r ith m s   ( Dec is io n   et  a l. )   with   s p ec if ic  f ea tu r es.   iv )   W in v esti g ated   p a r am eter s ,   in clu d i n g   p o p u latio n   s ize  an d   iter atio n s ,   to   id en tify   th m o s ef f e ctiv co n f ig u r atio n s .   An d   v )   W m eticu lo u s ly   ev alu ated   th p er f o r m a n ce   o f   DE ,   GW O,   an d   POA  u s in g   th F1 - s co r e,   p r ec is io n ,   r e ca ll,  an d   ac cu r ac y ,   en s u r in g   r o b u s t a n aly s is .       2.   RE L AT E WO RK S   Ma r tin ez - Mu r cia  et  a l.   [ 2 3 ]   e m p lo y   d ee p   co n v o lu tio n al  au t o en co d e r s   to   an aly ze   Alzh eim er s   d is ea s e   d ata.   T h eir   m et h o d   en tails   th d ec o m p o s itio n   o f   m ag n etic  r eso n an ce   im ag i n g   ( MRI)   im ag es   an d   r etr ie v in g   MRI  f ea tu r es  co r r elate d   with   co g n itiv e   s y m p to m s ,   th er eb y   f ac ilit atin g   th e   co m p r eh en s io n   o f   n eu r o d eg en e r ativ p r o ce s s es.  T h im p ac t o f   th b r ai n   o n   ea c h   au to e n co d er   m an if o ld   c o o r d in ate  is   d eter m in ed   th r o u g h   r e g r ess io n   an d   class if icatio n   an aly s es,  wh ich   in v o lv th ex a m in atio n   o f   t h e x tr ac ted   f ea tu r es  in   v ar io u s   co m b in atio n s .   T h a cc u r ac y   o f   Alzh eim er s   d is e ase  ( AD)   d iag n o s is   is   g r ea ter   th an   8 0 wh en   im ag in g - d e r iv ed   m ar k er s   ar e   u s ed   in   co n j u n ctio n   with   MM SE  o r   ADAS1 1   s co r es.   T h class if icatio n   o f   AD  h as  b ee n   s u b s tan tially   en h an ce d   b y   ap p ly in g   m ac h in lear n in g   ( ML )   an d   d ata  m in in g .   T h class if icatio n   o f   Alzh eim er s   d is ea s s t ag es  u s in g   d atasets   s u ch   as  th ADNI   an d   th T ADPOL E   ch allen g h as  b e en   th e   s u b ject  o f   n u m e r o u s   s tu d ies  th at  h av e   em p lo y ed   alg o r ith m s   s u ch   as   K - n ea r est  n eig h b o r s   ( K - NN) ,   d ec is io n   tr ee s ,   n aiv e   B ay es,  g en e r alize d   lin ea r   m o d els  ( GL M) ,   an d   d ee p   lear n in g .   T h ese  m et h o d s   h av e   d em o n s tr ated   p r o m is in g   r esu lts ,   with   GL attain in g   an   8 8 . 2 4 ac c u r ac y   in   class if y in g   AD  s tag es.  Nev er th eless ,   th ch allen g es  o f   d at s p ar s ity   an d   co m p r eh en s iv f ea tu r s elec tio n   p er s is t.  I is   im p er ativ to   im p r o v t h r ep r esen tatio n   o f   u n d e r r ep r esen te d   class es  a n d   en h a n ce   f ea tu r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 8 2 - 3 3 9 5   3384   s elec tio n   to   im p r o v th ac c u r ac y   an d   e f f ec tiv en ess   o f   AD  class if icatio n .   Key   ch ar ac ter is tics   in clu d th clin ical  d em en tia  r atin g   s u m   o f   b o x es  ( C DR SB )   co g n itiv test ,   p atien t a g e,   an d   o v e r all  b r a in   v o lu m e   [ 2 4 ] .   T h s tu d y   ea r ly - s tag e   Alzh eim er s   d is ea s p r e d ictio n   u s in g   m ac h in lea r n in g   m o d els   was  co n d u cte d   b y   Kav ith et  al.   [ 2 5 ] .   T h s tu d y   u tili ze d   d atasets   f r o m   th o p en   ac ce s s   s er ies   o f   im ag in g   s tu d ies  ( OASI S)  an d   Kag g le  to   p r ed ict  ea r ly   AD.   Usi n g   p r ec is io n ,   r ec all,   ac cu r ac y ,   an d   F1 - s co r m etr ics,  th ey   ass es s ed   th p er f o r m an ce   o f   d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   r an d o m   f o r est   ( R F) ,   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM) ,   g r ad ien t   b o o s tin g ,   an d   v o tin g   class if ier s .   T h p o ten tial  o f   ML   tech n iq u es  f o r   ea r ly   AD  d iag n o s is   was  d em o n s tr ated   b y   th m ax im u m   v alid atio n   ac c u r ac ies  o f   8 6 . 9 2 a n d   8 5 . 9 2 a ttain ed   b y   th RF   an d   ex tr e m e   g r ad ie n b o o s tin g   ( XGBo o s t )   m o d els,  r esp ec tiv ely .   T h m o r tality   r ates  o f   Al zh eim er s   d is ea s ar r ed u ce d   as  r esu lt  o f   th e   m o r ef f ec tiv tr ea tm e n th at   is   f ac ilit ated   b y   ea r ly   d etec tio n .   T h e   s tu d y   em p h asizes  th im p o r tan ce   o f   m ac h in lear n in g   ( ML )   in   p r o v id in g   clin ician s   with   th n ec ess ar y   to o ls   to   en h an ce   p at ien o u tco m es  an d   im p lem en tim ely   in ter v en tio n s .   Fu tu r r esear ch   will  co n ce n tr ate  o n   r ef in i n g   f ea tu r s ele ctio n   an d   ex p l o r in g   n ew  f ea tu r es to   im p r o v e   d iag n o s tic  ac cu r ac y .   Salv ato r et  a l.   [ 2 6 ]   em p lo y e d   m ac h in e   lear n in g   tech n iq u e s   to   an aly ze   MRI  d ata  f r o m   th ADNI   in   o r d er   to   id en tif y   ea r ly   b io m ar k er s   f o r   AD.   T h s u b jects  we r ca teg o r ized   as  co g n itiv ely   n o r m al  ( C N) ,   AD,   m ild   co g n itiv im p air m en c o n v er ter s   ( MCIc ) ,   an d   n o n - c o n v er ter s   ( MCIn c)   u s in g   p r i n cip al  co m p o n en t   an aly s is   ( PC A)   f o r   f ea tu r e x tr ac tio n   an d   s u p p o r v e cto r   m ac h in es  ( SVM)   f o r   class if icatio n .   W f o u n d   s ig n if ican MRI  b io m ar k er s   i n   th f o llo win g   a r ea s T h h i p p o ca m p u s ,   b asal  g a n g lia,   en to r h in al  co r tex ,   a n d   ce r eb ellu m   wer e   all  id en tifie d   as  s ites   o f   s u b s tan tial  MRI  b io m ar k er s .   7 6 f o r   AD  v s .   C N,   7 2 f o r   MCIc   v s .   C N,   an d   6 6 f o r   MCIc   v s .   MCIn wer th clas s if icatio n   ac cu r ac ies.  T h p o ten tial  o f   ML   to   im p r o v th ea r ly   d iag n o s is   an d   m an ag em en o f   Alzh eim er s   d is ea s is   u n d er s co r e d   b y   t h ese  f in d in g s ,   wh ich   will  en ab le  th d ev elo p m en t o f   m o r ef f ec tiv tr ea tm en ts   an d   r e d u ce   th e   d u r atio n   a n d   c o s t o f   clin ical  tr ials .   I n   th d etec tio n   an d   class if icatio n   o f   AD,   Kis h o r e   et  a l.   [ 2 7 ]   ex a m in ed   t h ef f icac y   o f   d iv er s e   ar r ay   o f   m ac h in e   lear n in g   alg o r ith m s ,   in clu d in g   lo g is tic  r e g r ess io n ,   DT RF ,   n aiv B ay e s   ( NB ) ,   an d   SVM.   C r o s s - v alid atio n ,   f ea tu r e   s elec tio n ,   an d   d ata  p r ep r o ce s s in g   wer im p lem en te d   u s in g   clin ical  d ata  an d   MRI   s ca n s   to   s u r m o u n th co n s tr ai n ts   o f   co n v en tio n al  m eth o d s .   T h SVM  with   lin ea r   k er n el  ( C =2 )   ac h iev es  th h ig h est  ac cu r ac y   o f   9 5 %,  f o llo wed   b y   n aiv B ay es  an d   lo g is tic  r eg r ess io n   with   9 3 %.  T h ese  r esu lts   u n d er s co r e   th e   s ig n if ican p o t en tial  o f   t h ese  alg o r ith m s   to   i m p r o v e   th e   ea r ly   d etec tio n   o f   Alzh eim er s   d is ea s an d   to   p r o v i d th r e q u is ite  in ter v en tio n s .   Siv ak an an d   An s ar [ 2 8 ]   u tili ze d   th OASI lo n g itu d in al  MRI  d ataset  to   ex am in t h e f f ec tiv en ess   o f   m ac h in lear n in g   alg o r ith m s   in   th ea r ly   id en tific atio n   an d   class if icatio n   o f   Alzh ei m er s   d is ea s e .   T h eir   r esear ch   u n d e r s co r ed   th s ig n if ican ce   o f   f ea tu r ex tr ac ti o n   an d   s elec tio n   in   en h a n ci n g   th ac cu r ac y   o f   Alzh eim er s   d is ea s p r ed ictio n s .   T h ex p ec tatio n - m a x im izatio n   ( E M)   tech n iq u e   was  u tili ze d   f o r   clu s ter in g ,   b est - f ir s s ea r ch   was   p er f o r m ed   f o r   f ea tu r s elec tio n ,   an d   th d ataset  was   p r ep r o ce s s ed   to   ad d r ess   m is s in g   v alu es.  T o   d o   class if icatio n ,   l in ea r   r e g r ess io n   an d   Gau s s ian   p r o ce s s   m o d els  wer e   em p l o y ed .   T h e   Gau s s ian   p r o ce s s   ap p r o ac h   e x h ib ited   h ig h   ef f icien cy   a n d   ac c u r ac y   in   Alzh eim e r s   d is ea s class if icatio n ,   with   r ec eiv er   o p er atin g   c h ar ac ter is tic  ( R OC )   ac cu r ac y   o f   9 4 . 6 5 %.  T h r esear ch   f in d s   t h at  t h ef f e ctiv en ess   o f   m ac h in lear n in g   m o d els  in   id en tify in g   Alzh eim er s   d is ea s is   s ig n if ican tly   im p r o v ed   with   th ap p licatio n   o f   ef f icien t f ea tu r e x tr ac tio n   a n d   s elec tio n   tech n iq u es       3.   B ACK G RO UND   3 . 1 .       O v er v iew   of   m e t a heuris t ic   o p t i mi z a t i o n   Me tah eu r is tic  o p tim izatio n   is   o n e   o f   th e   n u m er o u s   m eth o d s   f o r   r eso lv in g   in t r icate   o p tim izatio n   p r o b lem s .   I is   d iv i d ed   in to   th r ee   ca te g o r ies:   ev o lu tio n a r y   co m p u tatio n ,   n at u r e - in s p ir ed   alg o r ith m s ,   an d   s war m   in tellig en ce   [ 2 9 ] .   E v en   wh en   u n s ch ed u led   p h e n o m en o cc u r   d u r i n g   th s ea r ch ,   m etah eu r is tic  alg o r ith m s   ca n   s ea r ch   f o r   d is p er s ed   s o lu tio n   s p ac es  an d   f o cu s   lo g ic  to   ac h iev g lo b al  m in im u m   s o lu tio n   [ 3 0 ] .     3 . 1 . 1 .   D i f f e r e n t i a l   e v o lu t i o n   Dif f er en tial  ev o lu tio n   is   p o p u latio n - b ased   m etah e u r is tic  p r o ce s s   th at  in itializes   its   p o p u latio n   in   th s ea r ch   s p ac an d   u p d ate s   th is   p o p u latio n   with   th b est  o f f s p r in g   f r o m   th c o m p etitio n   b etwe en   a   p o p u latio n   m em b er   a n d   s y n th esized   m u tan v ec to r   g en e r a tio n   af ter   g en e r atio n   ( o r   iter at io n   af ter   iter atio n )   b ased   o n   t h th r ee   p r in ci p l es  d escr ib ed   h er e   [ 3 1 ] .   co n tin u o u s   r in g - s witch in g   d i f f er en tial  ev o lu tio n   alg o r ith m   ( DE   jDE )   th at  is   co llectiv ely   d eter m in e d   b y   th e   a lter n ativ d is p u te   r eso lu tio n   m ain   clau s ( ADM )   o r   o p tim izin g   co n tr o a n d   in t ellig en ce   ( OC I )   in   o r d er   to   s y n th esize  m u tan v ec to r   c o n t r o ls   th p o p u latio n   s tr ateg y .   DE NN  en s em b les  h a v d ev elo p ed   v ar iety   o f   e v o lu tio n ar y   s tr ateg ies  to   ac h ie v e   th is .   T h e   s tr ateg y   f o r   e v o lv in g   t h n ew  p a r am et er s   f o r   th e   f o r th co m in g   d en o t atio n   o f   DE   m ay   b e   d eter m i n ed   b y   th e   d y n am ics  o f   th o s r in g s   [ 3 2 ] ,   [ 3 3 ] .   T h r in g s   o f   DE NN  th at  will b em p lo y ed   a r th en   d eter m in e d   b y   m eta - an aly s is .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   A lz h eime r s   d is ea s d ia g n o s is   th r o u g h   meta h eu r is tic  fea tu r e     ( A r a r   A l - Ta w i l )   3385   T h e   f u n d a m en tal   co n ce p ts   th at   DE   d ea ls   with   i n c l u d e :   a.   Po p u latio n - B ased   Sear ch D E   o p er ates  o n   p o p u latio n   o f   p o ten tial  s o lu tio n s .   E ac h   m em b er   o f   th e   p o p u latio n   h as th p o ten tial to   s o lv th o p tim izatio n   p r o b le m .   b.   Selectio n T h o b jectiv f u n c tio n   s er v es  as  g u id in g   lig h t   in   DE .   I ass ess es  th tr ial  v ec to r   an d   if   th ex p er im en tal  v ec to r   p r o d u ce s   s u p er i o r   o b jectiv f u n ctio n   v alu e   it  r ep lace s   th e   tar g e v ec to r   i n   th e   p o p u latio n   f o r   th n e x t g en e r a tio n .   c.   C r o s s o v er DE   v alu es  d iv er s it y   an d   th is   is   ev id en in   it s   cr o s s o v er   o p er atio n .   T h is   o p er ati o n   in v o lv es  th co m b in atio n   o f   elem e n ts   f r o m   th m u tan v ec to r   an d   th tar g et  v ec to r   to   g en er ate  a n   ex p e r i m en tal  v ec to r .   d.   Mu tatio n Mu tatio n   is   th f u n d am en tal  m e ch an is m   o f   DE   in   wh ich   n ew  ca n d id ate   s o lu tio n s   ( m u ta n v ec to r s )   ar g en er ated   b y   c o m b in in g   e x is tin g   s o lu tio n s .     