Норма приора: Комплектация Лада Приора норма (фото, особенности и опции) » Лада.Онлайн

Содержание

10 фактов о Lada Priora, которые вы не знали

В этом материале мы собрали интересные факты биографии самой «старшей» модели в линейке Lada. Знатокам будет приятно освежить память, а молодому поколению – узнать довольно неожиданные вещи.

В конце июля 2015 года мы побывали на производстве Приоры, убедились, что до него докатились новейшие стандарты Renault-Nissan, и провели опрос наших читателей – нужно ли и дальше выпускать Lada Priora? Ответы на вопрос «быть или не быть» разделились почти точно пополам, но с небольшим перевесом в сторону «быть». Размышляя над полученными результатами, мы вспомнили историю этого автомобиля – в десяти коротких абзацах.

Факт № 1

Первый прототип автомобиля Lada 2170 был представлен в августе 2003 года на автосалоне в Москве. Уже тогда этот концепт отчётливо напоминал нынешнюю Приору, разве что ряд деталей экстерьера был ещё не проработан. Но в серию машина пошла лишь 3 с половиной года спустя, в марте 2007 – завод был занят запуском другой модели, которая тоже небыстро добиралась до конвейера и добралась лишь к ноябрю 2004, – Lada Kalina. Кстати, по сравнению с Калиной (уж не говоря о прародительнице Приоры, «десятке») проект Lada Priora был реализован довольно быстро.

Факт № 2

Своё имя Lada Priora получила не сразу. Показанный в 2003 году седан фигурировал только под индексом 2170, а название «Priora» появилось только на хэтчбеке, который показали, как и седан, на автосалоне в Москве, но годом позже – в 2004. Ещё год спустя был представлен концепт универсала. К старту продаж всё семейство новых автомобилей именовалось Lada Priora. Официальной расшифровки или перевода на русский у названия не было и нет (кроме самоочевидной коннотации с «приоритетом»), некоторые источники трактуют его как «первенство», а популярный онлайн-переводчик несколько неожиданно переводит это слово с итальянского как… «настоятельница».

Факт № 3

Lada Priora – это глубокая модернизация семейства ВАЗ-2110 (или Lada 110), которое стартовало в производстве в 1996 году. На пути от «десятки» к Приоре инженеры внесли порядка 1000 изменений в конструкцию; в то время на АВТОВАЗе внедряли методы компьютерного проектирования, «обкатывая» новые технологии на проекте Lada Kalina, и накопленный опыт очень пригодился и на Приоре.

Факт № 4

Продажи седана Lada Priora (ВАЗ-2170) начались в апреле 2007 года. Первой в продажу пошла комплектация «Норма» с подушкой безопасности водителя, передними стеклоподъёмниками и электроусилителем руля. Первую товарную партию заранее отправили дилерам, и они полностью реализовали её за первый же день продаж.

Факт № 5

На самом старте производства у Приоры был только один двигатель – 1,6-литровый, 16-клапанный, выдающий 98 л.с. Через полтора года, в сентябре 2008, появился более бюджетный вариант автомобиля – на Приору стали ставить 87-сильные восьмиклапанные моторы. Коробка поначалу была тоже только одна – 5-ступенчатая «механика», впоследствии подвергавшаяся модернизации. Сейчас же линейка моторов Приоры состоит из двух «16-клапанников» (98 и 106 л.с.), а вариантов трансмиссии тоже два – МКПП или роботизированная АМТ.

Факт № 6

На первых Приорах ручки дверей были как на «десятках» – чтобы открыть дверь, нужно было приподнять ручку. Более распространёнными сейчас «вытяжными» ручками Приора обзавелась только в феврале 2008 года. Тогда же стало известно о том, что Приора и Калина будут первыми отечественными машинами, получившими кондиционер. В мае 2008 года поступили в продажу первые Lada Priora с кондиционером. А вот со штатной аудиосистемой – только спустя пару лет, в апреле 2010. Зато система ABS и парктроник появились на Приоре гораздо раньше – в октябре 2007 и в феврале 2008 года соответственно.

Факт № 7

После запуска в производство новой модели некоторое время машины семейств Priora и Lada 110 выпускались параллельно, но Приора довольно быстро вытеснила модель-предшественницу: в марте 2008 года запустился седан Приора, ВАЗ-2170, в феврале 2008 – хэтчбек ВАЗ-2172, а в мае 2009 – ВАЗ-2171. Позднее выпускались также и мелкосерийные модификации – удлиненная Priora Premier, трёхдверная Priora Coupe и спортивная Priora TMS.

Факт № 8

Перед разработчиками Приоры стояла задача вывести машину на новый уровень по пассивной и активной безопасности. И это удалось – в сравнении с прежними моделями АВТОВАЗа это был безусловный шаг вперёд. Нельзя, правда, не вспомнить, что до 3 звёзд Euro NCAP Lada Priora дотянула, уже будучи серийным автомобилем, – в октябре 2008 года, после внедрения ряда улучшений по кузову, повышающих пассивную безопасность. Плюсом к этому шли подушки безопасности (одна в простых комплектациях, две в «люксе», а впоследствии – и боковые подушки в передних сиденьях) и ремни с механизмом преднатяжения. Приора получила несколько важных элементов и по активной безопасности – ABS, парктроник, датчики света и дождя…

Факт № 9

Так получилось, что Приора, как будто благодаря названию, в некоторых моментах действительно стала для АВТОВАЗа первой. Первая Lada с подушкой безопасности в базовой комплектации, первая Lada, успешно прошедшая международные тесты на безопасность пешехода, первая Lada c роботизированной коробкой АМТ.
Седан с чёрной крышей – уже реальность, а остальные типы кузова в спецверсии – пока наша фантазия. Мы провели опрос на тему, какая Приора с чёрной крышей была бы наиболее востребованной, – первое место практически поделили седан и универсал.

Факт № 10

За последние годы Приора пережила несколько важных вех: появились электронная педаль газа и навигатор ГЛОНАСС/GPS, стартовала программа улучшения потребительских свойств, были произведены фейслифт и обновление интерьера с установленной на люксовых вариантах мультимедийной системой, появилась спецверсия с чёрной крышей… С 2007 года по настоящее время выпущено уже свыше 900 000 автомобилей Lada Priora… Будет ли миллион?

«Колеса.ру»

Типовые параметры Bosch МE17.9.7 Lada Priora • CHIPTUNER.RU

Параметр Расшифровка ед. изм. Холостой ход 3000 об/мин
TANS  Температура воздуха °С 15° – 45° 15° – 45°
TMOT  Температура охл. жидкости °С 90° – 101° 90° – 101°
UBSQ  Напряжение бортсети В 13.0 – 14.5 13.0 – 14.5
WPED  Положение педали % 0 10 – 15
WDKBA  Положение дросселя % 1 – 4 6 – 10
NSOL  Желаемые обороты Об/мин 800  —
NMOT  Обороты двигателя Об/мин 800±40 3000±100
MI  Расход воздуха Кг/ч 7.0 – 12 27 – 35
ZWOUT  УОЗ Грд. П.К.В 9±5 30 – 35
WKRV  Отброс угла по детонации Град 0  ‑2.5 – 5
RI_W  Нагрузка % 15 – 25 15 – 25
FHO  Фактор барокоррекции 0.89 – 1.02 0.89 – 1.02
TIEFF  Время впрыска мсек 2.7 – 3.9 2.1 – 5.3
DMVAD  Адаптация регулировки ХХ % ±5  ±5
USVKL  Сигнал с ДК1 В 0.01 – 0.89 0.01 – 0.89
USVKL  Сигнал с ДК2 В 0.01 – 0.89 0.01 – 0.89
FR_W  Коэффициэнт коррекции лямбды 1.0±0.15 1.0±0.15
FRA_W  Коэффициэнт адаптации лямбды 1.0±0.15 1.0±0.15
TATEOUT  Продувка адсорбера % 0 – 12 0 – 18
FUCOTE  Загрузка адсорбера % 0 – 2 0 – 2
MSLEAK  Коэфф. адаптации топлива на ХХ кг ±2.5 ±2.5
MSNDKO  Перетечки на ХХ кг/ч 3 – 5
DTPPSVKMF  Период 1‑го ДК сек < 1.8 < 1.8
FZABGZYL_1‑4  Пропуски зажигания 0 0
FZKATS  Пропуски заж. влияющие на раб. нейтрализатора 0 0
DMLLRI  Тек. коррекция ХХ % ±8
DMLLR  Тек. коррекция ХХ % ±8
AHKAT  Фактор старения нейтрализатора < 0.45 < 0.45
UDKP1  Напр. датчика засллонки 1 B 0.39 – 0.52  —
UDKP2  Напр. датчика засллонки 2 B 2.78 – 2.91  —
UPWG1ROH  Напр. датчика акселератора 1 B 0.31 – 0.52  —
UPWG2ROH  Напр. датчика акселератора 2 B 2.78 – 2.91  —
RINV  Сопротивление  ДК 1 Ом 60 – 140  —
RINH  Сопротивление  ДК 2  Ом 60 – 140  —
B_LL  Бит ХХ Да  Нет
B_LR  Бит регулировки в замкнутом контуре Да  Да
B_LRA  Бит разр. адаптации топливоподачи Да/Нет  Да/Нет
B_SBBVK  Бит готовности ДК 1 Да  Да
B_SBBHK  Бит готовности ДК 2 Да/Нет  Да/Нет
 B_SZCAT  Бит завершения теста нейтрализатора Нет/Да Нет/Да
 B_NOLSV  Бит завершения теста ДК 1  Нет/Да Нет/Да
 B_NOLSH  Бит завершения теста ДК 2  Нет/Да Нет/Да
 B_FOFR1  Бит обучения шкива  Нет/Да Нет/Да
 B_TE  Бит продувки адсорбера  Нет/Да Нет/Да
 DFC_TEV  Бит завершения теста СУПБ  Нет/Да Нет/Да
 B_KUPPL  Бит датчика педали сцепления  Нет/Да Нет/Да
 B_BREMS  Бит датчика педали тормоза  Нет/Да Нет/Да
DFES  Коды неисправностей
 Давление топлива в рампе кПа 380±20 380±20

какое должно быть летом зимой в R14, R15

Оптимальное давление в шинах Лада Приора устанавливается производителем, как номинальная величина. Обычно большинство автолюбителей меняют показатели, относительно погоды и состояния дорог.



Согласно таблице, рекомендуемое давление для версий хэтчбека и седана установлено на отметке 2,0 атмосферы. Не учитываются факторы:
  • состояние дорожного полотна;
  • загрузка машины;
  • тип и модификация применяемой резины;
  • температура воздуха.

Здесь следует выделить разновидность используемых покрышек. Некоторые производители выпускают более жесткие скаты, что заставляет водителей спускать сжатие воздуха ниже рекомендуемого предела.

Давление в колесах Приоры 14 радиуса

Для стоковых шин типа 175/65 R14 летом рекомендуется накачивать по 2,0 Бара, независимо от типа кузова. Порог считается оптимальным для температуры до +25 градусов Цельсия. Дальнейший нагрев увеличивает показатель на 0,1 Атм каждые 10 ⁰С.



Зимой воздух промерзает и уменьшается в объеме, что провоцирует падение накачки в колесах. При эксплуатации машины в холодное время года, пользователь может обнаружить, что при ровной двойке в гараже, после выезда на улицу скаты спускают до 1,6/1,8 Бара. Это нужно предварительно учесть.

Противоположный эффект оказывает продолжительная езда по трассе в летнее время. От интенсивного трения, шины сильно разогреваются. Степень накачки покрышек следует проверять через 30-40 минут непрерывного движения. Иначе скаты могут лопнуть.

Давление в резине Приоры 15 радиуса

На более крупных колесах применяется низкопрофильная резина. По мануалу изготовителя это не учитывается, и накачка остается прежней. Пользователи опытным путем установили, что лучше подкачать шины на 0,1-0,2 атмосферы для обеспечения безопасности движения и подстраховки. На некачественной дороге шины можно прорезать в яме или наехав на бордюр.

Давление в резине Приоры универсал

На таком типе кузова изготовитель устанавливает номинальное давление, равное версии Седан. Этот показатель устанавливается без учета загрузки. При полной загруженности автомобиля задние катки следует подкачать на 0,2-0,3 БАР. Это позволит компенсировать прожим покрышки и выровняет автомобиль.

Давление в скатах Приоры хэтчбек

Тут вовсе нет проблемы с регулированием накачки под загрузку машины. Укороченный кузов позволяет более равномерно распределить нагрузку на колеса. Здесь оптимальным будет поддерживать номинальную подкачку с учетом погоды.

Давление шин для седана

Производитель рекомендует подкачивать шины до накачки 2,1-2,0 Бара для передней и задней оси. Тяжелая моторная часть сильнее давит на колеса, что и является причиной неравномерности прокачки.

Аналогично с другими типами кузова здесь требуется регулировать накачку в зависимости от погодных условий, степени «уваленности» дорожного полотна.

Таблица норм давления в шинах Лада Приора

Оптимальное давление в покрышках указано в таблице.

Размер шинОптимальное наддув, БАР
В нормеЛетомЗимой
ПередЗадВедущиеЗадГлавныеЗад
175/65 R142,02,01,81,72,22,2
185/55 R152,12,11,91,92,32,3

Указанная таблица является заводской. Здесь не учитываются отдельные факторы и нюансы эксплуатации. Каждый пользователь может самостоятельно регулировать давление в зависимости от конкретных условий эксплуатации машины.

Итог

Оптимальная накачка в скатах Приоры устанавливается производителем без учета дороги и погоды. Заводские нормы также не являются обязательными. Таблица содержит лишь рекомендации по накачке.

Какая должна быть компрессия на Приоре в норме

Автомобиль: Лада Приора.
Спрашивает: Черепашка нинзя.
Суть вопроса: при какой минимальной компрессии двигатель работает ещё хорошо?


Здравствуйте. Такое ощущение что двигатель перестал тянуть. Из выхлопной дыма практически нет. Если есть, то после дождя в основном — ПАР. Померили компрессию — 11.6, 14, 12, 14. Мастер сказал что первый цилиндр не особо хороший, но тяга должна быть.

Это нормальная компрессия для Приоровского 16-ти клапанного двигателя?


Заводская компрессия на Лада Приора

Новые двигатели после обкатки могут показывать 16. Это вполне нормально.

Считается, что если компрессия меньше 13 на Приоровском двигателе — то это к скорым проблемам. Двигатель на Приоре очень тяговитый, если компрессия меньше 12, то тяга уже не будет прежней.

То есть минимальная компрессия около 12 атмосфер.

Проверка компрессии

Даже у  машин с солидным пробегом этот параметр не должен снижаться меньше 12 атмосфер. В вашем случае есть проблема с первым цилиндром, причин может быть много. Я бы на вашем месте лез в двигатель с капиталкой только после того, как появится серьёзный масложор или тяга пропадёт совсем.

Приступаем!

Для проверки компрессии на Приоре требуются следующие инструменты:

  • свечная головка;
  • компрессометр;
  • удлинитель;
  • вороток;
  • головка на 10 мм.

Чтобы замерить компрессию на 16-ти клапанном двигателе:

  1. Прогреваем двигатель, чтобы он достиг рабочих температур.

    Рабочая температура.

  2. Для снятия пластмассового кожуха необходимо потянуть его на себя.
  3. Выкручиваем 4 свечи зажигания. Для этого используем ключ на 16.

    Можно осмотреть с фонариком состояние свечных колодцев.

  4. Отсоединяем питание от катушек. Для этого отключаем колодку жгута проводов.
  5. Убедитесь в том, что значение на компрессометре сброшено на ноль. Далее устанавливаем измерительный прибор в отверстие первого цилиндра.
  6. Теперь нужно сесть за руль и выжать педаль газа до упора. Затем заводим движок и крутим стартер до тех пор, пока не перестанет повышаться давление.

    Капиталка близко. Но ездить можно!

  7. Выключаем зажигание. Оцениваем уровень компрессии.

Простой тест прокладки

При недостаточной компрессии необходимо залить немного масла в цилиндр. Затем проводим проверку повторно. При увеличении параметров, проблему следует искать в поршневых кольцах. Если же в результате добавления ничего не изменится, то прокладку головки блока придётся сменить.

Мы бы рекомендовали проверить компрессию первого цилиндра именно таким способом.

