Проверка гипотез

Примеры применения статистического мышления

Justin Bois

Lecturer, Caltech

Влияние мутации на активность

1 Данные предоставлены Авни Ганди, Григориосом Ойкономоу и Дэвидом Пробером, Калтех
Примеры применения статистического мышления

Определения генотипов

  • Дикий тип: без мутаций

  • Гетерозигота: мутация в одной из двух хромосом

  • Мутант: мутация в обеих хромосомах
Примеры применения статистического мышления

Влияние мутации на активность

1 Данные предоставлены Авни Ганди, Григориосом Ойкономоу и Дэвидом Пробером, Калтех
Примеры применения статистического мышления

Влияние мутации на активность

1 Данные предоставлены Авни Ганди, Григориосом Ойкономоу и Дэвидом Пробером, Калтех
Примеры применения статистического мышления

Проверка гипотезы

Оценка того, насколько наблюдаемые данные согласуются с предположением об истинности гипотезы

Примеры применения статистического мышления

p-значение

Вероятность получить значение тестовой статистики, не менее экстремальное, чем наблюдаемое, при условии истинности нулевой гипотезы

Примеры применения статистического мышления

Тестовая статистика

  • Одно число, которое можно вычислить по наблюдаемым данным и по данным, смоделированным при нулевой гипотезе

  • Служит основой для сравнения
Примеры применения статистического мышления

p-значение

Вероятность получить значение тестовой статистики, не менее экстремальное, чем наблюдаемое, при условии истинности нулевой гипотезы

Требует чёткого задания:

  • Нулевой гипотезы, допускающей моделирование
  • Тестовой статистики, вычислимой по наблюдаемым и смоделированным данным
  • Определения «не менее экстремального»
Примеры применения статистического мышления

Алгоритм проверки гипотез

  • Сформулируйте нулевую гипотезу
  • Задайте тестовую статистику
  • Сгенерируйте множество наборов смоделированных данных при условии истинности нулевой гипотезы
  • Вычислите тестовую статистику для каждого смоделированного набора
  • p-значение — доля наборов, для которых тестовая статистика не менее экстремальна, чем для реальных данных
Примеры применения статистического мышления

Задание параметров теста

Нулевая гипотеза: длительности активных серий у рыб дикого типа и гетерозигот имеют одинаковое распределение

Тестовая статистика: разность средних длительностей активных серий у гетерозигот и дикого типа

«Не менее экстремальное»: тестовая статистика больше или равна наблюдаемому значению

Примеры применения статистического мышления

Перестановочный тест

Для каждой реплики:

  • Перемешать метки точек данных
  • Вычислить тестовую статистику
perm_reps = dcst.draw_perm_reps(
    data_a, data_b, dcst.diff_of_means, size=10000
)

p-значение — доля реплик, не менее экстремальных, чем наблюдаемое значение

p_val = np.sum(perm_reps >= diff_means_obs) / len(perm_reps)
Примеры применения статистического мышления

Давайте потренируемся!

Примеры применения статистического мышления

Preparing Video For Download...