3 . 1 . 2 .   G r e y   w o l f   o p t i mi z e r   To   r eso lv e   g lo b al   o p tim izatio n   is s u es   th e   GW O   em u lates   th e   s o cial   h ier ar ch y   an d   p r e d ato r y   b eh av i o r   o f   g r ey   w o lv es.   I ass ig n s   wo l v es  to   alp h a,   b eta,   an d   o m eg a   r o les  with   alp h as b ein g   th e   lea d er s   of   t h e   p u r s u it.   T h e   alg o r ith m   is   r ec o g n ized   f o r   its   co m p etitiv e   p e r f o r m an ce   an d   r a p id   co n v er g en ce   d is tin g u is h in g   it  f r o m   o th er   o p tim izatio n   alg o r ith m s .   I t is ef f ec tiv f o r   b o th   co n s tr ain ed   an d   u n c o n s tr ain ed   p r o b l em s   [ 3 4 ] .   T h e   f u n d am en tal   co n ce p ts   th at   GW O   d ea ls   with   i n c l u d e :   a.   L ea d er s h ip   h ier ar ch y : G W O   m o d els   th e   s o cial   h ier ar ch y   of   g r ey   wo lv es   d iv id in g   th em   in t o   f o u r   ca te g o r i e s :     Alp h a:  T h b est s o lu tio n   i n   th p o p u latio n   r ep r esen tin g   th l ea d er .     B eta:  T h s ec o n d - b est s o lu tio n   ass is tin g   th alp h in   d ec is io n - m ak in g .     Delta:  T h th ir d - b est s o lu tio n   f o llo win g   th al p h an d   b eta.     Om eg a:  T h r em ai n in g   wo l v e s   f o llo win g   th lead e r s .   b.   Hu n tin g   m ec h an is m :   T h e   h u n tin g   p r o ce s s   o f   g r e y   wo lv es   is   m ath em atica lly   m o d eled   to   g u id th e   s ea r ch   f o r   o p tim al  s o lu tio n s .   T h is   p r o ce s s   in clu d es  th r ee   m ain   p h ases :   en cir clin g   p r ey ,   h u n tin g ,   an d   attac k in g   p r ey   ( e x p lo itatio n ) .     = |   |     ( 1 )     ( + 1 ) = 1 + 2 + 3 3   ( 2 )     3 . 1 . 3 .   P a r r o t   o p t i mi z a t i o n   Par r o o p tim izatio n   is   lite r atu r e - b ased   alg o r ith m   p r ed i ca ted   o n   p ar r o ts   ex ce p tio n a lear n in g   ca p ab ilit ies  [ 3 5 ] .   PO  is   a   p o p u latio n - b ased   o p tim izatio n   alg o r ith m   o f   ex ce p tio n al  q u a lity   th at  s ee k s   th e   o p tim al  s o lu tio n   in   r ea l - v alu ed   s ea r ch   s p ac e.   Par r o ts   lear n in g   is   g o v er n ed   b y   th eir   ac tio n   o r ie n tatio n   w h ich   m o tiv ates  th is   alg o r ith m   to   tr ac k   th e   s ea r ch   m o v em e n ts   b y   m ain tain in g   b alan ce   b etwe en   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n   to   i d en tify   t h o p t im al  lo ca tio n .   Alg o r ith m   Step s :   a.   I n itializatio n Gen er ate  an   in itial  p o p u latio n   o f   ca n d id ate  s o l u tio n s   r an d o m l y .   E v alu ate  th e   f itn ess   o f   ea ch   in d iv id u al  u s in g   th o b jectiv f u n ctio n .   b.   L ea d er   s elec tio n I d en tif y   s u b s et  o f   th b est  in d iv id u al s   in   th p o p u latio n   as  lead er s .   T h ese  lead er s   in f lu en ce   th m o v em en t o f   o th er   in d iv id u als.   c.   C o m m u n icatio n   an d   m o v em en t T h p o s itio n   o f   ea ch   in d iv id u al  is   u p d ated   in   ac c o r d an ce   with   th in f o r m atio n   it r ec eiv es f r o m   le ad er s   an d   n eig h b o r in g   p ar r o ts .     (   +   1 ) =   ( ) +   1 (   ( ) ) +   2 (    ( ) )   ( 3 )     3 . 2 .    O v e r v i e w   o f   c l a s s i f i c a t i o n   3 . 2 . 1 .   D e c i s i o n   t r e e   d ec is io n   tr ee   ( DT )   is   a   n o n - p ar am etr ic   s u p er v is ed   le ar n in g   alg o r ith m   f o r   class if icatio n   an d   r eg r ess io n   task s .   I g en er ates   tr ee   s tr u ctu r o f   d ec is io n s   an d   th eir   p o ten tial  r ep er c u s s io n s   b y   r ec u r s iv ely   d iv id in g   th d ataset  in to   s u b s ets  b ased   o n   th m o s s i g n if ican attr ib u te  [ 3 6 ] .   E ac h   in ter n al  n o d in   class if icatio n   r ep r esen ts   te s t   o n   an   attr ib u te,   ea ch   b r an ch   r ep r esen ts   th test   r esu lt,  an d   ea ch   leaf   n o d e   r ep r esen ts   class   lab el  o r   co n tin u o u s   v alu in   r eg r ess io n .   T h d iv id in g   p r o ce s s   co n tin u es  u n til  h altin g   cr iter io n   is   m et,   s u ch   as  co m p letin g   all  s am p les  in   n o d th at  b elo n g s   to   th s am class ,   a ttain in g   m ax im al  tr ee   d ep th ,   o r   lack in g   an y   ad d itio n al  in f o r m atio n   g ain .   Dec is io n   tr ee s   ar s im p le  to   u n d e r s tan d   an d   in ter p r et,   r eq u ir m i n im al  d ata  p r ep r o c ess in g ,   an d   ca n   b em p l o y ed   to   an aly ze   n u m er ical  a n d   ca teg o r ical  d ata  [ 3 7 ] Nev er th eless ,   th ey   ar p r o n t o   o v er f itti n g   if   n o p r u n ed ,   a n d   th ey   m a y   b u n s tab le  d u to   th p o ten tial  f o r   a   co m p letely   d if f er en t tr ee   t o   e m er g f r o m   m o d est d ata  ch a n g es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 8 2 - 3 3 9 5   3386   3 . 2 . 2 .   R a n d o f o r e s t   R an d o m   f o r est  is   an   en s em b l lear n in g   m eth o d   th at  d eter m in es  th class   b ased   o n   th m o d o f   t h e   class es  ( cla s s if icatio n )   o r   th m ea n   p r e d ictio n   ( r e g r ess io n )   o f   t h in d iv id u al  tr ee s   d u r in g   tr ain i n g   [ 3 8 ] .   I co n s tr u cts  a   d ec is io n   tr ee   f o r   ea c h   s u b s et  a n d   g en er ate s   n u m er o u s   s u b d i v is io n s   o f   th o r i g in al  d ataset   th r o u g h   b o o ts tr ap   s am p lin g   ( r an d o m   s am p lin g   with   r ep lace m en t) .   r an d o m   s u b s et  o f   f e atu r es  is   ch o s en   at   ea ch   n o d e,   an d   th m o s ap p r o p r iate  f ea tu r f r o m   th is   s u b s et  is   u s ed   to   d iv id e   th n o d [ 3 9 ] .   T h co r r elatio n   b etwe en   tr ee s   is   d im in is h ed   as  r esu lt  o f   t h is   v ar iab ilit y .   T h e   p r e d ictio n s   f r o m   all  in d iv id u al  t r ee s   ar e   co m b in ed   to   p r o d u ce   th f i n a p r ed ictio n .   