Лада Приора: короззионная стойкость кузова, жёсткость

На чтение 5 мин. Просмотров 1.4k.

В линейке автомобилей Лада стоит выделить кузов Лады Приоры – он стал отправной точкой к распространению на Волжском автозаводе новой технологии подготовки кузова к эксплуатации в переменчивых природно-климатических условиях. Есть мнение, что Лада Приора гниет. Это не так, если кузов целый и не аварийный, то гнить он не будет. Правда сначала производства первые машины были с плохой оцинковкой, которые подвергались коррозии.

Больше всего коррозии подвергаются колесные арки, днище — поэтому оно обработано антикором еще с завода. К ним пристает грязь, поверхность этих деталей постоянно покрывается влагой.

Технология производства кузова на Автовазе: из чего он состоит

Производство автомобилей Тольяттинского автозавода отлажено. Сегодня в продаже до сих пор можно встретить новый кузов Лада Приора – потому что их наделали на несколько лет вперед. Мощности завода позволяют заниматься сборкой серийных моделей и опытно-промышленным производством.

Один из отделов до 2018 года занимался строго семейством «Приор». На АвтоВАЗ кузовное производство проходит на трех линиях по типам кузова: универсал, седан, пятидверный хэтчбек.

Процесс сборки кузова начинается со стальных рулонов – из них формируется рама, навесные элементы. К ним относятся двери, капот, крышка багажника и два бампера. После того как каркас будущего автомобиля сформирован и сварен, он проходит стадию грунтовки. Для этого его опускают в промышленную «ванну» со специальным грунтом для автомобилей. На этих этапах начинается «рождение» будущих гнилых Приор – если фосфатная пленка в отдельных участках металла слишком тонкая, она не защитит машину от коррозии.

На финальном этапе подготовки проходит машинная окраска, а затем сотрудники завода выполняют покраску мелких элементов внутри каркаса машины. Наконец, собранный, покрашенный кузов проверяют бригады специальных сотрудников, они проверяют соответствие качеству – отсутствие зазоров, правильное положение дверей, движение петель и т.д.

Оцинкован ли кузов Приоры

Качество обработки цинком кузовов семейства Приор менялось с каждым годом. В первые два года выпуска, когда завод собирал только седаны и пятидверные хэтчбеки, проводилась холодная оцинковка узловых соединений, в том же году обновили процедуру нанесения лакокрасочного покрытия. Машинам этого года производства уже 11-12 лет, их нещадно постигает ржавчина.

Начиная с 2009 года производилась частичная холодная оцинковка кузова. Состояние покрытия автомобилей прошедших лет производства зависит не только от качества нанесенного покрытия, но и от среды, в которой эксплуатировалась машина. В первые пару лет оно будет практически идеальным.

Технология холодной оцинковки Приоры подразумевает собой антифорезный грунт, в который включена лишь примесь цинка. Эффективность технологии мала по сравнению с другими общеизвестными. На металле с холодной оцинковкой толщина слоя составит всего 10 мкм. Таким слоем при частичной обработке покрываются узловые соединения, арки, днища, пороги и низ дверей.

Самостоятельная обработка кузовной детали Приоры обойдется не так дорого – все зависит от толщины наносимого Вами слоя. Особенности кузова Приоры подразумевают бережную обработку щелей, внутренних сторон кузовных элементов.

Гниет ли днище кузова Приоры

Гнилое днище автомобиля Приора – это страшный сон всех владельцев. АвтоВАЗ дает гарантию 6 лет без сквозной коррозии. Коррозия машин 2007-2008 года производства началась относительно рано – как было сказано ранее, проводилась грунтовка только узловых соединений.

На автомобилях, выпускавшихся с 2009 года, при обычных условиях эксплуатации коррозия кузовных элементов начинается только через 200 000 км пробега – это усредненный показатель. Коррозия начнется и раньше, если управлять автомобилем в очень неблагоприятных условиях – в сельской местности с большой влажностью.

Особенности кузовов Лада Приора

Три типа кузова семейства Приор выпускались серийно – пятидверный хэтчбек, универсал и седан. Отдельно производились купе – трехдверные хэтчбеки, которые пользовались более низким спросом, и для них пришлось немного переработать пропорции – увеличить задние крылья и ширину передних дверей.

Размеры кузовов отличаются незаметно – всего на несколько миллиметров (короче всего хэтчбеки – 421 см, длиннее – седан – 435 см). Показатель жесткости на кручение ВАЗ-2170 равен 12 000 Нм/град – выше относительно других моделей Лада, выпускавшихся в период дорестайлинговой Приоры.

Как увеличить жесткость кузова Лада Приора

Идеальная жесткость каркаса автомобиля ведет к снижению вибрации деталей автомобиля во время движения к нулю. Как следствие, снижается нагрузка петлей дверей и узловые агрегаты автомобиля – они меньше «расшатываются», а в салоне снижается уровень шума даже без дополнительной изоляции.

Главный плюс такой модернизации – улучшение курсовой устойчивости автомобиля. В поворотах машина будет чувствовать себя более уверенно, потому что, колеса будут проворачиваться с большей синхронностью и точностью.

Приору можно тюнинговать, увеличив жесткость на кручение на 25% — то есть, до 15 000 Нм/град.

Усиление сводится к установке следующих распорок:

  1. Прежде всего, под капотом ставится распорка спереди сверху и снизу, закрепляя «на месте» агрегаты и элементы подвески;
  2. Еще одна распорка в багажнике по периметру ставится вплотную к спинкам сидений и уменьшает люфт элементов задней подвески;
  3. Еще одним элементом, который ставится на Приоры реже, считается распорка на пороги. Ее установка «замкнет» некий дополнительный круг, усиливающий жесткость кузова на кручение. Главная задача этой распорки – равномерно распределить работу между колесными парами.

Что повлияет на жесткость кузова

Жесткость на кручение во всех автомобилях закладывается еще в момент определения толщины металла. Есть некоторый промежуток чисел, который подходит одновременно под два лимита. Первый – максимально допустимая масса автомобиля (слишком тяжелые кузовные элементы – это совсем не оптимальное решение). Второй – минимально допустимая толщина металла для приличной прочности каркаса машины.

В дальнейшем жесткость на кручение увеличивается с помощью внутреннего обвеса – заводских и кастомных (установленных автовладельцем деталей иных производителей) распорок, которые создают давление на противоположные концы кузова, тем самым снижая амплитуду их колебаний и саму вибрацию.

Как правильно расшифровать коды ошибок Lada Priora: описание и фото

Как и любой современный автомобиль, Лада Приора оборудована десятками всевозможных датчиков, от функционирования которых зависит состояние основных систем транспортного средства. Диагностика машины на предмет ошибок позволяет обнаружить все неисправности датчиков с целью устранения поломок. Сейчас вы узнаете, как расшифровываются коды ошибок Приора и как самостоятельно произвести диагностику бортового компьютера (далее — БК).

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Диагностика своими силами

Различные поломки датчиков и других устройств могут спровоцировать увеличенный расход бензина, некорректную работу мотора, повышенный износ элементов систем авто. Несмотря на наличие ошибок, Ваз Приора будет ездить до тех пор, пока из-за них водителю не придется делать дорогостоящий ремонт.

Автомобиль ВАЗ Приора

Чтобы автомобилисту не пришлось внезапно столкнуться необходимостью ремонта, на ВАЗ Приора устанавливается специальный контроллер, при помощи которого водитель может произвести диагностику поломок. Это можно сделать как при помощи специального дополнительного оборудования, так и установленного в машине бортового компьютера.

По факту для проведения диагностики автовладельцу достаточно будет нажать несколько кнопок и считать комбинации неисправностей.

К примеру, у вас нет специального тестера, поэтому мы рассмотрим диагностику транспортного средства на предмет ошибок, используя бортовой компьютер. БК встроен в приборную панель и с его помощью можно считать комбинации неисправностей. Для этого необходимо активировать режим тестирования авто.

Стрелки на приборной панели перемещаются до максимальных значений при проведении самостоятельной диагностики транспортного средства
  1. Для начала отключите зажигание. После этого зажмите кнопку сброса суточного пробега и включите зажигание. Обратите внимание: кнопка при этом должна быть зажата.
  2. На приборной панели транспортного средства есть жидкокристаллический индикатор, наблюдайте за ним. Когда вы включите зажигание, все значки начнут светиться, а все стрелки (спидометра, тахометра, датчика температуры антифриза, состояния уровня бензина) начнут перемещаться до максимальных значений и обратно. То есть, если все стрелки будут вести себя так, как описано здесь, то это означает, что датчики и индикаторы функционируют корректно.
  3. Теперь вам нужно найти кнопку переключения функций БК — она расположена на подрулевом правом переключателе. Нажав на нее, на экранчике отобразится версия программного обеспечения (от 1.0 и выше).
  4. Еще раз нажмите на эту кнопку. На экранчике начнут появляться комбинации неисправностей. Если необходимо, то здесь же вы можете сбросить данные об ошибках. Чтобы сделать это, нажмите и удерживайте в этом состоянии кнопку сброса километража дневного пробега около трех секунд.
Появление комбинации неисправности на жидкокристаллическом экранчике при проведении самостоятельной диагностики

Расшифровка кодов

Что же, если произвести проверку авто на предмет неисправностей у вас получилось, то тогда необходимо расшифровать комбинации ошибок, иначе зачем вообще нужна диагностика?

Самостоятельная диагностика

Рассмотрим расшифровку комбинаций неисправностей, которые вы можете считать при самостоятельной проверке Лады Приоры.

НомерНеисправность
2При самостоятельной проверке этот код свидетельствует об увеличенном показателе напряжения в бортовой сети. Рекомендуется произвести проверку основных электроцепей.
3Сообщается об ошибках в работе датчика контроля уровня бензина в топливном баке.
4Данный код свидетельствует о неполадках в работе датчика контроля уровня температуры хладагента.
5Поломка в работе датчика температуры окружающей среды. Сведения, поступающие на устройство, могут быть неточными.
6Сообщается о перегреве мотора, возможно закипание антифриза.
7БК сообщает автовладельцу об аварийном давлении смазывающей жидкости.
8Зафиксированы неисправности в работе тормозной системы. Это может свидетельствовать о дефектах, которые впоследствии могут отразиться на безопасности водителя и пассажиров.
9Сообщается о разряженном аккумуляторе.
Е (EEPROM)Зафиксированы неисправности в пакете данных.
Стрелки на приборной панели перемещаются до максимальных значений при проведении самостоятельной диагностики транспортного средства, также на панели горят все значки

Обратите внимание: если кнопка переключения функций бортового компьютера не будет нажиматься более 10 секунд, то приборная панель вновь перейдет в рабочее состояние.

Поломки в системе зажигания

Если вы не смогли провести проверку своей ВАЗ Приора самостоятельно, то можно сделать это при помощи специального тестера. В этом случае код ошибки будет представлять собой комбинацию из буквы и четырех цифр:

  • Р — означает поломку в работе электронных систем ДВС;
  • С — неисправности в работе шасси;
  • В — поломка в электронике салона авто;
  • U — свидетельствует об ошибке в совместной работе разных систем;
  • цифра 0 обозначает код OBD-2;
  • 1 и 2 — код предприятия;
  • 3 — резервный код.
 Загрузка …
КомбинацияОписание поломки
Р0300Блок управления передает сигнал об отсутствии искры во всех цилиндрах двигателя 16 клапанов авто.
Р0326Некорректный сигнал, поступающий на блок управления с датчика детонации. Рекомендуется произвести более тщательную проверку устройства.
Р0327В цепи датчика детонации произошел обрыв или замыкание. Следует проверить цепь.
Р0335, Р0336Возникли ошибки в работе датчика коленчатого вала. Кроме того, такие комбинации могут свидетельствовать о некорректном сигнале, поступающем с устройства на бортовой компьютер.
Р0337Устройство контроля положения коленчатого вала замыкает на массу.
Р0338Произошло короткое замыкание или обрыв в цепи датчика коленвала.
Р0342В цепи датчика фар зафиксирован слишком низкий сигнал
Р0343Зафиксирован слишком высокий сигнал в цепи того же устройства.
Р0422Произошла поломка нейтрализатора, рекомендуется заменить устройство.
Р0444Блоком управления Лада Приора зафиксирован обрыв в проводке клапана адсорбера.
Р0445Клапан адсорбера закоротил на массу.
Р0480Произошел обрыв в проводке реле вентилятора, следует произвести проверку реле и при необходимости заменить его.
Р0481В проводке вентилятора системы охлаждения произошло замыкание.
Разъем для проведения самостоятельной диагностики автомобиля ВАЗ Приора

Коды ошибок топливной и воздушных систем

КодыОписание
Р0030Блок управления зафиксировал обрыв в цепи от устройства нагрева кислородного датчика до нейтрализатора выхлопных газов.
Р0031Сообщается о коротком замыкании на массу в цепи кислородного датчика.
Р0102Зафиксирован некорректный уровень сигнала в электроцепи устройства контроля массового расхода воздуха.
 Р0116С устройства контроля температуры охлаждающей жидкости поступает некорректный сигнал. Следует проверить электроцепь и состояние самого устройства.
 Р0122С ДПДЗ на бортовой компьютер поступает неверный сигнал.
 Р0130Вышел из строя датчик контроля уровня кислорода.
Р0171Блок управления зафиксировал чрезмерное количество воздуха в топливной смеси.
 Р0172Бортовой компьютер зафиксировал чрезмерное количество бензина в топливной смеси.
Р0201 — Р0204Блок управления Лада Приора зарегистрировал обрыв в проводе одной из четырех форсунок.
Р0217Этот код неисправности означает перегрев мотора.
Р0230Зафиксирован сбой в работе электроцепи реле электрического топливного насоса. Необходимо произвести полную диагностику электроцепи на предмет выявления обрывов и замыканий.
Р0261В проводке форсунки первого цилиндра произошло короткое замыкание.
Р0263Вышел из строя драйвер первой форсунки.
Р0266Произошла поломка в работе драйвера второй форсунки.
Р0269Блок управления зарегистрировал ошибки в функционировании драйвера третьей форсунки.
Р0272Вышел из строя драйвер четвертой форсунки.
Р0264,  Р0267, Р0270Одна из этих комбинаций свидетельствует о замыкании в цепи второй, третьей или четвертой форсунки.

Видео «Ошибка блока управления 1602»

В этом видео автор рассказывает об ошибке пропадания питания на ЭБУ автомобиля ВАЗ Приора.

ЗВЕРЬ 2

Байесовский филогенетический вывод — дело сложное. Добавьте несколько калибровок или предварительных оценок, и все может стать неприятным, если вы не будете осторожны. На этой странице я делаю краткий обзор некоторых древовидных априорных значений, доступных в BEAST, и того, как они могут повлиять на оценку дат (и, следовательно, на скорость) при обычном использовании.

В иллюстративных целях этого примера я собираюсь использовать небольшой набор данных о Primates (Primates.nex), который доступен в дистрибутиве BEAST.Для каждого предшествующего дерева мы проведем байесовский анализ и откалибруем время расхождения дерева, предоставив однородное предварительное распределение (0,1-10) по общей скорости эволюции (параметр clock.rate). Это предварительное распределение имеет среднее значение 5,05. В общем, мне совершенно не нравятся унифицированные априорные значения, поскольку они обычно плохо отражают наши предварительные знания. Однако в этом случае будет использоваться равномерное распределение, чтобы выявить, оказывает ли предшествующее дерево какое-либо непредвиденное влияние на предыдущий коэффициент.Поскольку все последовательности были отобраны в одно и то же время, данные не должны предоставлять информации о скорости эволюции, поэтому мы можем ожидать, что апостериорное распределение скорости просто восстановит предыдущее, которое мы используем.

