Hypothesentests

Fallstudien zum statistischen Denken

Justin Bois

Lecturer, Caltech

Auswirkungen von Mutationen auf die Aktivität

1 Daten mit freundlicher Genehmigung von Avni Gandhi, Grigogios Oikonomou und David Prober, Caltech
Fallstudien zum statistischen Denken

Genotyp-Definitionen

  • Wildtyp: Keine Mutationen

  • Heterozygot: Mutation auf einem von zwei Chromosomen

  • Mutant: Mutation auf beiden Chromosomen
Fallstudien zum statistischen Denken

Auswirkungen von Mutationen auf die Aktivität

1 Daten mit freundlicher Genehmigung von Avni Gandhi, Grigogios Oikonomou und David Prober, Caltech
Fallstudien zum statistischen Denken

Auswirkungen von Mutationen auf die Aktivität

1 Daten mit freundlicher Genehmigung von Avni Gandhi, Grigogios Oikonomou und David Prober, Caltech
Fallstudien zum statistischen Denken

Hypothesentest

Beurteilung, wie plausibel die beobachteten Daten sind, wenn eine Hypothese wahr ist

Fallstudien zum statistischen Denken

p-Wert

Die Wahrscheinlichkeit, unter der Annahme einer wahren Nullhypothese, einen Wert deiner Teststatistik zu erhalten, der mindestens so extrem ist wie der beobachtete

Fallstudien zum statistischen Denken

Teststatistik

  • Eine einzelne Zahl, berechenbar aus beobachteten Daten und aus Daten, die du unter der Nullhypothese simulierst

  • Dient als Vergleichsgröße
Fallstudien zum statistischen Denken

p-Wert

Die Wahrscheinlichkeit, unter der Annahme einer wahren Nullhypothese, einen Wert deiner Teststatistik zu erhalten, der mindestens so extrem ist wie der beobachtete

Erfordert klare Festlegung von:

  • Nullhypothese, die simulierbar ist
  • Teststatistik, berechenbar aus beobachteten und simulierten Daten
  • Definition von mindestens so extrem wie
Fallstudien zum statistischen Denken

Ablauf für Hypothesentests

  • Formuliere die Nullhypothese klar
  • Definiere deine Teststatistik
  • Erzeuge viele simulierte Datensätze unter der Annahme, dass die Nullhypothese wahr ist
  • Berechne die Teststatistik für jeden simulierten Datensatz
  • Der p-Wert ist der Anteil der simulierten Datensätze, für die die Teststatistik mindestens so extrem ist wie bei den echten Daten
Fallstudien zum statistischen Denken

Den Test spezifizieren

Nullhypothese: Die aktiven Episodenlängen von Wildtyp- und heterozygoten Fischen sind identisch verteilt

Teststatistik: Differenz der mittleren aktiven Episodenlänge zwischen Heterozygoten und Wildtyp

Mindestens so extrem wie: Teststatistik ist größer oder gleich dem beobachteten Wert

Fallstudien zum statistischen Denken

Permutationstest

Für jedes Replikat:

  • Labels der Datenpunkte mischen
  • Teststatistik berechnen
perm_reps = dcst.draw_perm_reps(
    data_a, data_b, dcst.diff_of_means, size=10000
)

Der p-Wert ist der Anteil der Replikate, die mindestens so extrem sind wie der beobachtete Wert

p_val = np.sum(perm_reps >= diff_means_obs) / len(perm_reps)
Fallstudien zum statistischen Denken

Lass uns üben!

Fallstudien zum statistischen Denken

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