C o m p ar ed   to   in d iv id u al  d ec is io n   tr ee s ,   r an d o m   f o r ests   ar m o r ac cu r ate,   ca n   h an d le  lar g d at asets   ef f icien tly ,   an d   ca n   h an d le  th o u s an d s   o f   in p u v ar iab l es  with o u v ar iab le   d eletio n ,   all   o f   wh ich   r ed u ce   o v er f itti n g   [ 4 0 ] .   Ho wev er ,   th ey   ar e   m o r c o m p u tatio n ally   in ten s iv e,   co m p lex ,   an d   less   in ter p r eta b le  th a n   in d iv id u al  d ec is io n   tr ee s .   T h o p t im izatio n   o f   en g i n ee r in g   d esi g n s ,   th e   tr ain in g   o f   n eu r al  n etwo r k s ,   th clu s ter in g   an d   d ata  m in in g   o f   d at a,   th p r o ce s s in g   o f   im ag es   an d   s ig n als,  th d ev elo p m e n o f   co n tr o s y s t em s ,   an d   t h s im u latio n   o f   f in an cial  d ata  a r all  a r ea s   in   wh ich   th e y   ar e   ex ten s iv ely   em p lo y ed .     3 . 2 . 3 .   G r a d i e n t   b o o s t i n g   Gr ad ien B o o s tin g   is   v alu ab le  m ac h in e - lear n i n g   tech n i q u f o r   s o lv in g   r eg r ess io n   an d   clas s if icatio n   p r o b lem s .   I en tails   th in cr em en tal  d ev elo p m e n o f   m o d el  f r o m   an   en s em b le  o f   p o o r   lear n er s ,   ty p ically   d ec is io n   tr ee s   [ 4 1 ] .   I f u n cti o n s   b y   in itiatin g   with   an   in itial  p r ed ictio n ,   o f ten   th m e an   o f   th o b jectiv e   v ar iab le  in   r eg r ess io n   p r o b lem s ,   an d   s u b s eq u en tly   in co r p o r at in g   d ec is io n   tr ee s   in to   th m o d el.   E ac h   n ew  tr ee   p r ed icts   th p r ev i o u s   m o d el’ s   r esid u al  er r o r s   ( d if f er e n ce s   b etwe en   ac t u al  an d   p r ed icte d   v alu es)   [ 4 2 ] .   T h e   alg o r ith m   m in im izes  th e   lo s s   f u n ctio n   th r o u g h   g r a d ien d escen t,  wh ich   en s u r es  th at   th n ew  m o d el   is   in   alig n m en with   t h n e g ativ g r ad ien o f   t h lo s s   f u n ctio n   ab o u th e   p r e d ictio n s   o f   th e   cu r r en m o d el.   T h e   lear n in g   r ate  r ed u ce s   th c o n tr ib u tio n   o f   ea ch   n ew  tr ee ,   th er eb y   ac ce ler atin g   th lea r n in g   p r o ce s s   an d   im p r o v in g   g en er aliza tio n .   R e g u lar izatio n   tech n iq u es  s u ch   as  s u b s am p lin g ,   L 1 /L2   r e g u l ar izatio n ,   a n d   tr ee   p r u n in g   ar im p lem en ted   [ 4 3 ]   to   p r ev e n o v er f itti n g .   Gr ad ien b o o s tin g   is   h ig h ly   ac cu r ate  an d   r o b u s m eth o d   th at  ca n   p er f o r m   r eg r e s s io n   an d   class if icatio n   task s .   I is   ca p ab le  o f   ac co m m o d atin g   wid v ar iety   o f   lo s s   f u n ctio n s .   Ho we v er ,   it  is   p r o n e   to   o v er f itti n g   if   s cr u p u lo u s ly   ca lib r ated ,   an d   tr ai n in g   ca n   b e   ef f icien t   f o r   lar g d atasets .   I i s   wid ely   u s ed   in   o p tim izin g   en g in ee r in g   d esig n s ,   n eu r al  n etwo r k   tr ain i n g ,   clu s ter in g   an d   d ata  m in in g ,   im ag an d   s ig n al  p r o ce s s in g ,   co n tr o l sy s tem s ,   an d   f in a n cial  m o d elin g .     3 . 2 . 4 .   X G B o o s t   E x tr em g r ad ien b o o s tin g   is   s o p h is ticated   m ac h in e   lea r n in g   al g o r ith m   b ased   o n   th g r ad ien t   b o o s tin g   f r am ewo r k   an d   en g in ee r ed   to   ac h iev e   h ig h   e f f icien cy   a n d   p er f o r m a n ce   [ 4 4 ] .   I s eq u e n tially   co n s tr u cts  an   e n s em b le  o f   d e cisi o n   tr ee s ,   with   ea ch   s u b s eq u en tr ee   r ec tify in g   th e   er r o r s   o f   th e   p r ec e d in g   tr ee s .   Ad d itio n ally ,   it  im p lem en ts   L 1   an d   L 2   r eg u lar izatio n   to   p r ev en o v er f itti n g .   XGBo o s is   ef f icien with   s p ar s d ata,   s u p p o r ts   p ar allel  p r o ce s s in g   f o r   p er f o r m an ce ,   a n d   in ter n ally   m a n ag es  m is s in g   v alu es  [ 4 5 ] .   I ca n   s ca le  to   lar g d atasets ,   em p l o y s   p r u n in g   t o   p r e v en o v er f itti n g ,   an d   p er m its   th u s o f   cu s to m   o b jectiv e   f u n ctio n s   a n d   ev alu atio n   m et r ics.  T h h ig h   ac cu r ac y   an d   s ca lab ilit y   o f   XGBo o s h a v m ad it  a   p r ef er r e d   ch o ice  in   f ield s   s u ch   as  f in a n ce   an d   b io lo g y ,   an d   it  is   wid e ly   u s ed   i n   v a r io u s   m ac h in le ar n in g   co m p etitio n s   an d   ap p licatio n s .       4.   M E T H O D   4 . 1 .      A p pr o a c h   Fig u r 1   d ep icts   th p r im ar y   s tag es o f   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   im p lem en ted   in   th is   in v esti g atio n .   T h is   m eth o d o l o g y   in clu d es  th r ee   p h ases .   Fo u r   b io - in s p ir e d   alg o r ith m s   wer im p lem en ted   t o   id en tify   th m o s t   ad v an tag e o u s   attr ib u tes  d u r in g   th in itial  p h ase.   Fo u r   m a ch in lear n in g   class if ier s   wer im p lem en ted   f o r   tr ain in g   d u r in g   th s ec o n d   p h a s e.   Ultim ately ,   th alg o r ith m s   wer v alid ated   u s in g   th p er f o r m an ce   m etr ics.     4 . 1 . 1 .   D a t a s e t   s in g le  d ataset  was  u s ed   to   ass es s   th p r o p o s ed   c h ar ac ter i s tic - ch o ice  s et  o f   r u les:   th Alzh eim er s   d is ea s d ataset  [ 4 6 ] .   T h is   d ataset  is   f r eq u en tly   u tili ze d   to   an aly ze   f ac to r s   ass o ciate d   with   Alzh eim er s ,   co n s tr u ct  p r ed ictiv m o d els,  an d   co n d u ct  s tatis tical  an aly s es.  I is   p u b licly   ac ce s s ib le.   T h Alzh eim er s   Dis ea s d ata s et  co n tain s   th c o m p r eh e n s iv h ea lth   s tatis tic s   o f   2 , 1 4 9   p atien ts ,   ea ch   in d iv i d u ally   id en tifie d   b y   an   I n u m b er   b etwe en   4 7 5 1   an d   6 9 0 0 .   Dem o g r ap h ic   in f o r m atio n ,   life s ty le  f ac to r s ,   s cien tific   r ec o r d s ,   an d   m ed ical,   co g n itiv e,   an d   f u n ctio n al  v ar iab les co m p r is th Al zh eim er s   d is ea s d ataset .