MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1371/journal.pcbi.1012283

Медицинская библиотека · PLoS computational biology · 2024

Achieving Occam's razor: Deep learning for optimal model reduction.

Antal Botond B, Chesebro Anthony G, Strey Helmut H, Mujica-Parodi Lilianne R, Weistuch Corey

СтатьяПоддержка NIH: внешняя программаПеревод пока не подготовлен

Аннотация

All fields of science depend on mathematical models. Occam's razor refers to the principle that good models should exclude parameters beyond those minimally required to describe the systems they represent. This is because redundancy can lead to incorrect estimates of model parameters from data, and thus inaccurate or ambiguous conclusions. Here, we show how deep learning can be powerfully leveraged to apply Occam's razor to model parameters. Our method, FixFit, uses a feedforward deep neural network with a bottleneck layer to characterize and predict the behavior of a given model from its input parameters. FixFit has three major benefits. First, it provides a metric to quantify the original model's degree of complexity. Second, it allows for the unique fitting of data. Third, it provides an unbiased way to discriminate between experimental hypotheses that add value versus those that do not. In three use cases, we demonstrate the broad applicability of this method across scientific domains. To validate the method using a known system, we apply FixFit to recover known composite parameters for the Kepler orbit model and a dynamic model of blood glucose regulation. In the latter, we demonstrate the ability to fit the latent parameters to real data. To illustrate how the method can be applied to less well-established fields, we use it to identify parameters for a multi-scale brain model and reduce the search space for viable candidate mechanisms.

Для цитирования: Antal Botond B, Chesebro Anthony G, Strey Helmut H, Mujica-Parodi Lilianne R, Weistuch Corey. Achieving Occam's razor: Deep learning for optimal model reduction.. PLoS computational biology. 2024. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1012283.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.