Приоритет сливающегося дерева — Постоянный размер — Однородный предшествующий размер популяции

Для первого прогона я буду использовать предварительное слияние дерева, которое предполагает (* неизвестно *) постоянный размер популяции во времени. Это предварительное дерево больше всего подходит для деревьев, описывающих отношения между особями одной и той же популяции / вида.Этот предыдущий имеет параметр (constant.popSize), который будет выбран MCMC. Поскольку параметр также является частью состояния MCMC, для него также должно быть указано предварительное распределение. Предварительное распределение по умолчанию является равномерным с очень высокой верхней границей. В этой настройке апостериорное распределение ставки выглядит так:

Как вы можете видеть, апостериорное среднее значение составляет 2,3 +/- 0,144, тогда как предыдущее среднее значение составляло 5,05. Почему предыдущее дерево повлияло на оценку скорости? Ответ немного сложен, но, говоря простыми словами, слитный априор постоянного размера (с постоянным априорным значением на константе.popSize) предпочитает большие деревья. Он предпочитает большие деревья, потому что, когда параметр constant.popSize большой, объединяющий априор предпочитает большие деревья, а поскольку априорный элемент constant.popSize является однородным с очень высокой границей, constant.popSize может стать большим. Модель может создавать большие деревья без изменения длины ветвей (с точки зрения количества генетических изменений) за счет соответствующего снижения скорости эволюции. Следовательно, это предварительное дерево предпочитает более низкие ставки. Этот эффект описан в оригинальной статье о методологии MCMC, лежащей в основе BEAST (Drummond et al, 2002), и его легко исправить.Все, что нам нужно сделать, это изменить приоритет на constant.popSize, чтобы он не предпочитал большие деревья.

Coalescent Tree Prior — Постоянный размер — Jeffreys Prior on Population Size

Оказывается, очень естественным априорным значением для параметра constant.popSize является априор Джеффри (см. Drummond et al, 2002, чтобы узнать, почему это естественно, и некоторые модели, демонстрирующие это). Вот апостериорное распределение скорости при использовании априорного значения Jeffreys для параметра constant.popSize в примере с приматами:

Как видите, среднее апостериорное значение равно 5.2 +/- 0,125, и распределение выглядит довольно равномерным (если бы я запустил его дольше, он выглядел бы еще лучше). Напомним, что предыдущий средний показатель составлял 5,05. Другими словами, нет существенной разницы между предельным апостериорным распределением по скорости и предельным априорным распределением. Как и следовало ожидать, апостериор просто отражает апостериор. Это намного приятнее. Мораль истории: используйте априор Джеффри при использовании коалесцирующего агента постоянного размера (если у вас нет информативного априорного распределения константы.popSize). Более поздние версии BEAST, вероятно, будут иметь Jeffreys в качестве опции по умолчанию для этого параметра.

Приор Святочного дерева — Униформа приор по рождаемости

Для третьего прогона я буду использовать предварительное дерево Йоля, которое предполагает (неизвестно) постоянный коэффициент рождаемости по линии для каждой ветви дерева. Этот предварительный вариант дерева больше всего подходит для деревьев, описывающих отношения между особями разных видов. Параметр yule Priority (yule.birthRate) часто рассматривается как описывающий чистую скорость видообразования.Этот предыдущий параметр (yule.birthRate) будет выбран MCMC. Поскольку параметр также является частью состояния MCMC, для него также должно быть указано предварительное распределение. Предварительное распределение по умолчанию является равномерным. Используя это дерево до апостериорного распределения ставки, выглядит так:

Как видите, среднее апостериорное значение составляет 4,9 +/- 0,16. Это не сильно отличается от нашего предыдущего дистрибутива и, следовательно, ведет себя так, как мы ожидаем.

Почему разные приоры дерева ведут себя по-разному?

Так почему же на юле мундир приора.BirthRate работает так, как мы ожидаем, когда не было униформы приора на constant.popSize? Ответ заключается в способе параметризации различных моделей. Если бы коалесцентный априор был параметризован параметром, равным 1 / constant.popSize, то унифицированный априор вел бы себя хорошо (фактически, Jeffreys Prior выполняет эту повторную параметризацию). И наоборот, если бы модель дерева Юла была параметризована параметром, равным 1 / yule.birthRate (который представлял бы среднюю длину ветки), она вела бы себя * плохо * аналогично слиянию предшествующего с постоянным априорным константой.popSize.

И прежде чем вы начнете думать, что мы неправильно параметризовали коалесцентный априор — нет правильной параметризации для всех вопросов. Для некоторых гипотез одно априорное распределение является правильным, для других лучше работает другое априорное распределение. Важно понимать, как ваши индивидуальные маргинальные априорные факторы взаимодействуют друг с другом. Если вы проводите датировку времени расхождения и оценку скорости, вы должны знать, что предшествующее дерево может повлиять на оценки скорости и наоборот.

Наконец, если у вас есть хорошие априорные распределения по временам и скоростям дивергенции (например, нормальные или логнормальные распределения), то большинство этих эффектов становится незначительным.

Влияние предварительного дерева на оценку тактовой частоты во время эпидемических вспышек

Значимость

Данные генетического секвенирования патогенов позволяют количественно оценить скорость эволюции вместе с эпидемиологической динамикой с использованием байесовских методов филодинамики. Такие инструменты особенно полезны для своевременного получения информации о вновь возникающих эпидемических вспышках.Во время эпидемии болезни, вызванной вирусом Эбола в Западной Африке, первоначально была оценена необычно высокая скорость эволюции, что способствовало обсуждению потенциальной опасности быстрого превращения штамма в еще более опасный вирус. Мы показываем здесь, что такие высокие темпы эволюции не обязательно реальны, но могут быть результатом методологических предубеждений в анализе. Несмотря на то, что большинство анализов данных о вспышках эпидемий проводится таким образом, что эти ошибки могут присутствовать, мы предлагаем решение, как преодолеть эти ошибки в будущем.

Abstract

Байесовская филогенетика направлена ​​на оценку филогенетических деревьев вместе с эволюционными и динамическими параметрами популяций на основе генетических последовательностей. Было отмечено, что тактовая частота, один из эволюционных параметров, уменьшается с увеличением периода дискретизации последовательностей. В частности, тактовая частота эпидемических вспышек часто оценивается выше, чем долгосрочная тактовая частота. Очищающий отбор был предложен в качестве биологического фактора, способствующего этому явлению, поскольку он со временем удаляет слегка вредные мутации из популяции.Однако другие факторы, такие как методологические предубеждения, также могут играть роль и затруднять биологическую интерпретацию результатов. В этой статье мы идентифицируем методологические предубеждения, возникающие из-за выбора предшествующего дерева, то есть модели, определяющей эпидемиологическую динамику. С помощью моделирования мы демонстрируем, что неправильное определение предшествующего дерева может привести к смещению предполагаемой тактовой частоты в сторону увеличения и что взаимодействие различных моделей, участвующих в выводе, может быть сложным и неинтуитивным.Мы также показываем, что выбор предшествующего дерева может повлиять на вывод о тактовой частоте в реальных наборах данных вируса Эбола (EBOV). В то время как обычно используемые древовидные априорные значения приводят к очень высоким оценкам тактовой частоты для последовательностей с начальной фазы эпидемии в Сьерра-Леоне, древовидные априорные значения, учитывающие структуру населения, приводят к оценкам, согласующимся с долгосрочным показателем EBOV.

Байесовский вывод — мощный инструмент для изучения филогенетики и филодинамики. Это позволяет бесшовно интегрировать сложные модели с различными параметрами с различной степенью неопределенности.Вместо точечных оценок мы можем вычислить предельные апостериорные распределения наших интересующих параметров, включая общую неопределенность параметров, при условии, что модель соответствует данным. Хотя байесовская филогенетическая структура в целом концептуально проста, проведение анализа может быть очень сложным, поэтому были разработаны специальные программные инструменты (1–4).

Одни только данные последовательности позволяют нам вывести филогенетические деревья, в которых длины ветвей соответствуют ожидаемому количеству замен вдоль этой ветви.Для данных последовательностей, собираемых последовательно во времени, даты последовательностей информируют нас о длинах ветвей и скорости замещения в календарных единицах времени при условии, что эволюция происходит во временной шкале, которая была выбрана (5). Для быстро эволюционирующих патогенов, таких как РНК-вирусы, данных, полученных в результате серийных выборок, собранных только в течение нескольких месяцев, может быть достаточно для оценки календарной шкалы времени. Для изучения недавней макроэволюционной истории образцы древней ДНК (аДНК) (6) могут сообщить нам календарную шкалу времени.Макроэволюционным процессам в глубокое время не хватает последовательностей с последовательной выборкой. Вместо этого современные последовательности вместе с образцами окаменелостей используются для калибровки времени филогенетических деревьев (7).

В качестве параметра модели тактовая частота, а именно скорость изменений нуклеотидов в единицах календарного времени, хорошо определена и вместе с длиной ветви (в единицах календарного времени) определяет ожидаемую величину изменения нуклеотидов вдоль ветви. Эти изменения могут быть мутациями или заменами.Многие модели и анализы подтверждают тот факт, что существует несколько разных тактовых частот, различающихся между филиалами и площадками. Поэтому сравнения тактовых частот необходимо проводить очень осторожно. Тем не менее, такие сравнения показали для множества различных наборов эмпирических данных, полученных в результате вирусных вспышек, что тактовая частота снижается по мере увеличения периода выборки (8). Это также наблюдалось во время эпидемии болезни, вызванной вирусом Эбола (БВВЭ) в 2013–2016 годах в Западной Африке, где раннее исследование показало повышенный уровень замещения (9) (хотя и с большой степенью неопределенности).Дальнейший сбор данных показал, что замены происходят с той же скоростью, что и долгосрочные наблюдения (10).

Феномен, заключающийся в том, что оценка тактовой частоты зависит от шкалы времени, используемой для калибровки, не ограничивается вирусами и впервые наблюдался более 10 лет назад на митохондриальной ДНК птиц и приматов (11). В этой статье (11) предполагается, что наиболее вероятной причиной является неполный очищающий отбор. В более короткие сроки в данных все еще наблюдаются слегка вредные мутации, которые искусственно завышают тактовую частоту.В течение более длительного периода времени эти мутации удаляются из-за очищающего отбора (см. Ссылку 12 для иллюстративного примера). Однако быстро было показано, что очищающий отбор сам по себе не может объяснить наблюдаемое снижение (13). Множество других факторов, таких как ошибки калибровки, неправильная спецификация модели и ошибки последовательности, могут влиять на завышенные оценки тактовой частоты (см. Ссылку 12 для обзора). Споры о том, какие из этих факторов вносят вклад и в какой степени, все еще продолжаются, особенно в отношении вопроса о том, насколько большую роль играет очищающий отбор (14–16).Для понимания сложного взаимодействия важны как исследования с использованием моделирования, так и анализ наборов эмпирических данных.

Для датированного по времени филогенетического анализа в байесовской структуре нам необходимо указать, по крайней мере, эволюционную модель, состоящую из модели часов и модели замещения, вместе с динамической моделью популяции, определяющей предшествующее дерево. Эти компоненты взаимодействуют способом, который иногда противоречит здравому смыслу. Были предприняты некоторые усилия, чтобы облегчить исследователям выбор наиболее подходящих часов и моделей замещения (17⇓⇓⇓⇓ – 22), но меньше усилий было приложено для предварительного выбора подходящего дерева.Даже если нас интересует только тактовая частота и интегрируют неопределенность в пространстве дерева, предшествующее дерево все еще может оказывать заметное влияние на апостериорное распределение эволюционных параметров. Несмотря на то, что модели для часов и дерева являются независимыми компонентами анализа, длина дерева (т. Е. Сумма всех длин ветвей) и тактовая частота сильно коррелированы с отрицательной корреляцией, поскольку их продукт должен объяснять наблюдаемое общее разнообразие в данных. Хотя мы явно указываем априор прямо на тактовой частоте, это неверно для длины дерева.Скорее, длина дерева получается априорной косвенно из заданного априорного дерева. Это косвенное влияние подробно не изучалось, за исключением некоторых аналитических результатов для объединенной (23) и модели Юла (24) с современными наконечниками. Насколько нам известно, результаты для советов, взятых из серийной выборки, или для процессов рождения и смерти, недоступны.

Новые модели приоров деревьев регулярно исследуются с использованием имитационных исследований, в которых сама модель или более простые модели используются для генерации филогении и выравнивания последовательностей (25, 26).Хотя это ценный вклад в демонстрацию того, что модель может восстанавливать истинные значения при идеальных обстоятельствах, он не дает никакой информации о надежности выводов о нарушениях допущений, лежащих в основе модели.

Все доступные в настоящее время предварительные данные о деревьях являются огромным упрощением всего диапазона динамики, наблюдаемой в реальной эпидемии. Таким образом, вероятно, что истинное дерево будет очень плохо поддерживаться предыдущим деревом. Если данные достаточно информативны, предшествующее не будет существенно влиять на апостериорное, и истинное дерево может быть восстановлено, учитывая, что оно имеет ненулевую плотность вероятности под предшествующим деревом, независимо от того, насколько нетипично дерево под предшествующим деревом.Однако в сценариях с ограниченными данными (например, в начале эпидемии) использование предварительного дерева, которое дает плохое описание эпидемиологического процесса, может привести к сильно смещенным оценкам параметров модели.

В этой статье мы идентифицируем некоторые нетривиальные концептуальные проблемы, возникающие при выборе дерева априорных значений при оценке тактовой частоты. В частности, мы проводим имитационное исследование с использованием фиксированного эмпирического, а не смоделированного дерева, и моделируем эволюцию последовательности на этом дереве.Мы получили эмпирическое дерево на основе анализа последовательностей из Гвинеи во время эпидемии БВВЭ в 2013–2016 годах (27, 28). Использование эмпирического дерева (а не смоделированного дерева с использованием предшествующего дерева) позволяет нам оценить надежность вывода (известной) тактовой частоты из смоделированных последовательностей, когда предшествующее дерево потенциально плохо моделирует лежащее в основе дерево. Путем моделирования с использованием известных моделей замещения и часов мы гарантируем, что любые отклонения, наблюдаемые в выводе, должны быть вызваны предшествующим деревом, а не другими усложняющими факторами, такими как неполный очищающий отбор, которые играют роль в реальном мире.

Мы показываем, что для коротких и умеренных длин последовательностей смоделированные данные недостаточно информативны, чтобы приводить к несмещенным оценкам тактовой частоты или длины дерева, при использовании обычно используемых предварительных значений дерева моделей слияния и рождения – смерти с неструктурированными популяциями. Затем мы анализируем данные секвенирования в Гвинее, а также набор данных, отобранный в течение первого месяца эпидемии в Сьерра-Леоне (9), используя классические древовидные априорные значения, игнорирующие структуру населения, а также предварительный древовидный учет структуры населения.Мы показываем, что предварительные значения дерева, предполагающие популяцию без структуры, приводят к завышению тактовой частоты Сьерра-Леоне по сравнению с долгосрочными оценками для вируса Эбола (EBOV). Древовидная модель, которая учитывает структуру населения, приводит не только к лучшему соответствию данным, но и к оценкам тактовой частоты Сьерра-Леоне, которые хорошо согласуются с оценками, полученными нами для Гвинеи, а также с долгосрочными оценками. для EBOV.

Результаты

Моделирование.

Эмпирическое дерево, используемое для моделирования последовательностей для исследования моделирования, показано на рис.1 А . Очевидно, что это дерево менее сбалансировано, чем типичное сливающееся дерево постоянного размера (сравните с SI Приложение , рис. S2). Средняя оценка и 95% интервалы наивысшей апостериорной плотности (HPD) для тактовой частоты, высоты дерева, длины дерева и общего расхождения для каждого экземпляра исследования моделирования при объединении постоянного размера показаны на рис.1 B и SI. Приложение , рис. S3 A . Пунктирные линии на каждой панели указывают истинные значения.Интервалы HPD для высоты дерева и общего расхождения включают истинное значение во всех повторениях, кроме одной, для каждой длины последовательности и становятся меньше с увеличением длины последовательности. Оценки тактовой частоты и длины дерева не включают истинное значение ни в одном из 30 повторов для дерева длиной до 1000 последовательностей. Оценки смещены в сторону увеличения и уменьшения соответственно. Смещение и дисперсия уменьшаются по мере увеличения длины последовательности ( SI Приложение , рис. S3 D ), но истинное значение покрывается только интервалами HPD 7 и 8 из 10 повторений для длины последовательности 15000, для дерева длина и тактовая частота соответственно.Без каких-либо данных последовательности (т. Е. Длина последовательности равна 0), среднее предполагаемое значение для тактовой частоты несмещено, и все интервалы HPD содержат истинное значение, как и ожидалось, поскольку априорное значение сосредоточено вокруг истинной скорости ( SI Приложение , Рис. S4 A ).

Рис. 1.