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   A lz h eime r s   d is ea s d ia g n o s is   th r o u g h   meta h eu r is tic  fea tu r e     ( A r a r   A l - Ta w i l )   3387       Fig u r e   1.   Pro p o s ed   a p p r o a c h       4 . 1 . 2 .   F e a t u r e   s e le c t i o n   Var io u s   attr ib u tes  an d   f ea tu r es  ar in co r p o r ated   in to   c o p io u s   in cr ea s in   m ed ical  d ata.   Mo s attr ib u tes  d o   n o t   co n tr ib u te   to   p r e d ictiv ap p licatio n   o u tco m es,  in cr ea s in g   co m p u tatio n   tim an d   r eso u r ce s .   T h er ef o r e,   to   attain   h ig h   ac c u r ac y   r ates,  s elec tin g   s u b s et  o f   f ea tu r es  is   n ec ess ar y .   Dif f er en tial  ev o lu ti o n   ( DE ) ,   g r e y   wo lf   o p tim izer   ( G W O) ,   an d   p ar r o o p tim izatio n   alg o r ith m   ( POA)   wer em p l o y ed   in   t h is   s tu d y   to   id en tify   t h o p tim al  s u b s et  o f   f ea tu r es   b ased   o n   th Alzh eim er s   d is ea s d ataset .   B y   e m p lo y in g   a   f itn ess   f u n ctio n   th at  was  d ev el o p ed   e x p licitly   f o r   d ec is io n   tr ee   class if ier ,   th d ataset’ s   f ea tu r es  wer d im in is h ed   i n   o r d er   t o   o p tim ize  th e   m o d el s   ac cu r ac y .   I n   o r d e r   to   ass ess   ea ch   s u b s et   o f   f ea tu r es,  th f itn ess   f u n cti o n   tr ain s   d ec is io n   tr ee   class if ier   o n   th e   tr ain in g   s et  ( 7 0 o f   th d ata)   an d   ca lcu lates  th ac c u r ac y   o n   th test   s et  ( 3 0 o f   th d at a) .   Acc u r ac y   is   th p r o p o r tio n   o f   co r r ec p r e d ictio n s   th class if ier   m ak es,  an d   th f itn ess   s co r is   ca lcu lated   as   1   −  ac cu r ac y .   T h e   f itn ess   f u n ctio n   ca n   b m ath e m atica lly   r ep r esen ted   as   ( 4 ) :       ( ) =   1 1   ( , ˆ ) = 1     ( 4 )       wh er is   th e   s u b s et  o f   s elec ted   f ea tu r es,      is   th n u m b er   o f   test   s am p les,    is   th e   tr u la b e o f   t h i - th   test   s am p le,   ˆ   is   th p r ed icted   lab el  o f   th e   i - th   test   s am p le,   a n d   ( , ˆ )   is   th e   Kr o n ec k er   d elta  f u n ctio n ,   wh ich   is   1   if   =   ˆ   an d   0   o th e r wis e.   Fo r   th e   Alzh eim er s   d is e ase  d ataset ,   DE ,   GW O,   a n d   POA  wer e   ap p lied   to   th e   tr ain in g   s et.     4 . 1 . 3 .   C l a s s i f i c a t i o n   T h s u b s eq u en s tep   is   to   co m m en ce   th class if icatio n   p r o ce s s ,   wh ich   en tails   tr ain in g   th s et  o f   f ea tu r es  u s in g   v ar iet y   o f   c lass if ier s .   T h is   i s   b ec au s we  h av s u cc ess f u lly   id en tifie d   th m o s s u itab le  f ea tu r es  in   th e   Alzh eim er s   d is ea s d ataset  an d   h av e   p u r i f ied   all  p o ten tially   n o is y   d ata   as  r esu lt  o f   th f ea tu r s elec tio n   p r o ce s s   in   th p r ev io u s   s tep .   W co n d u cte d   ex p e r im en ts   with   v ar iety   o f   p ar am ete r s   in   DE ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 8 2 - 3 3 9 5   3388   GW O,   an d   POA,   s u ch   as  th n u m b er   o f   iter atio n s   ( th r e p l icatio n   o f   p r o ce s s   to   p r o d u c an   o u tco m e )   an d   p o p u latio n   s ize  ( th ar b itra r y   co n s tr u ctio n   o f   p o p u latio n s   to   d eter m in th e   o p tim al  p o p u l atio n   s ize  b ased   o n   th p r o b lem ) .   W co n d u cted   ex p er im en ts   o n   p o p u latio n s   o f   3 0   an d   6 0   an d   iter atio n s   o f   5 ,   1 5 ,   an d   3 0   to   d eter m in th m o s t e f f ec tiv c o n f ig u r atio n   f o r   f ea t u r s elec tio n   an d   class if icatio n .     4 . 1 . 4 .   E v a l u a t i o n   Fo u r   p er f o r m a n ce   m etr ics  w er em p lo y e d   to   ass ess   th p ar r o o p tim izatio n   ( PO) d if f er en tial  ev o lu tio n   ( DE ) ,   an d   g r ey   w o lf   o p tim izer   ( GW O)   alg o r it h m s p r ec i s io n ,   r ec all,   F - s co r e,   an d   ac c u r ac y .   Acc u r ac y   is   s tatis tical  b ias   m etr ic  th at  q u an tifie s   th p e r ce n tag o f   test s   s u cc ess   r ate.   L o ac cu r ac y   v alu es  s u g g est  d is cr ep an cy   b etwe en   th ac tu al  an d   r esu lt  s ets.  T ab le  1   illu s tr ate s   th co n f u s io n   m atr ix   f o r   class if icatio n ,   wh ich   r ep r esen ts   th class if icatio n   o f   th e   p o ten tial  o u tco m e   o f   r ec o m m e n d in g   a n   item   to   a   u s er .   Acc u r ac y   e m p lo y s   f o u r   t est m ea s u r es.       T ab le  1 .   C o n f u s io n   m atr ix   f o r   class if icatio n     R e c o mm e n d e d   N o t   r e c o mm e n d e d   P r e f e r r e d   Tr u e   p o si t i v e   ( TP)   F a l se   n e g a t i v e   ( F N )   N o t   p r e f e r r e d   F a l se   p o si t i v e   ( F P )   Tr u e   n e g a t i v e   ( TN )       4 . 1 . 5 .   T h e   F - s c o r e   T h F - s co r e,   s o litar y   d ig it,   co n cisely   ev alu ates  s y s tem   o r   m o d el’ s   ab ilit y   to   g en e r ate  p r ec is o p tim is tic  p r ed ictio n s   an d   i d e n tify   ev er y   p o s itiv in s tan ce .   T h alg o r ith m   in teg r ates two   f u n d am e n tal  m etr ics,  n am ely   r ec all  ( th ca p ac ity   to   id en tif y   all  p o s itiv ca s es)  an d   p r ec is io n   ( th ac c u r ac y   o f   o p tim is tic   p r ed ictio n s ) .   B y   ac h iev i n g   a n   eq u ilib r iu m   b etwe en   th ese  t wo   v ar iab les,  t h F1 - s co r o f f er s   u n if ied   m etr ic  f o r   e v alu atin g   p er f o r m a n ce .   E lev ated   v alu es   o n   s ca le  o f   0   to   1   in d icate   s u p er io r   p er f o r m an ce .   I t   s er v es  as  a   p r ac tical  in s tr u m en t   f o r   ass ess in g   th ef f icac y   o f   class if icatio n   s y s tem s .   Def in ed   b y   th is   f o r m u la  is   th e   F - s co r e:       1   =   2   ·   P r e c i s i on   ·   R e c a l l     +      ( 5 )       4 . 1 . 6 .   P r e c i s i o n   I n d icate s   th p r o p o r tio n   o f   p o s itiv ca s es  p r ed icted   b y   th m o d el  t h at  tu r n e d   o u t o   b tr u e.   I q u a n tifie s   th e   p r ec is io n   with   wh ich   th e   m o d el  g e n er ates  af f ir m ativ p r ed ictio n s .   T h e   f o r m u la   f o r   p r ec is io n   is :           =       +         ( 6 )     4 . 1 . 7 .   R e c a l l   As  with   s en s itiv ity ,   r ec all  q u an tifie s   th ac cu r ac y   with   wh ich   th m o d el   d etec ts   tr u e   p o s itiv es.  I p r o v id es  th n u m b er   o f   ac cu r ate  o p tim is tic  p r ed ictio n s   th m o d el  m ak es  r elativ to   th to tal  n u m b er   o f   p o s itiv ca s es.  T h f o r m u la  f o r   r ec all  is :           =   +    ( 7 )       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h Alzh eim er s   d is ea s d ataset  was  em p lo y ed   to   ev alu ate  th DE ,   GW O,   an d   POA  a lg o r ith m s .   I n   th is   co n tex t,   th ese  m etah eu r is tic  alg o r ith m s   h av n o b ee n   ex ten s iv ely   co m p ar e d   f o r   f e atu r s elec tio n ,   to   th b est  o f   o u r   k n o wled g e .   Fo u r   class if ier s   wer em p lo y ed   to   e v alu ate  th e   f ea tu r e   s elec tio n   alg o r ith m s g r ad ien b o o s tin g ,   XGBo o s t R F,  an d   DT .   I n   o r d er   to   g u ar an tee  th im p ar tiality   o f   th o u tco m es,  th e   alg o r ith m s   wer tr ain ed   with   id en tical  m eth o d o lo g ies.  T h s cik it - lear n   lib r ar y   in   Py th o n ,   wh ich   in clu d es   b u ilt - in   lib r ar ies  f o r   f ea tu r s elec tio n   alg o r ith m s ,   h a d   th class if ier s   av ailab le.   T ab les  2   to   4   lis n u m er o u s   in p u p ar am eter s   t h at  ar e   em p lo y ed   in   th e   ex ec u tio n   o f   t h ese  f ea tu r e   s elec tio n   alg o r ith m s .   T h e   p ar am ete r s   v alu es  wer d eter m in ed   th r o u g h   e x p er im e n tatio n   a n d   ar c o n tin g en t   u p o n   th u n iq u ch ar ac ter is tics   o f   ea c h   alg o r ith m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   A lz h eime r s   d is ea s d ia g n o s is   th r o u g h   meta h eu r is tic  fea tu r e     ( A r a r   A l - Ta w i l )   3389   T ab le  2 .   I n p u p ar am eter s   f o r   p ar r o o p tim izer   P a r a me t e r   D e scri p t i o n   lb   Lo w e r   b o u n d   f o r   t h e   sea r c h   sp a c e   ub   U p p e r   b o u n d   f o r   t h e   se a r c h   s p a c e   d i m   D i me n si o n a l i t y   o f   t h e   se a r c h   s p a c e   N   P o p u l a t i o n   s i z e   M a x _ i t e r   M a x i m u m   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s       T ab le  3 .   I n p u p ar am eter s   f o r   d if f er en tial e v o lu tio n   ( DE )   P a r a me t e r   D e scri p t i o n   lb   Lo w e r   b o u n d   f o r   t h e   sea r c h   sp a c e   ub   U p p e r   b o u n d   f o r   t h e   se a r c h   s p a c e   d i m   D i me n si o n a l i t y   o f   t h e   se a r c h   s p a c e   P o p S i z e   P o p u l a t i o n   s i z e   i t e r s   N u mb e r   o f   i t e r a t i o n s   mu t a t i o n   f a c t o r   M u t a t i o n   f a c t o r   ( c o n t r o l t h e   a mp l i f i c a t i o n   o f   t h e   d i f f e r e n t i a l   v a r i a t i o n ) .   D e f a u l t   i 0 . 5 .   c r o ss o v e r   r a t i o   c r o ss o v e r   r a t i o   C r o ss o v e r   r a t i o   ( c o n t r o l t h e   p r o b a b i l i t y   o f   c r o ss o v e r ) .   D e f a u l t   i s   0 . 7       T ab le  4 .   I n p u p ar am eter s   f o r   g r ey   wo lf   o p tim izer   ( GW O)   P a r a me t e r   D e scri p t i o n   lb   Lo w e r   b o u n d   f o r   t h e   sea r c h   sp a c e   ub   U p p e r   b o u n d   f o r   t h e   se a r c h   s p a c e   d i m   D i me n si o n a l i t y   o f   t h e   se a r c h   s p a c e   S e a r c h A g e n t n o   N u mb e r   o f   se a r c h   a g e n t s   M a x   i t e r   M a x i m u m   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s       6.   DIS CU SS I O N   T wo   tab les,  T ab les  5   an d   6 ,   p r esen th DE   alg o r ith m s   ev alu atio n   r esu lts   o n   th Alzh eim er s   d is ea s d ataset .   T h ta b les  ev alu ate  p o p u latio n   s izes  o f   3 0   an d   6 0   ac r o s s   v a r io u s   iter atio n s   ( 5 ,   1 5 ,   a n d   3 0 ) .   T h g r a d ien b o o s tin g   class if ier   co n s is ten tly   ac h iev e d   th h ig h est  ac cu r ac y   f o r   p o p u latio n   s ize  o f   3 0 ,   a s   d ep icted   in   T ab le  5 ,   with   a   m ax im u m   o f   0 . 9 3 5 8 6 6   at  f i v it er atio n s .   XGBo o s also   d em o n s tr ated   s atis f ac to r y   p er f o r m an ce ,   attain in g   its   m ax im u m   ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 5 5 5 6   af ter   3 0   iter atio n s .   I n   c o n tr a s t,  th DT   an d   RF   class if ier s   ex h ib ited   lo wer   ac cu r ac y   b u wer s till   d ep en d ab l e.   T h DT   ac h iev ed   0 . 8 9 7 4 6 8   af ter   3 0   iter atio n s ,   wh ile  th RF   r ea ch ed   0 . 9 2 3 2 0 4   af ter   f iv e   iter atio n s .       T ab le  5 .   DE   alg o r ith m   u s in g   3 0   p o p u latio n   I t e r a t i o n s   C l a s si f i e r   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   5   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 5     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o st   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1   15   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 5     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 8     X G B o o st   0 . 9 4   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9   30   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 9   0 . 8 4   0 . 8 7     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 3   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o st   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1       T h g r a d ien b o o s tin g   class if ier   ag ain   attain ed   th e   h ig h est   ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 6 6 9 3   at  3 0   iter atio n s   wh en   th p o p u latio n   s ize  was  in cr ea s ed   to   6 0   in   T ab le  6 .   