Результаты моделирования. ( A ) Дерево, которое использовалось в имитационном исследовании [это дерево является деревом максимального доверия к кладам (MCC) анализа в рамках модели горизонта рождения и смерти на наборе данных, состоящем из кодирующих областей 236 геномов EBOV, взятых из пациенты в Гвинее].( B ) Срединные значения и 95% интервалы HPD для ключевых параметров, оцененных на основе смоделированных последовательностей. Пунктирными линиями показаны истинные значения, использованные при моделировании. Тактовая частота указывается в заменах на участок в год, высоте дерева и длине дерева в годах, а также в общем расхождении (произведение тактовой частоты и длины дерева) в заменах на участок. ( C ) Распределение топологий выборок апостериорного дерева для анализа смоделированных наборов данных с различной длиной последовательности, где мы спроецировали евклидовы расстояния между вещественными представлениями топологий на двумерное пространство.Красный крест отмечает настоящее дерево.

Рис. 1 C показывает апостериорное распределение топологий деревьев для первой реплики (из 10), спроецированной на двумерное евклидово пространство (29), после понижающей дискретизации до 101 дерева на длину последовательности и отбрасывания 10% как прожиг -в. Точки, представляющие топологии, полученные с помощью данных последовательности, образуют кластер вокруг истинной топологии (отмечен красным крестом), в то время как топологии, возникающие в результате анализа без данных последовательности, четко разделены.

Чтобы проиллюстрировать, что вышеупомянутые смещения являются результатом того, что эмпирическое дерево Гвинеи сильно отличается от типичного сливающегося дерева (т. Е. Предшествующего дерева), мы повторили исследование моделирования на 10 деревьях, смоделированных с помощью слияния постоянного размера. Как и ожидалось, около 95% HPD содержат истинные значения. Кроме того, наблюдаемые смещения очень малы, и оценки параметров становятся несмещенными с очень маленькими интервалами HPD для последовательностей длиной 500 или более ( SI Приложение , рис.S5 и S6).

Мы оценили надежность наших результатов, повторив исследование моделирования с разными тактовыми частотами ( SI, приложение , рис. S3 и S4) и с менее информативной тактовой частотой до ( SI, приложение , рис. S7 и S8). . Далее мы изменили предположение о постоянном размере популяции сливающегося дерева на экспоненциальный рост ( SI, приложение , рис. S9), а также повторили эксперимент с предшествующим деревом рождений и смертей ( SI, приложение , рис.S10). Наконец, было отмечено, что неправильное исследование топологического пространства может привести к смещению оценок длины ветвления (30). Чтобы проверить, является ли эта гипотеза ответственной за наблюдаемые смещения, мы зафиксировали топологию дерева (но не длину ветвей) на топологии эмпирического дерева ( SI, приложение , рис. S11). Хотя величина систематических ошибок меняется между анализами, одна и та же картина остается видимой во всех наших анализах чувствительности.

SI Приложение , рис.S12 показывает анализ смоделированных сопоставлений в рамках максимальной вероятности с использованием инструментов RAxML (31) и датирования методом наименьших квадратов (32). В этом случае тактовая частота немного занижена для последовательностей длиной 100, тогда как она была сильно завышена в байесовской структуре. Для последовательностей длиной 500 и более истинное значение находится в пределах 1 SD от предполагаемого среднего.

Эмпирическое исследование Эболы.

На рис. 2 показаны результаты для двух наборов данных EBOV. Для набора данных Гвинеи модель рождаемости и смерти дает наивысшую тактовую частоту со средним значением примерно 1.3 × 10−3 замены на сайт в год. По всем другим моделям предполагаемая скорость немного ниже 1,2 × 10-3 замен на сайт в год. Интервалы HPD в значительной степени перекрываются. Эти оценки хорошо согласуются с долгосрочными показателями, оцененными в ходе эпидемии [∼1,2 × 10–3 замены на участок в год (10)]. Для высоты дерева выделяются большие интервалы HPD для постоянного слияния. Эта модель также имеет наивысшую медианную величину, составляющую около 1,1 года, в то время как самая низкая оценка, составляющая чуть менее 1 года, получена в рамках модели рождения – смерти.Предполагаемая длина дерева показывает тенденцию, противоположную тактовой частоте: модель рождения – смерти дает среднюю оценку 17 лет, тогда как другие модели дают оценку от 18 до 19 лет. По полному расхождению заметных отличий между какими-либо моделями нет.

Рис. 2.

Медиана и 95% интервалы HPD для ключевых параметров, выведенных из наборов данных Гвинеи ( A ) и Сьерра-Леоне ( B ) под разными предварительными деревьями. Информацию о единицах измерения см. На рис.1 легенда.

Для Сьерра-Леоне все неструктурированные модели приводят к средней оценке тактовой частоты примерно 2 × 10–3 замен на участок в год. Напротив, структурированная коалесцентная модель дает среднюю скорость 1,3 × 10-3 замен на сайт в год, что согласуется с долгосрочной скоростью, оцененной в течение эпидемии [~ 1,2 × 10-3 замен на сайт в год. (10)]. Для длины дерева наблюдается обратная тенденция. В то время как неструктурированные модели дают оценки около 1.Через 5 лет структурированная коалесценция приводит к среднему значению 2,3 года. Аналогичным образом, для высоты дерева медианы неструктурированных моделей составляют около 0,3 года, но модели рождаемости и смерти приводят к более узким интервалам HPD, чем объединенные модели. Используя структурированную коалесценцию, где мы назначили демы на основе генетического сходства (подробности см. В приложении SI , вспомогательные методы ), мы получаем гораздо больший интервал HPD около медианы 0,46 года. Опять же, мы не находим заметной разницы для полного расхождения.

SI Приложение , рис. S13 показывает результаты сравнения моделей. Для обоих наборов данных структурированная объединенная модель явно является наиболее подходящей моделью среди исследованных. Мы оценили надежность этого вывода, проведя выборку по траектории с различным количеством шагов ( SI, приложение , таблица S2). Хотя структурированная объединенная модель всегда лучше всего подходит, рейтинг других моделей варьируется.

Назначение демов в анализе структурированной модели не обязательно ясно априори, и можно утверждать, что наши результаты применимы только к конкретному назначению, которое мы использовали.Чтобы исследовать эту зависимость, мы случайным образом присвоили демам последовательности в наборе данных Сьерра-Леоне. Случайное присвоение демов не влияет на оценки тактовой частоты, высоты дерева, длины дерева или общей дивергенции ( SI Приложение , рис. S14). Тем не менее, мы советуем соблюдать осторожность при интерпретации этих результатов, поскольку анализы плохо сочетаются с параметрами, специфичными для модели миграции, хотя все другие параметры имеют эффективный размер выборки выше 200.

Обсуждение и заключение

Наиболее распространенные предварительные значения дерева относительно просты и позволяют не принимать во внимание взаимосвязь между филогенезом, популяционной структурой, отбором и другими факторами, влияющими на популяционную динамику.Таким образом, эмпирические деревья часто менее сбалансированы, с другим распределением времени ветвления по сравнению с деревьями из предыдущего. Исследование моделирования показывает, что при моделировании вдоль дерева, основанного на эмпирических данных, может быть на удивление сложно восстановить истинную тактовую частоту, даже когда используются очень простые тактовые импульсы и модели замещения. Смещения наблюдаются, несмотря на то, что используются правильная модель замещения и несмещенное априорное значение тактовой частоты, и они сохраняются даже при согласовании с истинной топологией и допуске изменения только длины ветвей.Проблема возникает из-за неправильного определения предшествующего дерева (Рис. 1 и SI Приложение , Рис. S4), которое будет трудно обнаружить в эмпирических наборах данных, где истина неизвестна. Таким образом, предубеждения можно преодолеть, используя более подходящие предварительные значения дерева; однако наблюдаемые нами систематические ошибки не исчезнут при использовании более сложных априорных значений тактовой частоты [таких как априорная ссылка на цепь Маркова с непрерывным временем (33)], поскольку наши смоделированные данные не содержат изменений скорости. Вместо этого было бы труднее отделить смещения, связанные с предшествующим деревом, от смещений, связанных с предшествующей тактовой частотой, при использовании более сложных априорных значений тактовой частоты.Априорное дерево подразумевает косвенное априорное значение длины дерева, что может вызвать смещение в оценке тактовой частоты. Ошибки в тактовой частоте исчезают при выборке из предшествующих данных без данных последовательности ( SI Приложение , рис. S4).

Поначалу эти результаты могут показаться нелогичными. Чтобы объяснить их, мы кратко рассмотрим байесовскую филогенетическую основу. Пусть тактовая частота и частота замены обозначены μ, дерево — T, параметры предшествующего дерева — θ, а данные (выравнивание последовательности) — D.В простой форме апостериорная функция задается формулой P (μ, θ, T | D) ∝P (D | μ, T) f (T | θ) f (μ) f (θ), если предположить, что часы априорные значения скорости и дерева не зависят друг от друга (f (μ, θ) = f (μ) f (θ)), как и во всех проанализированных нами моделях. Без каких-либо данных последовательности мы имеем P (D | μ, T) = 1 и, следовательно, при выборке из апостериорного отдела T и μ могут изменяться независимо; таким образом, мы не наблюдаем систематических ошибок в нашем анализе без данных о последовательности. Добавление только небольшого количества данных последовательности может иметь большое значение в выводе, поскольку оно связывает дерево и тактовую частоту через P (D | μ, T).Если предыдущее дерево приводит к занижению длины дерева, модель компенсирует это, увеличивая тактовую частоту для объяснения общего разнообразия данных; это видно в нашем имитационном анализе с последовательностями.

Априорное распределение в пространстве дерева, f (T | θ), является распределением по топологиям и длинам ветвей. Это косвенно приводит к увеличению длины дерева (изображено в приложении SI , рис. S4). При добавлении данных последовательности топологии, ранее имевшие высокую априорную поддержку, становятся очень маловероятными (рис.1 C ), и в этом ограниченном топологическом пространстве косвенное априорное значение длины дерева также изменяется (см. Приложение SI , рис. S2 для иллюстрации). Ограниченное топологическое пространство вызывает смещение в сторону уменьшения длины дерева для последовательностей длиной 100, 500 и 1000, как показано на рис. 1 B , что, в свою очередь, приводит к завышению тактовой частоты. Наше исследование с помощью моделирования показывает, что в сценариях с ограниченными данными ни один из обычно используемых априорных значений неструктурированного дерева не дает несмещенных оценок для данных, моделируемых вдоль эмпирического дерева (рис.1 B и SI Приложение , рис.S9 и S10). Несмотря на очень разные априорные значения динамики базовой неструктурированной популяции, определенным деревьям придается слишком большой вес, что приводит к смещению длины дерева. Зависимость, которую вводит даже небольшой объем данных последовательности между предшествующим деревом и предшествующей тактовой частотой, наряду с отрицательной корреляцией между длиной дерева и тактовой частотой, в свою очередь, приводит к смещению тактовой частоты. Отрицательные корреляции между параметрами, независимыми в априорных значениях, могут указывать на чрезмерно параметризованную модель (34).Однако это не обязательно так, и тот факт, что мы восстанавливаем несмещенные оценки по мере увеличения длины последовательности, показывает, что это вряд ли будет здесь фактором. Поскольку деревья, взятые из реальных эпидемий, скорее всего, будут очень нетипичными для имеющихся в настоящее время предварительных значений деревьев, выбранные предварительные деревья могут привести к смещенным оценкам, особенно на ранней стадии эпидемии.

Влияние данных последовательности на топологическое пространство и длину дерева можно проиллюстрировать на игрушечном примере (рис.3). Рассмотрим дерево с двумя современными образцами и одним прошлым образцом. Для небольшого размера популяции сливающееся дерево предшествовало бы с высокой вероятностью топологии дерева, в котором две современные вершины образуют вишню. Однако при добавлении данных последовательности может стать очевидным, что вишня должна образовываться между одним из современных советов и образцом из прошлого. Это фактически устанавливает нижнюю границу длины дерева. Отметим, что априорное дерево ограничивает не только топологическое пространство, но также длину ветвей и, таким образом, ограничивает длину дерева.Это ограничение также приводит к смещениям, как это наблюдается при ограничении нашего анализа моделирования истинной топологией дерева, но позволяет изменять длину ветвей.

Рис. 3.

Игрушечный пример того, как данные последовательности могут влиять на длину ветки через изменение топологии.

Обычный подход к оценке информативности данных по интересующему параметру (например, тактовой частоте) заключается в поиске отклонения апостериорного распределения от априорного. Однако без достаточного количества данных для преодоления методологических предубеждений, связанных с неправильной спецификацией модели, просто показать отклонение от априорного значения недостаточно.В нашем имитационном исследовании как тактовая частота, так и длина дерева изначально показывают очень четкие отклонения от своих априорных значений для более коротких последовательностей. Однако только после того, как добавлены новые данные секвенирования, оценки становятся несмещенными. Таким образом, в отсутствие независимых оценок отклонения от априорных значений не следует рассматривать как свидетельство того, что данные достаточно информативны для получения объективных оценок.

Отметим, что высоту дерева можно оценить гораздо надежнее, чем длину дерева (рис.1 B ). Как и полное расхождение, это глобальный параметр, и небольшой объем данных уже информативен о нем. Поскольку существует много деревьев одинаковой высоты, но разной длины (например, рис. 3), правильное определение длины является гораздо более сложной проблемой и, следовательно, более восприимчивым к смещениям из предыдущего дерева.

Мы показали, что анализ максимального правдоподобия, который не использует предварительное дерево, не страдает смещением в сторону увеличения в оценках тактовой частоты, предлагая потенциальный способ проверки смещения тактовой частоты в байесовском анализе.Напротив, оценки максимального правдоподобия были недооценены для самых коротких последовательностей (хотя для получения несмещенных оценок требовались гораздо более короткие последовательности, чем в байесовской структуре). Эти результаты напоминают исх. 35, где авторы показывают, что длины ветвей, как правило, недооцениваются в байесовской структуре, тогда как оценки максимального правдоподобия имеют тенденцию к завышению.

Анализ двух наборов эмпирических данных также подтверждает, что предшествующее дерево может влиять на предполагаемую тактовую частоту.Для Сьерра-Леоне, где 81 последовательность была отобрана за 3 месяца, мы видим, что выбор предшествующего дерева может сильно повлиять на расчетную тактовую частоту. Если бы в исходном анализе (9) использовалась структурированная модель, то разница между краткосрочными и долгосрочными оценками исчезла бы. Для набора данных Гвинеи (236 последовательностей, охватывающих 10 месяцев) мы получаем аналогичные оценки тактовой частоты для всех предварительных значений дерева. Фактически, средние тактовые частоты набора данных по Сьерра-Леоне при структурированном объединении и набора данных Гвинеи при любом предшествующем дереве оцениваются в диапазоне 1.15–1,3 × 10–3, что хорошо согласуется с долгосрочным показателем 1,2 × 10–3 замен на участок в год, оцененным в течение эпидемии (10).

Мы не использовали структурированный коалесцент в его обычном виде в качестве модели миграции между отдельными локациями. Вместо этого мы назначили последовательности различным демам в структурированной модели на основе генетического расстояния между последовательностями, а также случайным образом. В этом смысле структурированная модель позволяет отдельным родословным объединяться с разной скоростью, обеспечивая большую степень гибкости в предшествующем дереве.Поскольку на оценки тактовой частоты не влияет конкретное назначение выбранной демы, мы предполагаем, что уменьшение систематических ошибок происходит не из-за введения реалистичной структуры популяции, а потому, что структурированная модель присваивает более высокую вероятность несбалансированным деревьям с большей длиной дерева, чем любая из неструктурированных моделей. Может оказаться полезным применение структурированной модели, которая не полагается на секретные подсказки, тем самым избегая произвольного назначения демов (например, ссылки 36 и 37). Аналогично нашим выводам относительно тактовой частоты в эпидемиологических исследованиях, имитационные исследования в контексте аДНК показали, что сложная популяционная структура в прошлом может приводить к смещенным оценкам тактовой частоты, если данные анализируются в рамках слишком простой модели (38). .

Сравнение моделей показывает, что структурированные модели являются более предпочтительными, что указывает на то, что данные, по-видимому, требуют модели, которая допускает большую вариативность в древовидном распределении, чем обеспечивается неструктурированными моделями. Однако правильная оценка предельного правдоподобия — сложная и требовательная к вычислениям задача, и поэтому к результатам следует относиться с недоверием. Более того, предельное правдоподобие и байесовские факторы ничего не говорят об абсолютном качестве соответствия (39).Это можно оценить только с помощью еще более требовательных к вычислениям методов, таких как апостериорное прогнозное моделирование (40). Несмотря на его недостатки, наши результаты показывают важность тщательного выбора предшествующего дерева и то, что этот выбор может сильно повлиять на оценки тактовой частоты.