X GB o o s clo s ely   m atch ed   th is   r esu lt.  T h DT   an d   RF   cla s s if ier s   y ield ed   r eliab le   o u tco m es,  with   th DT   attain in g   an   ac cu r ac y   o f   0 . 8 9 8 0 3 6   af ter   3 0   iter atio n s   an d   th RF   r ea ch in g   0 . 9 2 3 7 2 1   af ter   3 0   iter atio n s .   T h ese  f in d in g s   in d icate   th at  th g r ad ien b o o s tin g   class if ier   co n s is ten tly   o u tp er f o r m ed   o th er s   in   ac cu r ac y ,   p ar ticu lar l y   at   h ig h er   iter atio n s   an d   lar g er   p o p u latio n   s izes.   Ad d itio n ally ,   XGBo o s ex h ib i ted   h ig h   ac c u r ac y   an d   r o b u s tn ess   ac r o s s   v ar io u s   c o n f i g u r ati o n s .   W h en   co m b in ed   with   r o b u s class if i er s   s u ch   as  g r ad ien b o o s tin g   an d   XGBo o s t,  th DE   alg o r ith m   d em o n s tr ated   ef f icac y   in   im p r o v in g   p r ed icti v ac cu r ac y   f o r   Alzh eim er s   d is ea s d iag n o s is .   T h g r ad ien t   b o o s tin g   class if ier   ac h iev ed   th h ig h est ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 6 6 9 3   at  3 0   iter atio n s   an d   p o p u latio n   s ize  o f   6 0 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 8 2 - 3 3 9 5   3390   T ab le  6 .   DE   alg o r ith m   u s in g   6 0   p o p u latio n   I t e r a t i o n s   C l a s s i f i e r   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   5   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 1   0 . 9 5   0 . 8 3   0 . 8 8     X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1   15   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1   30   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1       T ab les  7   an d   8   illu s tr ate  th ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r ev alu atio n   r esu lts   o f   th GW O   alg o r ith m   o n   th Alzh eim e r s   d is ea s d ataset .   I n   s er ies  o f   iter atio n s   ( 5 ,   1 5 ,   an d   3 0 ) ,   t h GW alg o r ith m   was  ass e s s ed   with   p o p u latio n   s izes  o f   3 0   an d   6 0 .   At  3 0   iter a tio n s ,   th g r a d ien b o o s tin g   cl ass if ier   co n s is ten tly   d em o n s tr ated   s u p er i o r   ac cu r a cy   f o r   th GW alg o r ith m   with   p o p u latio n   s ize  o f   3 0   in   T ab le  7 ,   with   a   m ax im al  ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 5 1 4 2 .   XGBo o s also   ex h ib ited   s atis f ac to r y   p er f o r m a n ce ,   ac h iev in g   th h ig h est   ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 5 0 3 9   af ter   f iv iter atio n s .   C o n v er s ely ,   th DT   an d   RF   cla s s if ier s   m ain tain ed   th eir   co n s is ten cy   wh ile  ex h ib itin g   m ar g in ally   lo we r   lev el  o f   ac cu r ac y .   At  3 0   iter atio n s ,   th DT   o b tain ed   its   h ig h est  ac cu r ac y   o f   0 . 8 9 6 0 2 1 ,   wh ile  th RF   ac h iev ed   0 . 9 2 3 9 7 9   d u r in g   t h s am p er io d .   T h ef f icac y   o f   th GW alg o r ith m   with   p o p u l atio n   s ize  o f   3 0   is   d em o n s tr ated   in   T a b le  7 .   T h is   tab le   co m p ar es  th ef f icac y   o f   th alg o r ith m   at   d if f er en t   iter atio n s   an d   class if ier s .   T h e   g r a d ien b o o s tin g   class if ier   attain ed   a   h ig h   ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 4 0 5 7   at  3 0   iter atio n s   wh en   p o p u latio n   s ize  o f   6 0   was  u s ed ,   clo s ely   f o llo win g   XGBo o s t’ s   0 . 9 3 5 6 5 9   ac cu r ac y   at  1 5   iter atio n s   T a b le  8 .   B o th   th e   DT   an d   RF   class if ier s   p r o d u ce d   f in d in g s   th at  wer f air ly   r em ar k ab le  in   th eir   r esp ec tiv ca teg o r ies.  W h en   co m p ar ed   to   th RF ,   wh ich   wa s   ab le  to   r e ac h   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 2 4 9 6 1   i n   th s am len g th   o f   tim e,   th DT   was  ab le  to   attain   an   ac cu r ac y   o f   0 . 8 9 7 5 1 9   o v er   th co u r s o f   th ir ty   iter atio n s .   Acc o r d in g   to   th d ata,   it  wo u ld   ap p ea r   th a th Gr ad ien B o o s tin g   an d   XGBo o s cla s s if ier s   co n s is ten tly   b ea o th er   ap p r o ac h es  in   ter m s   o f   ac cu r ac y .   T h is   was  esp ec ially   tr u wh en   th n u m b e r   o f   iter atio n s   was  r aised   an d   th p o p u latio n   s ize  was  in cr ea s e d .   T h GW alg o r ith m s   ab i lity   to   im p r o v t h e   ex p ec ted   ac c u r ac y   o f   Alzh ei m er s   d is ea s d iag n o s is   is   n o tab ly   ap p ar en t   wh en   it  is   ap p lied   in   c o n ju n ctio n   with   th ese  ef f ec tiv e   class if ier s .   T h is   is   b ec a u s th e   GW alg o r ith m   is   ab le  t o   im p r o v e   p r ed icted   ac cu r ac y .   T h XGBo o s class if ier   attain ed   th h ig h est  ac cu r ac y   f o r   t h GW m eth o d   with   p o p u la tio n   s ize  o f   6 0   an d   1 5   iter atio n s   ( ac cu r ac y   0 . 9 3 5 6 5 9 ) .   T a b le  8   d e m o n s tr ate s   th ef f ec tiv en ess   o f   th G W m eth o d   with   p o p u latio n   s ize  o f   6 0   ac r o s s   v ar io u s   class if ier s   an d   iter atio n s .   T ab les  9   an d   1 0   illu s tr ate  th ev alu atio n   r esu lts   o f   th PO  alg o r ith m   o n   th Alzh eim er s   d is ea s d ataset  in   ter m s   o f   p r ec is io n ,   r ec all,   ac cu r ac y ,   an d   F1 - s co r e.   T h PO a lg o r ith m   was e v alu ated   with   p o p u latio n   s izes  o f   3 0   an d   6 0   in   v ar io u s   iter atio n s   ( 5 ,   1 5 ,   an d   3 0 ) .   T h g r ad ien t   b o o s tin g   a n d   X GB o o s class if ier s   co n s is ten tly   ac h iev ed   h ig h er   ac cu r ac y   f o r   th PO  alg o r ith m   with   p o p u latio n   s ize  o f   3 0   in   T ab le  9 .   At  3 0   iter atio n s ,   g r ad ien b o o s tin g   attain ed   m ax im al  ac cu r ac y   o f   0 . 9 2 8 0 6 2 ,   wh ile  XGBo o s a ch iev ed   0 . 9 2 9 1 9 9 .   On   th e   o th er   h a n d ,   th e   DT   a n d   RF   class if ier s   d em o n s tr ated   s lig h tly   lo wer   ac cu r ac y   b u t   c o n tin u ed   to   o p e r ate  co n s is ten tly .   T h DT   ac h iev ed   its   h ig h est  ac cu r ac y   o f   0 . 8 8 3 6 1 8   at   3 0   iter atio n s ,   wh il th R ac h iev ed   0 . 9 1 7 3 1 3   at  1 5 .   T h p er f o r m a n ce   o f   th e   PO  alg o r ith m   with   p o p u latio n   s ize  o f   3 0   ac r o s s   v ar io u s   class if ier s   an d   iter atio n s   is   illu s tr ated   in   T ab le  9 .       T ab le  7 .   GW alg o r ith m   u s in g   3 0   Po p u latio n   I t e r a t i o n s   C l a s s i f i e r   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   5   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1   15   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1   30   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   A lz h eime r s   d is ea s d ia g n o s is   th r o u g h   meta h eu r is tic  fea tu r e     ( A r a r   A l - Ta w i l )   3391   T ab le  8 .   GW alg o r ith m   u s in g   6 0   p o p u latio n   I t e r a t i o n s   C l a s s i f i e r   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   5   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1   15   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 4   0 . 8 9     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1   30   D e c i s i o n   t r e e   0 . 9   0 . 8 8   0 . 8 4   0 . 8 6     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 5   0 . 9     X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1       T ab le  9 .   PO a lg o r ith m   u s in g   3 0   p o p u latio n   I t e r a t i o n s   C l a s s i f i e r   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   5   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 2   0 . 8 3     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 2   0 . 9 4   0 . 8 5   0 . 8 9     R a n d o f o r e s t   0 . 9 1   0 . 9 5   0 . 8 1   0 . 8 8       X G B o o s t   0 . 9 2   0 . 9 4   0 . 8 5   0 . 8 9   15   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 8   0 . 8 6   0 . 8 3   0 . 8 4     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 7   0 . 9     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 3   0 . 8 8       X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 6   0 . 9   30   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 8   0 . 8 6   0 . 8 3   0 . 8 4     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 7   0 . 9     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 2   0 . 8 8       X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 7   0 . 9       T ab le  1 0 .   PO a lg o r ith m   u s in g   6 0   p o p u latio n   I t e r a t i o n s   C l a s s i f i e r   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   5   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 5     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 2   0 . 8 8     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1   15   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 5     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 2   0 . 8 8     X G B o o s t   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 8 8   0 . 9 1   30   D e c i s i o n   t r e e   0 . 8 9   0 . 8 7   0 . 8 4   0 . 8 5     G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1     R a n d o f o r e s t   0 . 9 2   0 . 9 5   0 . 8 3   0 . 8 8     X G B o o s t   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 8 8   0 . 9 1       W ith   p o p u latio n   s ize  o f   s ix ty ,   th e   g r a d ien t b o o s tin g   an d   X GB o o s class if ier s   ac h iev ed   s u b s tan tial  lev el  o f   ac cu r ac y ,   as  s h o wn   in   T ab le  1 0 .   Gr a d ien b o o s tin g   was  ab le  to   ac h iev m a x im u m   ac cu r ac y   o f   0 . 9 3 4 9 3 5   af ter   1 5   iter atio n s ,   wh ils XG B o o s was  ab le  to   ac h iev an   ac c u r ac y   o f   0 . 9 3 5 5 5 6   af ter   th s am e   n u m b er   o f   r o u n d s .   g r ea p e r f o r m a n ce   was  d is p lay ed   b y   b o th   th RF   an d   DT   class if ier s .   T h RF   class if ier   attain ed   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 1 8 3 9 8   a f ter   3 0   iter atio n s ,   wh ile  t h DT   class if ier   r ea c h ed   a n   ac cu r ac y   o f   0 . 8 9 0 6 9 8   u n d er   th s am co n d itio n s .   T h r esu lts   o f   th s tu d y   r ev ea th at  th g r ad ien b o o s tin g   an d   X GB o o s cla s s if ier s   d is p lay ed   co n s is ten tly   h ig h er   ac cu r ac y ,   p ar ticu lar ly   wh en   th p o p u latio n   s izes  wer r aised ,   an d   th n u m b e r   o f   iter atio n s   was  in cr ea s ed .   W h e n   co m b in e d   with   r eliab le  clas s if ier s ,   th PO  m eth o d   r esu lts   in   co n s id er ab le   im p r o v em e n in   th p r e d icted   ac cu r ac y   o f   Alzh eim e r s   d is ea s d iag n o s is .   W ith   p o p u latio n   s ize  o f   s ix ty   an d   f if teen   iter atio n s ,   th e   XGBo o s class if ier   was  ab le  to   ac h iev an   ac c u r ac y   o f   0 . 9 3 5 5 5 6   f o r   th PO  m eth o d .   T ab le  1 0   p r o v id es  c o m p r eh en s iv an aly s is   o f   th p e r f o r m an ce   o f   th PO  m eth o d ,   wh ich   u tili ze s   p o p u latio n   s ize  o f   s ix ty   with   a   n u m b e r   o f   d if f er e n t c lass if ier s   an d   iter atio n s   in clu d e d .       7.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   h ig h lig h ts   th s ig n if ican en h an ce m en o f   p r ed icti v ac cu r ac y   i n   class if ier s   ap p lied   to   th e   Alzh eim er s   d is ea s d ataset  t h r o u g h   th cr itical  r o le  o f   f ea t u r s elec tio n .   T h is   h ig h lig h ts   th ef f ec tiv en ess   o f   em p lo y in g   m etah e u r is tic  o p ti m izatio n   alg o r ith m s ,   s p ec if ic ally   PO,  GW O,   an d   DE ,   to   a ttain   th is   o b jectiv e.   T h g r a d ien b o o s tin g   an d   XGBo o s clas s if ier s   d em o n s tr ated   en h a n ce d   ac c u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.