В этой статье мы выдвигаем на первый план некоторые концептуальные проблемы в выводе тактовой частоты при использовании байесовских филогенетических инструментов. Взаимодействие между предварительным деревом и оценкой тактовой частоты может быть сложным и неинтуитивным.Мы использовали имитационное исследование, чтобы продемонстрировать, что отклонение апостериорного распределения тактовой частоты от априорного не обязательно подразумевает наличие сигнала в данных и может быть просто артефактом выбранного предшествующего дерева. Исследование показало, что даже при простейших моделях подстановки и часов может оказаться невозможным восстановить истинные значения параметров, если предшествующее дерево плохо описывает эволюционный процесс. Повторный анализ набора данных по Эболе из Сьерра-Леоне показал, что высокая частота мутаций, о которой сообщалось изначально, могла быть вызвана смещениями, вызванными ошибочной спецификацией модели, и что предполагаемая частота при более гибком предварительном дереве очень близка к долгосрочной оценке.В целом это подчеркивает необходимость тщательного предварительного выбора дерева — даже если интересующим параметром является тактовая частота — и требует дальнейших исследований того, как можно оценить общую модель, подходящую для байесовского филогенетического анализа.

Материалы и методы

Имитационное исследование.

Мы смоделировали эволюцию последовательности вдоль фиксированного эмпирического дерева, используя простые часы и модели замещения, а затем проанализировали результирующее выравнивание, используя те же самые часы и модели замещения в рамках простого неструктурированного сливающегося дерева до.Эмпирическое дерево было получено из анализа кодирующих областей 236 геномов вируса Эбола, взятых у пациентов в Гвинее в течение 10 месяцев (ранее описано в ссылках 27 и 28). Подробности анализа описаны в SI Приложение , Вспомогательные методы .

Мы моделировали последовательности длиной 100 пар оснований (bp), 500 bp, 1000 bp и 15000 bp, используя модель замен Jukes-Cantor (JC69) (41) и фиксированную тактовую частоту 0,1 замены на сайт в год.Для каждой длины последовательности мы выполнили 10 независимых симуляций. Параметры в настройке этого моделирования не предназначены для того, чтобы быть биологически значимыми, а скорее являются иллюстративным примером с использованием простейшей возможной модели замещения. Смоделированные выравнивания были впоследствии проанализированы в Beast2 (2) с использованием той же модели молекулярной эволюции, которая использовалась для моделирования последовательностей (то есть строгих часов и модели JC69). Мы выбрали нормальное распределение со стандартным отклонением 0,02 от истинного значения 0.1 как априор для тактовой частоты и логнормальное распределение с M = 0 и S = ​​0,5 для размера популяции сливающегося дерева постоянного размера заранее. При анализе чувствительности мы варьировали тактовую частоту, используемую в моделировании, точность предшествующей тактовой частоты и предшествующего дерева (используя различные предварительные значения слияния и дерева рождения-смерти). Специфика модели и дополнительные сведения можно найти в приложении SI , Методы поддержки .

Эмпирическое исследование EBOV.

Мы исследовали зависимость вывода тактовой частоты от выбранного дерева до двух наборов данных EBOV.Первый набор данных используется для создания дерева для исследования моделирования, и мы называем его набором данных Гвинеи. Второй набор данных содержит данные о полном геноме 81 последовательности, отобранные в течение 3 месяцев, причем все, кроме 3 более ранних последовательностей из Гвинеи, отобраны в течение первого месяца эпидемии в Сьерра-Леоне (9). Оценки тактовой частоты из этого набора данных примерно в два раза выше во время вспышки, чем между вспышками, хотя и с широкими доверительными интервалами (9). Мы называем этот набор данных набором данных по Сьерра-Леоне.

Для анализа в Beast2 мы использовали строгие часы и модель замены Hasegawa, Kishino and Yano (HKY) (42) без гетерогенности сайта для всех моделей. Мы использовали шесть различных предварительных значений деревьев: рождаемость-смерть с постоянным коэффициентом, линия горизонта рождения-смерти (26), слияние с постоянным размером популяции, слияние экспоненциального роста, слияние горизонта (25) и структурированное слияние (43). Впоследствии мы использовали выборку путей (44), чтобы оценить относительную степень соответствия различных моделей. Специфика модели приведена в приложении SI , Методы поддержки .

Благодарности

Т.С. частично поддерживается Европейским исследовательским советом в рамках Седьмой рамочной программы Европейской комиссии (Новые филогенетические методы для определения сложной динамики популяции: грант 335529). L.d.P. поддерживается Европейским исследовательским советом в рамках Седьмой рамочной программы Европейской комиссии («Филодинамика патогенов»: грант 614725). Т.С. был частично профинансирован грантом SNF SystemsX (Системная биология лекарственно-устойчивого туберкулеза в полевых условиях).

Сноски

  • Автор: С.М. и Т. спланированное исследование; S.M., L.d.P. и Т.С. проведенное исследование; С.М. и L.d.P. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; С.М. и L.d.P. скомпилированные данные; С.М. и L.d.P. проанализированные данные; и S.M., L.d.P. и T..S. написал газету.

  • Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1713314115/-/DCSupplemental.

  • Авторские права © 2018 Автор (ы). Опубликовано PNAS.

Эмпирические априорные и апостериорные уровни концентрации для монотонной плотности

  • Balabdaoui, F. and Wellner, J.A. (2007). Оценка k -монотонной плотности: теория предельного распределения и сплайн-связь. Ann. Статист. 35 , 2536–2564.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Бирже, Л.(1989). Оценка Гренандера: неасимптотический подход. Ann. Статист. 17 , 1532–1549.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Бразаускас, В., Клефельд, А. (2016). Моделирование серьезности и оценка риска возникновения пожара в Норвегии. N. Am. Актуар. J. 20 , 1–16.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Доннет, С., Ривойрар, В., Руссо, Дж. И Скриччоло, К. (2018). Уровни апостериорной концентрации для эмпирических процедур Байеса с приложениями к смесям процесса Дирихле. Бернулли 24 , 231–256.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Ghosal, S., Ghosh, J.K. и Рамамурти, Р.В. (1999). Задняя консистенция смесей Дирихле при оценке плотности. Ann. Статист. 27 , 143–158.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Ghosal, S., Ghosh, J.K. и ван дер Ваарт, А.В. (2000). Скорости сходимости апостериорных распределений. Ann. Статист. 28 , 500–531.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Ghosal, S. и van der Vaart, A.W. (2001). Энтропии и скорости сходимости для оценки максимального правдоподобия и Байеса для смесей нормальных плотностей. Ann. Статист. 29 , 1233–1263.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Гренандер, У. (1957). К теории измерения смертности. II. Skand. Aktuarietidskr. 39 , 125–153.

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • Groeneboom, P. (1985). Оценка монотонной плотности. В Труды конференции в Беркли в честь Ежи Неймана и Джека Кифера, Vol.II (Беркли, Калифорния, 1983) , Wadsworth Statist./Probab. Сер., Стр. 539–555, Бельмонт, Калифорния. Уодсворт.

  • Groeneboom, P. и Jongbloed, G. (2014). Непараметрическое оценивание при ограничениях формы, том 38 Кембриджской серии по статистической и вероятностной математике . Издательство Кембриджского университета, Нью-Йорк.

    Книга Google Scholar

  • Калли, М., Гриффин, Дж. Э. и Уокер, С. Г. (2011).Модели смеси для отбора проб срезов. Stat. Comput. 21 , 93–105.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Клаус Б. и Стриммер К. (2015). fdrtool: Оценка (местных) уровней ложного обнаружения и более высокой критики . Пакет R версии 1.2.15.

  • Косорок М.Р. (2008). Начальная загрузка в оценщике Grenander. В Beyond Parametrics in Interdisciplinary Research: Festschrift в честь профессора Пранаба К.Сен, том 1 Inst. Математика. Стат. (IMS) Собирать. , стр. 282–292. Inst. Математика. Статист., Бичвуд.

    Google Scholar

  • Мартин Р. и Уокер С.Г. (2014). Асимптотически минимаксная эмпирическая байесовская оценка разреженного вектора среднего нормального. Электрон. J. Stat. 8 , 2188–2206.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Мартин Р.и Уокер, С.Г. (2017). Эмпирические априорные значения для заданных задних уровней концентрации. Неопубликованная рукопись, arXiv: 1604.05734.

  • Мартин Р., Месс Р. и Уокер С.Г. (2017). Эмпирическая апостериорная байесовская концентрация в разреженных многомерных линейных моделях. Бернулли 23 , 1822–1847.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Prakasa Rao, B.L.S. (1969). Оценка одномодальной плотности. Sankhyā Ser. А 31 , 23–36.

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • Робертсон, Т., Райт, Ф.Т. и Дикстра, Р.Л. (1988). Заказ ограниченного статистического вывода. Ряд Уайли по вероятности и математической статистике: вероятность и математическая статистика . Уайли, Чичестер.

    Google Scholar

  • Руссо, Ж.и Сабо, Б. (2017). Асимптотическое поведение эмпирических байесовских апостериоров, связанных с оценкой максимального предельного правдоподобия. Ann. Статист. 45 , 833–865.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Salomond, J.-B. (2014). Скорость концентрации и согласованность апостериорного распределения для выбранных априорных значений при ограничениях монотонности. Электрон. J. Stat. 8 , 1380–1404.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Шварц, Л. (1965). О байесовских процедурах. Z. Wahrs. verw. Геб. 4 , 10–26.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Сен, Б., Банерджи, М. и Вудруф, М. (2010). Несогласованность бутстрапа: оценка Гренандера. Ann. Статист. 38 , 1953–1977.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Silverman, B.W. (1986). Оценка плотности для статистики и анализа данных . Чепмен и Холл, Лондон.

    Книга Google Scholar

  • Szabó, B.T., van der Vaart, A.W. и ван Зантен, Дж. (2013). Эмпирическое байесовское масштабирование априорных значений Гаусса в модели белого шума. Электрон. J. Stat. 7 , 991–1018.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Szabó, B., van der Vaart, A.W. и ван Зантен, Дж. (2015). Частотное покрытие адаптивных непараметрических байесовских достоверных множеств. Ann. Статист. 43 , 1391–1428.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • van der Vaart, A.W. и Веллнер, Дж.А. (1996). Слабая сходимость и эмпирические процессы . Спрингер, Нью-Йорк.

  • Уокер, С.Г. (2007). Выборка модели смеси Дирихле с помощью срезов. Comm. Статист. Simulation Comput. 36 , 45–54.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Уокер С.Г., Лиджой А. и Прюнстер И. (2007). О скоростях сходимости апостериорных распределений в бесконечномерных моделях. Ann. Статист. 35 , 738–746.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Williamson, R.E. (1956). Умножающие монотонные функции и их преобразования Лапласа. Duke Math. J. 23 , 189–207.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Woodroofe, M. and Sun, J. (1993). Штрафная оценка максимального правдоподобия f (0+), когда f не возрастает. Статист. Sinica 3 , 501–515.

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • Ву Ю. и Гхосал С. (2008). Свойство Кульбака-Лейблера априорных значений смеси ядер в байесовской оценке плотности. Электрон. J. Stat. 2 , 298–331.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Parameter Priors | Документация BEAST

    Параметр Приоры

    Предупреждение: Эта страница незакончена.

    Введение

    BEAST предлагает широкий спектр априорных распределений, которые можно использовать для параметров, используемых в его моделях. На этой странице представлено описание и обоснование априорных значений по умолчанию для каждого параметра этих стандартных моделей в BEAUti с целью предоставления каждому параметру надлежащего и разумного априорного значения.

    Дополняя описанные здесь априорные значения параметров, мы также предоставляем страницу о сливающихся априорных значениях, которая предлагает возможные варианты размещения априорных значений в базовом дереве и длинах его ветвей.

    Параметры относительной скорости в BEAST v1.10

    Начиная с версии 1.10, BEAST использует повторную параметризацию параметра относительной скорости между разделами. Старая параметризация — по умолчанию в версиях до 1.10 — называется mu , новая параметризация называется « nu«.

    Причина этого изменения состоит в том, чтобы разрешить использование априорной оценки Дирихле для относительных ставок. Это, в свою очередь, должно обеспечить надлежащий априор, чтобы оценка предельного правдоподобия (MLE) могла работать на этих моделях (ранее, с mu , использовался неправильный унифицированный априор [0, Inf [).

    Разница между mu и nu заключается в том, что mu взвешивается по размеру раздела, поэтому это относительная скорость для каждого сайта, и если умножить ее на тактовую частоту, даст абсолютную скорость сайта в этом разделе. nu — скорость для каждого раздела; это позволяет ядру перехода дельта-обмена поддерживать среднее значение 1 и, таким образом, быть подходящим для априорного алгоритма Дирихле.

    Начиная с BEAST 1.10, параметры nu являются тем, над чем работают, и им предшествует Дирихле в таблице априорных значений в BEAUti.Чтобы сделать вещи более сопоставимыми со старыми версиями BEAST, значения mu также вычисляются и регистрируются. В будущих версиях мы продолжим регистрировать как nu , так и mu для полноты.

    Вы можете переключить это на старую формулировку (т.е. BEAST v1.8.4 и старше), установив флажок «Использовать классические априорные значения / операторы» в верхней части таблицы приоритетов в BEAUti.

    Байесовское AB-тестирование — Часть IV — Выбор приора | by Kaushik Sureshkumar

    Как выбрать разумное предварительное распределение для ваших тестовых метрик

    Фото Джейсона Дента на Unsplash

    Этот пост является четвертой частью серии сообщений в блоге о применении байесовских методов тестирования AB к реальным сценариям продукта.В нем используются некоторые концепции, обсуждаемые в 1-й и 2-й частях серии.

    1. Моделирование и анализ тестовых метрик на основе конверсии (метрики скорости)
    2. Моделирование и анализ тестовых метрик на основе доходов (непрерывные метрики)
    3. Расчет продолжительности теста
    4. Выбор подходящего предшествующего
    5. Запуск тестов с несколькими вариантами

    В байесовском выводе априорное распределение — это распределение вероятностей, используемое для обозначения наших убеждений относительно неизвестной переменной до отбора выборок из основной совокупности.Затем мы используем эти данные для обновления наших представлений о переменной с помощью правила Байеса, что приводит к апостериорному распределению переменной.

    В контексте теста AB предварительное распределение — это набор значений, которые, по нашему мнению, метрика теста должна принимать с вероятностью, присвоенной каждому значению. Затем мы проводим выборки в форме рандомизированного эксперимента, который используем для расчета наших апостериорных распределений. Эти апостериорные распределения, в свою очередь, используются для расчета результатов теста AB.

    Итак, правило Байеса сообщает нам следующее

    , которое на словах может быть записано как

    , где знаменатель — нормализующая константа. Таким образом, правило можно упростить до

    Так как результаты теста вычисляются на апостериорном уровне, а априор является фактором апостериорного, выбор априорного значения влияет на тест, но мы должны быть осторожны с тем, как большое влияние это оказывает. Если мы выберем слишком сильную априорность, априор будет доминирующим фактором, и вероятность того, что выборка образцов не будет иметь большого эффекта, сделает эксперимент бесполезным.Это может привести к тому, что оба апостериора, контрольный и вариантный, быстро сойдутся, и тест будет безрезультатным. Однако, если мы выберем очень слабую априорную оценку, апостериорная оценка будет в основном зависеть от вероятности, поэтому нам потребуется больше выборок для достижения окончательного результата, что приведет к более длительному тестированию и более медленной итерации нашего продукта.

    Чтобы упростить вычисление наших апостериорных распределений, мы также можем использовать сопряженные априорные числа. Сопряженное априорное распределение — это априорное распределение, которое мы можем использовать с функцией правдоподобия, так что апостериорное распределение, которое мы вычисляем, имеет форму, аналогичную априорному распределению.Использование сопряженных априорных значений упрощает наши вычисления, но при этом обеспечивает хорошую статистическую модель для тестовой метрики. Мы видели, как упрощенные вычисления и выбор сопряженных априорных чисел сработали в нашу пользу в первом и втором постах этой серии.

    Прежде чем мы углубимся в то, как выбирать априорную, давайте кратко рассмотрим три основных типа априорной оценки. [1]

    Субъективно

    • На основе знаний экспериментатора в данной области
    • В нашем случае это будет основано на предыдущем опыте группы разработчиков продукта и данных с этой метрикой тестирования

    Объективно и информативно

    • На основе исторических данных данные значения
    • В нашем случае это будет основано на любых исторических данных, которые у нас есть о нашей тестовой метрике
    • Это также может быть апостериорное распределение из предыдущего эксперимента

    Неинформативно

    • Приоры, которые не передать любую информацию о значении
    • В нашем случае это будет равномерное распределение по тестовой метрической области

    Предположим, что мы новичок в компании и продукте, поэтому у нас нет достаточной информации для использования субъективной оценки. прежний.Мы также не хотим использовать неинформативный априор, потому что считаем, что это приведет к более длительному тестированию и, таким образом, помешает развитию нашего продукта. Давайте рассмотрим несколько приемов, которые мы можем использовать, чтобы выбрать объективную и информативную априорную задачу.

    Самый простой способ выбрать априорное распределение — это построить график и изучить исторические данные соответствующей метрики теста. Чтобы разобраться в этом дальше, давайте рассмотрим эксперимент из 1-го поста этой серии. Предположим, мы недавно изменили способ обмена сообщениями на экране дополнительных продаж и хотим протестировать его перед тем, как представить его более широкой базе пользователей.Мы предполагаем, что внесенные нами изменения приведут к значительному повышению коэффициента конверсии.

    Прежде чем мы настроим тест, мы хотим использовать исторические данные, чтобы выбрать априор. Давайте посмотрим, как мы можем построить график данных, чтобы помочь нам сделать выбор. Мы собираемся разделить данные на 100 разделов, рассчитать коэффициент конверсии для каждого из них и отобразить коэффициенты конверсии в виде гистограммы.

     import pandas as pd 
    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    import seaborn as sns

    Prior_data = pd.read_csv ('prior_data_conversions.csv')

    x = np.linspace (0,1,1000) разделов = np.array_split (prior_data, 100) rates = [] для раздела в разделах:
    rates.append (раздел ['преобразованный' ] .mean ()) _, ax = plt.subplots () sns.histplot (rates, kde = True, label = 'CR') ax.legend ()
    ax.set_xlabel ('Conversion Rate')
    ax.set_ylabel ('Плотность')
    ax.set_title ('Гистограмма предыдущих коэффициентов конверсии')
    Гистограмма предыдущих коэффициентов конверсии (Изображение автора)

    Теперь мы можем выбрать предварительное распределение, которое похоже на распределение выше, но немного слабее.Мы не хотим выбирать слишком сильное априорное значение, поскольку хотим, чтобы вероятность была доминирующим фактором при вычислении априорного значения. Однако мы хотим выбрать достаточно сильный априор, чтобы продолжительность теста была короче.

    Мы будем использовать бета-распределение для моделирования нашего коэффициента конверсии, поскольку это гибкое распределение на [0,1], а также хорошее сопряженное априорное распределение. Итак, давайте продолжим и наметим некоторые потенциальные априоры различной силы для нашего упражнения.

     импортировать numpy как np 
    из scipy.stats import beta
    import matplotlib.pyplot as plt_, ax = plt.subplots (1, 1) x = np.linspace (0,1,1000) beta_weak = beta (4, 8)
    beta_mid = beta (16, 36)
    beta_strong = beta (33, 69) ax.plot (x, beta_weak.pdf (x), label = f'weak Beta ({4}, {8}) ')
    ax.plot (x, beta_mid.pdf ( x), label = f'mid Beta ({16}, {36}) ')
    ax.plot (x, beta_strong.pdf (x), label = f'strong Beta ({33}, {69})' ) ax.set_xlabel ('Вероятность преобразования')
    ax.set_ylabel ('Density')
    ax.set_title ('Choice of Priors')
    ax.legend ()
    Выбор первоочередных (Изображение автора)

    Мы видим, что даже самые сильные априорные значения, которые мы построили, слабее, чем историческое распределение коэффициента конверсии. Таким образом, мы можем выбрать 𝐵𝑒𝑡𝑎 (33,69) в качестве предварительного распределения.

    Теперь мы можем запустить наш эксперимент, вычислить апостериорные данные и результаты теста. Чтобы узнать больше о том, как это сделать, в частности для описанного эксперимента, прочтите этот пост.

    Более сложным, но очень интересным методом выбора априорного распределения является использование цепей Маркова Монте-Карло.Этот метод особенно полезен для моделей, в которых наша неизвестная переменная определяется другими случайными величинами, каждая из которых имеет собственное распределение. Так что это хороший метод для AB-тестов, в которых метрика тестирования основана на доходе (например, средний доход на пользователя).

    Прежде чем мы перейдем к тому, как использовать этот метод, позвольте мне представить, как он работает — MCMC заслуживает отдельного поста, поэтому это введение будет очень кратким. [2] Методы MCMC позволяют нам делать выборку из неизвестного распределения путем запуска моделирования (отсюда Monte Carlo часть названия), в котором мы создаем цепь Маркова, которая имеет наше неизвестное распределение в качестве стационарного распределения.

    Но что на самом деле означают эти термины? Итак, цепь Маркова — это процесс, который переходит между набором состояний, и каждый переход следует свойству Маркова. Проще говоря, это означает, что вероятность перехода в определенное состояние зависит только от текущего состояния процесса, а не от предыдущих состояний, из которых процесс совершил переход. Из-за этого свойства без памяти и перехода между разными состояниями этот процесс часто называют случайным блужданием.Предположим, мы выполняем это случайное блуждание для бесконечного числа шагов, тогда стационарное распределение — это доля шагов, на которых мы посетили каждое состояние.

    Теперь, когда у нас есть немного знаний о методах MCMC, давайте остановимся на их использовании, чтобы выбрать априор для нашего теста AB. Рассмотрим эксперимент из 2-го поста этой серии. Недавно мы внесли изменения UX в функцию магазина в нашем приложении. Мы считаем, что эти изменения облегчают нашим пользователям совершение более крупных покупок в приложении, и мы хотим протестировать это перед выпуском для нашей более широкой пользовательской базы.Мы предполагаем, что внесенные нами изменения приведут к значительно более высокому среднему доходу на пользователя.

    Мы моделируем доход, генерируемый каждым пользователем, как случайную величину 𝑅 = 𝑋 ∗ 𝑌, где:

    𝑋 — случайная величина Бернулли, которая указывает, совершил ли пользователь покупку, с вероятностью конверсии 𝜆 — 𝑋∼𝐵𝑒𝑟 (𝜆 )

    𝑌 — экспоненциальная случайная величина, которая относится к размеру покупки, если она совершена, с параметром ставки 𝜃 — 𝑌∼𝐸𝑥𝑝 (𝜃)

    Мы можем использовать сопряженные априорные значения для 𝜆 и, чтобы упростить наши вычисления.

    Теперь нам нужно выбрать априори для наших параметров, которые могут быть неинформативными.

     импортировать arviz как az 
    импортировать pymc3 как pmprior_revenue = pd.read_csv ('prior_data_revenue.csv') rev_observed = Prior_revenue [Prior_revenue ['преобразовано'] == 1] ['доход']. Valuesconv_observed = Prior_revenue ['преобразовано'] .valuesmodel = pm.Model () с моделью:
    alpha = pm.Uniform ("alpha", lower = 0, upper = 100)
    beta = pm.Uniform ("beta", lower = 0, upper = 100)
    k = pm.Uniform ("k", lower = 0, upper = 5)
    theta = pm.Uniform ("theta", lower = 0, upper = 5) cr = pm.Beta ('cr', alpha = alpha, beta = beta)
    rr = pm.Gamma ('rr', alpha = k, beta = ( 1 / theta)) конверсия = pm.Bernoulli ('конверсия', p = cr, наблюдаемый = conv_observed) доход_пер_продажа = pm.Exponential ('доход_пер_продажа', lam = rr, наблюдаемый = rev_observed) trace = pm.sample (10000, return_inferencedata = False)

    После того, как мы подобрали модель, мы можем построить график распределения каждого параметра и распечатать некоторые итоговые статистические данные.

     с моделью: 
    az.plot_trace (trace, compact = False)
    MCMC Trace (Изображение автора)
     с моделью: 
    display (az.summary (trace, kind = 'stats', round_to = 2))
     map_estimate = pm.find_MAP (model = model) print (map_estimate) 

    Две основные статистики, которые мы собираемся использовать, — это среднее значение каждого параметра и оценка MAP каждого параметра. Проще говоря, последний представляет собой оценку точек распределения каждого параметра, которые определяют режимы конверсии и распределение доходов. Поскольку наши априорные значения параметров единообразны, эти оценки также являются MLE априорных распределений и.[3]

    Давайте продолжим и построим предварительные оценки, используя каждую из этих характеристик.

     из scipy.stats import betacr_prior_mean = beta (33, 67) 
    cr_prior_map = beta (47, 100) x = np.linspace (0,1,1000) _, ax = plt.subplots () sns.lineplot (x = x, y = cr_prior_mean.pdf (x), label = 'mean Beta (33,67)')
    sns.lineplot (x = x, y = cr_prior_map.pdf (x), label = 'map Beta (47,100) ') ax.set_xlabel (' Conversion Probability ')
    ax.set_ylabel (' Density ')
    ax.set_title (' Conversion Probability Prior ')
    ax.legend ()

    В случае вероятности преобразования 𝜆, оба дистрибутивы очень похожи.Мы продолжим и выберем более слабый для хорошей оценки, поэтому наш априор равен

    𝜆∼𝐵𝑒𝑡𝑎 (33,67)

     из scipy.stats import gammarr_prior_mean = gamma (a = 2.3, scale = 2.0) 
    rr_prior_map = гамма (a = 5, масштаб = 0,4) x = список (диапазон (20)) rr_mean = [rr_prior_mean.pdf (i) для i в x]
    rr_map = [rr_prior_map.pdf (i) для i в x] _ , ax = plt.subplots () sns.lineplot (x = x, y = rr_mean, label = 'mean Gamma (2.3,2.0)')
    sns.lineplot (x = x, y = rr_map, label = 'map Gamma (5,0.4) ') ax.set_xlabel (' Доходность ')
    ax.set_ylabel ('Density')
    ax.set_title ('Revenue Rate Prior')
    ax.legend ()

    Аналогично, в случае нормы дохода 𝜃, давайте продолжим и выберем более слабый априор, который использует среднее значение распределения 𝑘 и Θ из нашего алгоритма MCMC. Итак, у нас есть

    𝜃∼𝐺𝑎𝑚𝑚𝑎 (2.3,2.0)

    Теперь, когда у нас есть априорные значения, мы можем запустить наш эксперимент, вычислить апостериорные значения и результаты теста. Чтобы узнать больше о том, как это сделать, в частности для описанного эксперимента, прочтите этот пост.

    Приоры обучения для байесовских вычислений в нервной системе

    Abstract

    Наша нервная система постоянно комбинирует новую информацию, полученную от наших органов чувств, с информацией, которую она получила на протяжении всей жизни. Многочисленные исследования показали, что люди справляются с этим, интегрируя свои наблюдения со своим предыдущим опытом (априорными) способом, близким к статистическому оптимуму. Однако мало что известно о том, как нервная система приобретает или изучает априорные значения.Здесь мы представляем результаты экспериментов, в которых основное распределение целевых местоположений в задаче оценки было изменено, манипулируя предыдущими субъектами, которые следует использовать. Наш экспериментальный план позволил нам измерить развитие субъектов до того, как они учились. Мы подтверждаем, что благодаря обширной практике субъекты изучают правильные приоритеты для выполнения задачи. Мы обнаружили, что испытуемые могут быстро усвоить среднее из новых априорных значений, тогда как дисперсия усваивается медленнее и с переменной скоростью обучения. Кроме того, мы обнаружили, что байесовская модель вывода может предсказывать ход наблюдаемого обучения, предлагая интуитивное объяснение результатов.Данные свидетельствуют о том, что нервная система постоянно обновляет свои априорные значения, чтобы обеспечить эффективное поведение.

    Образец цитирования: Берникер М., Восс М., Кординг К. (2010) Обучение базовым принципам для байесовских вычислений в нервной системе. PLoS ONE 5 (9): e12686. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686

    Редактор: Владимир Брезина, Медицинская школа Mount Sinai, Соединенные Штаты Америки

    Поступила: 14 мая 2010 г .; Одобрена: 28 июля 2010 г .; Опубликовано: 10 сентября 2010 г.

    Авторские права: © 2010 Berniker et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Финансирование: грантов NIH. 1R01NS063399 и 5P01NS0044393. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

    Введение

    При любом сенсомоторном поведении мы полагаемся на наши сенсорные входы, а также на знания, которые мы накопили в течение нашей жизни. Например, при спуске по лестнице мы используем нашу визуально воспринимаемую оценку ширины и глубины лестницы, а также наше восприятие этих типичных атрибутов (что очевидно, когда мы спускаемся по лестнице, не глядя). Байесовская статистика предоставляет способ расчета того, как предыдущие знания могут быть объединены с новой информацией, полученной от наших органов чувств, статистически оптимальным образом.Широкий спектр исследований показал, что поведение человека близко к этим предсказаниям оптимального сочетания. В частности, байесовское использование априорной информации наблюдалось в таких задачах, как восприятие зрительного движения [1], [2], комбинация сигналов [3], [4], зрительно-моторная интеграция [5], [6] планирование движений. [7] и двигательная адаптация [8]. Хотя эти исследования показали, что люди могут эффективно использовать априорную информацию, мало что известно о том, как такие априорные данные узнаются.

    На основании экспериментальных данных (e.g., [9], [10]) очевидно, что априорные значения могут изменяться, однако неясно, , как эти априорные значения меняются с течением времени, сходятся ли они к достоверному распределению и в каких масштабах времени они меняются. Мы начали наше исследование с двух гипотез относительно скорости обучения. Может случиться так, что и среднее значение, и дисперсия априорного значения изучаются с одинаковой скоростью (см. Рис. 1A), возможно, опосредовано одними и теми же нейронными механизмами. В соответствии со многими вычислительными моделями обучения (например, [11], [12]) нейронные процессы адаптации могут фиксировать эту скорость.В качестве альтернативы, изучение среднего и дисперсии может происходить с разной скоростью (рис. 1А), возможно, опосредовано различными нейронными механизмами. Это согласуется со статистическими соображениями, если разные переменные имеют разные уровни неопределенности. Аналогичным образом, недавние данные о том, что определенные области коры головного мозга модулируют скорость обучения [13], основанные на представлениях о неопределенности [14], [15], подразумевают, что этот тип обучения может быть нормой. Наша цель состояла в том, чтобы определить, как люди изучали априорное обучение и какая стратегия могла быть ответственна за это.

    Рис. 1. Иллюстрация потенциальных моделей обучения и обзор эксперимента.

    A) Возможное изображение предварительных оценок испытуемых, когда они изучают среднее значение и дисперсию с одинаковой скоростью (вверху) или когда скорость обучения дисперсии ниже (внизу), как можно было бы ожидать из статистических соображений. Б) Изображение экспериментальной установки. Монеты отображаются на экране, и испытуемые помещают горизонтальную «сеть» с лопастным колесом. C) Распределение по местоположениям монет определяет априорное, наблюдаемая контрольная монета определяет вероятность для целевой монеты, а правило Байя предписывает оптимальное апостериорное распределение оценочного местоположения целевой монеты.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686.g001

    Мы разработали три версии эксперимента по «ловле монет», чтобы проверить, могут ли испытуемые не только оценить априорную, но и независимо оценить как среднее, так и среднее значение. отклонение от приора. В первом эксперименте мы обнаружили доказательства того, что испытуемые в конечном итоге оценили точную априорную оценку и количество испытаний, необходимых для этого. Во втором эксперименте мы обнаружили, что испытуемые могут узнать дисперсию априорного значения независимо от их оценки среднего.В третьем эксперименте мы обнаружили доказательства того, что испытуемые могли правильно оценивать несколько средних значений заранее и когда переключаться между ними. Для сравнения мы исследовали несколько байесовских моделей вывода и сравнили их производительность при выполнении одних и тех же задач. Этот анализ предложил интуитивно понятное объяснение кажущихся изменений в темпах обучения субъектов, демонстрируемых в ходе эксперимента. Кроме того, мы обнаружили, что испытуемые могли вывести новое среднее из априорного почти так же быстро, как байесовская модель вывода.В совокупности мы представляем убедительные доказательства того, что испытуемые способны приобретать точные априорные знания с множественными и переменными темпами обучения и использовать их для принятия статистически оптимальных решений.

    Методы

    В задаче «ловля монеты» мы исследовали, как испытуемые адаптировали свое ожидание расположения монет (априорное) в ответ на изменения в лежащем в основе распределении. Испытуемые должны были оценить местоположение виртуальной целевой монеты, случайно взятой из нормального распределения.В каждом испытании испытуемым давали зашумленную информацию о текущем местонахождении монет в виде одной «монеты-подсказки» (аналогично плану эксперимента [10]), а затем их просили угадать местонахождение «целевой монеты». . Чтобы успешно оценить местоположение целевой монеты, испытуемым нужно было интегрировать вероятность монеты (полученную из монеты-реплики) с ее априорными (распределением предыдущих местоположений целевых монет). Собирая данные о том, где испытуемые оценивают целевую монету, мы могли затем оценить априорность, использованную им, и проанализировать ее временную эволюцию.

    Протокол эксперимента

    Все протоколы экспериментов были одобрены Экспертным советом Северо-Западного университета и соответствовали заявлению о политике Северо-Западного университета в отношении использования людей в экспериментах. Все участники были наивны в отношении целей эксперимента, подписали формы согласия и получили оплату за участие. Испытуемые усаживались перед экраном компьютера и получали электронное лопаточное колесо (Griffin PowerMate). На мониторе компьютера тонкая вертикальная полоса высотой экрана была наложена на естественное озеро.Испытуемым было показано, как использовать гребное колесо для управления расположением «сети» (тонкой полосы) на экране. Программа, созданная специально для этих экспериментов (в Matlab), получила позиции целевой монеты из заданного гауссовского распределения. Это распределение было предварительным экспериментом. Горизонтальное положение целевой монеты затем использовалось как среднее значение второго гауссовского распределения для случайного определения местоположения биткой монеты. В каждом испытании эта монета-сигнал показывалась первой и гасла только по окончании испытания.Затем испытуемые перемещали сеть в то место, которое, по их мнению, наиболее вероятно «поймает» целевую монету. Поскольку сетка покрывала всю высоту экрана, важным было только горизонтальное положение, что делало эту задачу одномерной. После нажатия на лопаточное колесо отображалась целевая монета с указанием того, успешно ли испытуемый «поймал» ее, и каков был их текущий счет (рис. 1B). Таким образом, реплика была шумным свидетельством местоположения целевой монеты: вероятностью.Среднее значение этого распределения определялось местонахождением биткой монеты. Точно так же дисперсия этого распределения наблюдалась от испытания к испытанию через разброс между местоположениями реплик и целевых монет. Чтобы правильно оценить местоположение целевой монеты, испытуемые должны были бы интегрировать эту вероятность с оценкой априорного или целевого местоположения монеты. Запомнив местоположение целевой монеты от испытания к испытанию, субъекты могут сделать это заранее.

    С небольшими вариациями (см. Ниже) испытуемых проинструктировали, что стоящий за ними человек бросает монеты, по две за раз.Эти две монеты вылетели из руки человека одновременно и полетели к озеру. Первая монета, которую увидели испытуемые (кий), приземлилась в озеро первой, и они должны были разместить сеть там, где они с наибольшей вероятностью поймают вторую (целевую) монету, которая сейчас находится в середине полета и вот-вот приземлится. Они могли занять столько времени, сколько им нужно. Как только они правильно разместили сеть и нажали на гребное колесо, они узнавали, поймали ли они вторую монету. Кроме того, их проинструктировали, что этот человек не пытается помочь им или помешать им поймать монеты, и не изменит способ подбрасывания монет в ответ на их поведение.

    Целевая монета была поймана, если сеть и целевая монета перекрывались как минимум на 50% ширины монеты. Единицы экрана были нормализованы между -0,5 (левый край) и 0,5 (правый край). В каждом эксперименте стандартное отклонение распределения правдоподобия было зафиксировано на уровне 0,1 (одна десятая ширины экрана). Поскольку нас интересовало изучение априорных значений, манипулировали только их распределениями (рис. 1C). Чтобы гарантировать, что каждый субъект имеет уникальный априор, для определения априорного среднего значения для каждого предмета использовалось другое случайное местоположение в центре экрана (полученное из нормального распределения с нулевым средним и стандартным отклонением 0.1). В первом эксперименте априорная дисперсия имела одно из двух значений: 0,05 или 0,2. Всем участникам первого эксперимента дали инструкции, описанные выше, и попросили провести 400 испытаний.

    Во втором эксперименте испытуемым давались идентичные инструкции. Два значения были использованы для дисперсии, те же два значения, что и в первом эксперименте (0,05 и 0,2). Одно из этих двух значений было случайно выбрано в начале эксперимента и присвоено предыдущему. После половины испытаний (250) дисперсия приора изменится на другое значение.Все субъекты выполнили в общей сложности 500 испытаний после получения инструкций, описанных выше.

    В третьем эксперименте два местоположения были использованы для априорных средних значений, –0,05 и 0,05. После завершения 10 испытаний априорное среднее значение изменится на другое на основе вероятности Бернулли (p = 0,2). Дисперсия априора составила 0,1 на протяжении всего эксперимента. Субъектам были даны инструкции, описанные выше, однако им была предоставлена ​​дополнительная информация о том, что в случайное время человек, подбрасывающий монеты, будет двигаться.Всем участникам было предложено выполнить 600 испытаний.

    Анализ данных

    Для успешного выполнения задачи по улавливанию монеты в каждом испытании сетку следует размещать в наиболее вероятном местоположении целевой монеты. Согласно правилу Байеса, это дается как μ t = (1 — r) μ p + rμ l , где μ p и μ l — среднее из предшествующих, а среднее значение правдоподобия (местоположение монеты-подсказки), а μ t — это среднее значение вероятности целевой монеты. r определяется через дисперсии априорной вероятности ( r = σ p 2 / ( σ p 2 + σ l 2 ))) . Фактически, r — это альтернативная форма усиления Калмана. Записав местоположение реплики и предположив, что испытуемые поместили сеть там, где, по их мнению, находится целевая монета (μ t ), мы можем вывести параметр r и их веру в априорное среднее значение.

    Для всех экспериментов мы хотели изучить как то, что испытуемые узнали (оценки r и μ p ), так и то, как эти параметры менялись во времени. Таким образом, для всех испытуемых каждые десять последовательных испытаний были объединены вместе. Эти объединенные данные затем использовали для соответствия r и µ p (в смысле линейных наименьших квадратов). С помощью этой процедуры мы получили меры того, как субъектные оценки априорного развития менялись во времени. Для эксперимента 3 мы прибегли к данным, выровненным по переключателю в предыдущем среднем, а затем объединили все данные в последующих 10 испытаниях.Таким образом, мы могли сделать вывод о том, как каждый испытуемый оценил априорное среднее значение после изменения его значения.

    Байесовский анализ вывода

    Для всех экспериментов испытуемым необходимо было оценить априорное среднее значение и дисперсию, чтобы успешно завершить испытания. В экспериментах 1 и 2 мы хотели изучить, как испытуемые адаптировали свои оценки как среднего, так и дисперсии экспериментального предшествующего значения. Поэтому мы разработали байесовскую модель вывода для проведения тех же экспериментов (посредством моделирования) и для оценки как среднего, так и дисперсии экспериментального априорного значения.Чтобы упростить анализ и сделать модель еще более точной, мы предположили, что она точно знает дисперсию правдоподобия. Затем производительность модели использовалась в качестве эталона для сравнения с испытуемыми. В эксперименте 3 каждый субъект подвергался воздействию каждого из двух средств в течение приблизительно 50 блоков испытаний в течение 600 пробных экспериментов. Кроме того, из результатов экспериментов 1 и 2 мы пришли к выводу, что испытуемые могли относительно быстро оценивать среднее значение предшествующего. На основе этого мы разработали байесовскую модель вывода, которая знала правильную дисперсию априорного значения, но должна была сделать вывод, какое из двух средних значений используется в настоящее время.Результаты этой модели также сравнивались с поведением испытуемых.

    Для анализа экспериментов 1 и 2 с помощью нашего байесовского подхода нам необходимо предложить вероятностное описание априорного среднего и дисперсии. Если бы среднее значение и дисперсия были непрерывными и неограниченными переменными, то их можно было бы представить с помощью гауссовых распределений, а для их оптимальной оценки можно было бы использовать фильтр Калмана. Таким образом можно легко смоделировать априорное среднее. Однако дисперсия определяется только для положительных значений и не может быть точно описана таким образом.Вместо этого мы должны ограничиться соответствующим неотрицательным распределением. Для этого мы используем распределение обратной гаммы с нормальным масштабированием ( NIG ) (см. Приложение S1). Использование этого представления дает множество преимуществ. Распределение NIG является сопряженным априорным для гауссовского правдоподобия, поэтому мы можем легко обновить значения его параметров для вычисления апостериорного распределения. Кроме того, он правильно ограничивает дисперсию неотрицательными значениями и присваивает исчезающе малые вероятности нулевой дисперсии.

    Для экспериментов 1 и 2 мы использовали распределение NIG , чтобы проверить производительность байесовской модели вывода. Модель имеет четыре свободных параметра. Для данного набора этих параметров мы могли бы смоделировать множество экспериментов, чтобы найти средние оценки модели для μ p и σ p 2 и результирующего r . Чтобы получить « лучший » набор из четырех свободных параметров и избежать чрезмерной подгонки, мы нашли значения, которые максимизировали логарифмическую вероятность наблюдения разбросанных по каждому субъекту усредненных данных, средние значения μ p и выигрыши r от эксперименты 1A и 1B.После фиксированных значений этих параметров байесовская модель вывода использовалась для моделирования многих прогонов эксперимента 2 для определения средней производительности модели. См. Приложение S1 для более подробной информации. Затем эти результаты можно было сравнить со средними показателями по предметам. Наконец, в качестве дополнительной точки для сравнения мы также исследовали линейную модель, которая оценивала только априорную дисперсию. В этой модели использовалось текущее окно последних десяти испытаний для вычисления выборочного наблюдения дисперсии предыдущего.Затем модель использовала это наблюдение для обновления своей оценки дисперсии с использованием фиксированной скорости обучения; модель по сути является линейным фильтром (см. Приложение S1). Используя эти две модели в качестве отправной точки, мы могли сравнивать результаты испытуемых как с простой моделью, так и с оптимальной моделью вывода Байеса.

    В эксперименте 3, в ходе 600 испытаний этого эксперимента, каждый субъект подвергался воздействию каждого из двух средств в течение приблизительно 50 блоков испытаний. На основании этого и аналогичных соображений, отмеченных выше, мы предположили, что модель вывода имеет доступ к истинной дисперсии, но должна сделать вывод, какое из двух средств используется в настоящее время.Для этого анализа модель вывода использовала монеты, отображаемые в каждом испытании, для вычисления вероятности того, что какое-либо среднее значение используется в настоящее время, и наиболее вероятного целевого местоположения. В отличие от предыдущей байесовской модели вывода свободных параметров не было. Как и в случае с анализом экспериментов 1 и 2, мы смоделировали множество идентичных версий эксперимента 3 (в каждой по 600 испытаний), чтобы получить среднюю производительность модели. См. Приложение S1 для более подробной информации.

    Результаты

    Мы разработали эксперимент, в котором мы наблюдаем за предшественниками испытуемых, когда они принимают участие в простой компьютерной игре.В этой игре испытуемых просят попытаться поймать монеты сеткой. На каждом испытании испытуемому предъявляется шумное свидетельство местонахождения монеты (реплика). Затем субъект помещает виртуальную сеть там, где, по его мнению, он с наибольшей вероятностью поймает целевую монету. Испытуемым было приказано попытаться поймать как можно больше монет. Расположение биткой монеты было взято из распределения, сосредоточенного на целевой монете. Таким образом, реплика сама по себе предоставляет субъекту свидетельство того, где приземлится целевая монета, определяя вероятность.Дисперсия этой вероятности оставалась постоянной на протяжении всех экспериментов. Однако среднее значение этой вероятности было взято из предварительного распределения предшественников. Следовательно, чтобы точно предсказать местоположение целевой монеты в каждом испытании, испытуемым потребуется оценить априорную и интегрировать эту информацию с вероятностью. В эксперименте 1 априорное значение оставалось постоянным, в эксперименте 2 дисперсия предыдущих изменений, а в третьем эксперименте среднее априорное значение периодически изменялось.В результате мы могли оценить, могут ли испытуемые оценить априорное значение, и если да, то узнали ли они независимо друг от друга как дисперсию, так и среднее значение этого априорного значения.

    Эксперимент 1

    Для каждого испытуемого использовалось одно из двух значений, большое или маленькое, для определения дисперсии предыдущего эксперимента. Среднее для априорного значения выбиралось из случайного места на экране в начале каждого эксперимента. Мы обнаружили, что после достаточного количества испытаний субъекты имели тенденцию приобретать стратегию, которая точно отражала предыдущие.Для субъектов, подвергшихся большой дисперсии (группа 1A, N = 7), реплики и целевые монеты появлялись в относительно широких областях экрана. Эти испытуемые были склонны выбирать сетевые местоположения относительно близко к отображаемой сигнальной монете, как предписывает байесовская интеграция (см. Рис. 2). Точно так же для субъектов, подверженных небольшой дисперсии (группа 1B, N = 7), реплики и целевые монеты появлялись в относительно узкой области экрана. Эти субъекты имели тенденцию выбирать чистые местоположения, относительно близкие к среднему значению предыдущего, что опять же соответствует байесовской интеграции (см.рис.2).

    Рис. 2. Данные двух репрезентативных субъектов в эксперименте 1.

    В целях наглядности среднее значение априорного значения целевой монеты было удалено из положений контрольной монеты для центрирования данных. Для испытуемого из группы 1А (красные точки) в среднем сетка была размещена относительно близко к биткой (диагональ представляет собой сетку = биткую монету). Для испытуемого из группы 1B (синие точки) в среднем сетка располагалась относительно близко к среднему значению целевых монет (далеко от диагонали).Линейные аппроксимации для всех 400 испытаний эксперимента показаны сплошными красными и синими линиями. Оптимальные наклоны Байеса — 0,8 и 0,2.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686.g002

    Мы оценили среднее значение для каждого субъекта (см. Методы), используя 10 последовательных испытаний. Согласно нашему анализу, в среднем испытуемые быстро усваивали среднее из предыдущих экспериментальных данных, почти в течение первых 10 испытаний. Это было верно как для большой, так и для небольшой дисперсионных групп (см. Рис.3А, Г). Однако, как и следовало ожидать на основе статистических принципов (дисперсия выборочного среднего пропорциональна стандартному отклонению распределения), отдельные субъекты были менее точны при оценке среднего в условиях большой дисперсии. Качественно это можно наблюдать по большей изменчивости их оценок (сравните стандартные шкалы ошибок, рис. 3A, D). Вариабельность группы 1А была значительно больше, чем группы 1В (две выборки t -тест, p <0,001 ).Тем не менее, обе группы сохранили оценки, которые были близки к правильным значениям.

    Рисунок 3. Результаты эксперимента 1.

    Результаты группы 1A (группа с большой дисперсией) находятся в верхней строке, а результаты группы 1B (группа с небольшой дисперсией) — в нижней строке. A), D) Ошибка в расчетном среднем предшествующем, в течение эксперимента (каждая ячейка представляет собой 10 последовательных испытаний), усредненная по субъектам (среднее +/- стандартная ошибка). Крайняя правая точка — это среднее значение по предметам и испытаниям.B), E) Прирост, r , субъекты, использованные во время эксперимента, усредненный по субъектам. Жирная черная линия показывает соответствие модели байесовского вывода экспериментальным данным. C), F) Предполагаемое предварительное среднее значение по мере его развития в ходе эксперимента.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686.g003

    В отличие от быстрого получения априорного среднего, мы обнаружили, что испытуемым может потребоваться множество испытаний, чтобы прийти к точной оценке дисперсии.Чтобы сделать вывод об оценке этой дисперсии каждым испытуемым, мы измерили относительное взвешивание испытуемых, помещенных на реплику, по отношению к предыдущему среднему значению при оценке местоположения целевой монеты (наклон на рис. 2). Это усиление, r , является мерой оценки субъектом априорной оценки (см. Методы). Если бы испытуемые считали, что предшествующее имеет широкое распространение, r было бы близко к 1,0, указывая на то, что реплика была лучшим показателем местоположения целевой монеты. Точно так же, если бы испытуемый считал, что априор имеет узкое распределение, коэффициент усиления будет близок к 0, указывая на то, что среднее априорное значение является лучшим показателем для целевой монеты.Мы вычислили этот выигрыш для 10 последовательных испытаний. Для всех испытуемых r принимали относительно большие значения в первых испытаниях, указывая на то, что испытуемые верили в «плоскую» априорность; например Субъект проявил небольшое предпочтение изначально полагать, что монеты появятся в любом ожидаемом месте. Однако по мере продвижения эксперимента r сходились к правильному значению. Для группы 1B данные, усредненные по субъектам, показали, что для правильной оценки дисперсии предыдущего (см.рис.3E). Рассматривая только последние 50 испытаний, мы обнаружили, что среднее значение r для разных субъектов существенно не отличалось от истинного значения (два образца t -тест, p> 0,1 ). Из-за предрасположенности испытуемых к плоскому предшествующему результату испытуемые в группе 1А по существу начали эксперимент с правильным приростом (см. Рис. 3В, последние 50 испытаний также существенно не отличаются от истинного значения, p> 0,1 ). Используя значения, полученные для среднего и дисперсии, мы смогли восстановить предварительную оценку испытуемого в ходе обучения (рис.3Б, Д). Этот анализ показывает, что испытуемые сходятся к правильной дисперсии предыдущего с временной шкалой порядка сотни испытаний.

    Эксперимент 2

    На основании результатов эксперимента 1 мы пришли к выводу, что испытуемые могут научиться правильно включать априорное положение в свою стратегию и приблизительное количество требуемых испытаний. Однако могло случиться так, что испытуемые не научились правильно представлять предыдущее, а скорее разработали эвристику, выполняющую ту же функцию.Поэтому мы хотели оценить, были ли точно оценены отдельные параметры априорного распределения. Таким образом, второй эксперимент был разработан для изучения способности испытуемых узнавать априорную дисперсию. Одна из двух дисперсий, использованных в эксперименте 1, была случайным образом выбрана для начала эксперимента. После половины испытаний (250) дисперсия приора изменится на другое значение. Во время этого эксперимента было выполнено только одно переключение, поскольку эксперимент 1 показал, что для определения дисперсии потребовалось много попыток (~ 200).Всего 14 человек выполнили эксперимент 2, завершив 500 испытаний. Семь субъектов впервые подверглись большой дисперсии (группа 2A), а семь субъектов впервые подверглись небольшой дисперсии (группа 2B, см. Рис. 4). Чтобы успешно выполнить задачу, каждый испытуемый должен был бы сделать вывод, когда изменилась дисперсия и каково было это новое значение.

    Рис. 4. Данные репрезентативного субъекта в эксперименте 2B.

    Для наглядности среднее значение априора целевой монеты было удалено из позиций контрольной монеты для центрирования данных.В течение первой половины эксперимента испытуемый подвергался предварительному воздействию с небольшой дисперсией (синие точки), и в среднем испытуемый помещал сетку относительно близко к среднему местоположению целевой монеты (вдали от диагонали). Во второй половине эксперимента дисперсия приора была широкой, и испытуемый постепенно помещал сеть ближе к биткой монете (красные точки). Показаны линейные соответствия первым 250 испытаниям (синяя линия) и последним 250 испытаниям (красная линия). Оптимальные наклоны Байеса равны 0.8 и 0.2.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686.g004

    Первые 250 испытаний эксперимента 2, до дисперсии предыдущего переключения, были идентичны эксперименту 1. Действительно, производительность субъектов во время этих испытаний была очень похоже (см. рис. 5). Так же, как и в эксперименте 1, обе группы быстро получили среднее из предшествующих значений, при этом группа 2A показала большую неопределенность среднего значения, чем группа 2B ( p <0,001 ). Субъекты приобрели правильную дисперсию в более медленной шкале времени, статистически неотличимой от первых 250 испытаний эксперимента 1 (при побочном сравнении не было значительных различий, два образца t -тестов, p> 0 .1 ). Вторые 250 испытаний предложили некоторые различия. В среднем, новая дисперсия не повлияла на способность испытуемого поддерживать правильную оценку априорного среднего значения. Однако, как было замечено ранее, дисперсия априорного значения действительно повлияла на наблюдаемую неопределенность в этой оценке. Например, в группе 2A, как только предыдущая дисперсия уменьшилась до нового меньшего значения, изменчивость средней оценки уменьшилась (см. Рис. 5A, p <0,001 ). Точно так же в группе 2B после увеличения дисперсии априорной оценки изменчивость средней оценки увеличилась (рис.5D, p <0,001 ). Поэтому кажется разумным, что их оценка была основана на фактическом распределении априорного, а не на какой-то эвристике, отличной от априорной. Более того, похоже, что первая половина эксперимента не повлияла на оценку испытуемыми среднего во второй половине эксперимента.

    Рисунок 5. Результаты для группы 2.

    Результаты группы 2A (сначала большая дисперсия) находятся в верхней строке, а результаты группы 2B (сначала небольшие отклонения) — в нижней строке.A), D) Ошибка в расчетном среднем предшествующем, в течение эксперимента (каждая ячейка представляет собой 10 последовательных испытаний), усредненная по субъектам (среднее +/- стандартная ошибка). Крайний справа — среднее значение по предметам и испытаниям. B), E) Прирост, r , субъекты, использованные во время эксперимента, усредненный по субъектам. Жирная черная линия указывает на предсказание байесовской модели вывода для экспериментальных данных. Для сравнения, серая линия — это прогноз модели линейного фильтра с фиксированной скоростью обучения. C), F) Предполагаемое среднее значение, предшествующее эксперименту.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686.g005

    Хотя изучение другого предшествующего первого не повлияло на оценки среднего, оно может повлиять на последующее изучение дисперсии. Действительно, во вторых 250 испытаниях эксперимента 2 наблюдались очевидные различия в скорости, с которой испытуемые узнавали дисперсию предшествующего. Скорость обучения во второй половине эксперимента 2 была меньше, чем кажущаяся скорость обучения в первой половине (или, что то же самое, в первой половине эксперимента 1).Например, сравнивая последнюю половину результатов группы 2A с первыми 250 испытаниями группы 2B (рис. 5B, E), мы видим, что испытуемые в группе 2A в среднем медленнее усваивали правильную оценку дисперсии априорной оценки, чем группа 2B. Точно так же в группе 2B после 500 испытаний среднее поведение еще не отражало точную оценку дисперсии, как это было в первой половине группы 2A. Вывод среднего испытуемого до использования измеренных достижений и означает, что мы можем отследить предыдущее, поскольку оно менялось в процессе обучения (рис. 5C, F).Казалось, что обучение первому предшествующему как-то препятствовало способности испытуемых адаптироваться ко второму предшествующему. Это особенно очевидно при переходе от большой дисперсии к малой; изменение в предшествующем обучении было постепенным (рис. 5B).

    Для дальнейшего анализа этих результатов мы сравнили их с результатами идеализированной байесовской модели вывода. Наблюдая за местоположением метки и целевой монеты, модель точно применила правила байесовской статистики для обновления совместного распределения априорного среднего и дисперсии (см. Методы).Модель содержала четыре свободных параметра, которые необходимо было указать, прежде чем мы сможем сравнить ее результаты с результатами испытуемых. Поэтому мы использовали данные эксперимента 1 для соответствия параметрам модели (см. «Методы», Приложение S1 и рис. 3B, E), а затем приступили к вычислению результатов модели для эксперимента 2. Таким образом, мы могли сравнить характеристики идеальной байесовской модели с характеристиками человека. поведение без проблем с переоборудованием. Имея больше знаний о задаче, чем испытуемые, модель представляет собой верхний предел точности того, что можно наблюдать экспериментально.

    Хорошее соответствие эксперименту 1 было получено с помощью байесовской модели вывода (см. Рис. 3B, E, черная линия) за счет минимизации логарифмической вероятности исследуемых данных. Результирующая среднеквадратичная ошибка между измеренными субъектом значениями r и значениями, полученными с помощью модели в обеих группах, составила 0,071. Модель предсказывала очень маленькие ошибки в априорном среднем значении и была по существу правильной в своей оценке после первых нескольких интервалов. Затем эту модель использовали для прогнозирования результатов эксперимента 2.Поведение модели было качественно похоже на поведение испытуемых (см. Рис. 5B, E, черные линии). В частности, обратите внимание, что модель логического вывода правильно предсказывает отсутствие изменений в предварительном оценочном среднем, но более медленную скорость обучения для второй половины эксперимента; так же, как и с данными испытуемого, модель медленно выводит последнюю половину эксперимента 2А по сравнению с первой половиной эксперимента 2В. Первоначально модель относительно неопределенна в отношении априорной и предрасположена к оценке больших изменений дисперсии на основе наблюдаемого распределения монет.По мере продвижения эксперимента оценка дисперсии моделью становится более достоверной. К испытанию 250 th уверенность модели в априорной дисперсии делает ее нечувствительной к новым наблюдениям за распределением монеты, что теперь указывает на другую дисперсию. В результате модель теперь медленно оценивает новую дисперсию, качественно похожую на поведение испытуемых. Среднеквадратичная ошибка между измеренными испытуемыми значениями r и значениями, предсказанными с помощью этой модели вывода в обеих группах, составила 0.077. Опять же, оценка модели априорного среднего значения была по существу правильной после первых нескольких интервалов.

    Чтобы подчеркнуть как хорошее соответствие этой байесовской модели вывода, так и наблюдаемое снижение скорости обучения, мы представляем вторую модель вывода для сравнения. Эта модель, явно простая и небайесовская, оценивала только априорную дисперсию с постоянной скоростью обучения. Модель использовала текущее окно последних десяти испытаний для вычисления выборочного наблюдения дисперсии предшествующего.Обновленная оценка модели представляла собой линейную комбинацию ее предыдущей оценки и текущего наблюдения (см. Приложение S1). Как и в случае с байесовской моделью вывода сверху, два параметра этой модели соответствовали данным из эксперимента 1. Хотя она качественно хорошо соответствовала данным из эксперимента 1, эта модель плохо справлялась с предсказанием второй половины эксперимента. 2 (см. Рис. 5Б, Д, серые линии). Используя параметры, полученные в результате подгонки к эксперименту 1, эта модель предсказывала, что субъекты сойдутся к правильным оценкам априорной дисперсии к концу вторых 250 испытаний.Хотя эта модель, по-видимому, близко соответствует поведению испытуемого во время начальных испытаний после перехода от узкого распределения к широкому (рис. 5E), в целом байесовская модель все еще работает лучше. Среднеквадратичная ошибка между этой моделью и измеренными значениями в обеих группах составила 0,205, что почти в три раза больше, чем в байесовской модели вывода. Эта упрощенная модель вывода с постоянной скоростью обучения не смогла уловить даже качественные эффекты эксперимента 2, когда предыдущая модель переключилась с широкого на узкое распределение.На основании этих результатов выясняется, что испытуемые начали эксперименты, относительно неуверенные в предшествующих, но становились все более уверенными по мере продвижения эксперимента. Это объясняет очевидную более медленную скорость обучения позже в экспериментах.

    Эксперимент 3

    Третий эксперимент был разработан для проверки способности испытуемого узнавать априорное среднее независимо от дисперсии. Мы сохранили дисперсию априорной константы, но изменили ее среднее значение. В начале эксперимента среднее априорное значение было случайным образом выбрано между одним из двух местоположений.Каждый субъект был подвергнут минимум 10 последовательным испытаниям с одним и тем же предшествующим этапом, после которых была небольшая вероятность того, что среднее значение переключится на другое значение в любом испытании. В ходе эксперимента каждый испытуемый подвергнется примерно 50 из этих изменений в предыдущем среднем. Десять субъектов выполнили эксперимент (600 испытаний) после того, как получили те же инструкции, что и в предыдущих экспериментах выше (см. Методы). Как и в предыдущих экспериментах, испытуемые должны были сделать вывод, когда среднее значение изменилось, и какое новое значение этого среднего было, чтобы успешно выполнить задачу.

    Как и в предыдущих двух экспериментах, испытуемые быстро получали точную оценку среднего значения, хотя оно часто менялось. В отличие от предыдущего анализа, мы хотели изучить временные аспекты этой оценки на относительно быстрой временной шкале единичных испытаний, а не на блоках из 10 испытаний. Для каждого испытуемого мы использовали данные, зафиксированные в первом испытании после переключения на предыдущее среднее значение. Это позволило нам наблюдать, как субъекты оценивают среднее значение от испытания к испытанию.Затем мы усреднили эти оценки априорного среднего по всем десяти предметам (см. Рис. 6А). Как можно видеть, в среднем испытуемые могли определить изменение среднего почти сразу и вносили изменения в свою стратегию, которые отражали правильную оценку среднего примерно после двух испытаний.

    Рис. 6. Результаты эксперимента 3.

    A) Расчетное среднее значение для предыдущего, зафиксированного в испытании, которое ранее переключилось (усредненное по всем субъектам и всем переключениям в предыдущем).Жирная черная линия указывает на прогноз модели вывода тех же данных. Б) Субъекты измерили выигрыш, (среднее значение по первым 10 испытаниям после перехода и по всем субъектам). C) Предполагаемое предыдущее среднее значение, как оно изменилось после переключения.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012686.g006

    Чтобы еще раз сравнить результаты испытуемых с результатами байесовской статистики, мы разработали новую байесовскую модель вывода для проведения того же эксперимента по ловле монет.Модель вывода, использованная в экспериментах 1 и 2, не подходит для этой задачи. С допущением этой модели об одном среднем значении, по мере продолжения эксперимента уверенность модели в значении среднего будет расти и становиться все более нечувствительной к новым данным. Эта пониженная чувствительность к переключению в предыдущем среднем не наблюдалась у испытуемых, более того, они, по-видимому, стали лучше понимать переключение по мере продвижения эксперимента. С учетом этих соображений мы разработали новую байесовскую модель вывода, которая имела преимущество знания местоположения двух возможных средств и правильной вероятности переключения между этими средствами.Следовательно, для грамотного выполнения каждого испытания модели вывода требовалось только оценить, какое из двух средств используется в настоящее время. Точно применяя правила байесовской статистики, модель использовала наблюдаемые местоположения монет для оценки правильного априорного значения. Затем модель может оценить местоположение целевой монеты (см. Методы). Поведение модели вывода было очень похоже на поведение среднего испытуемого, и ее оценка предыдущего среднего значения изменилась лишь немного быстрее, чем среднее поведение испытуемого (R 2 = 0.90 для двух кривых, фиг. 6A). Мы подчеркиваем, что эта байесовская модель вывода содержала больше информации, чем испытуемые, и представляла верхнюю границу их эффективности.

    В отличие от двух предыдущих экспериментов, среднее поведение испытуемых показало, что им труднее получить точную оценку дисперсии априора. Учитывая, что два средних значения для априорного были в пределах одного стандартного отклонения как от вероятности, так и от априорного, частое переключение могло препятствовать способности испытуемых точно оценить дисперсию априорного значения.Смешение переключения априорного среднего с разбросом монет может привести к завышению вероятности, что согласуется с наблюдаемым уменьшенным показателем . Мы усреднили данные каждого субъекта по последним 200 испытаниям, чтобы вычислить их оценку прироста, , а затем усреднили по субъектам. Среднее значение r было значительно меньше истинного значения ( p <0,001 рис. 6B). Используя это среднее значение и предполагаемые средние, мы смогли восстановить среднее значение испытуемых, оцененное ранее (опять же, предполагая точную оценку правдоподобия) после переключения экспериментального среднего (рис.6С).

    Обсуждение

    Здесь мы исследовали, как нервная система учится и представляет априор. Мы начали наше исследование с двух гипотез относительно скорости обучения, мотивированных различными концепциями нейронного кодирования неопределенности. Среднее значение и дисперсию априорного значения можно было узнать с одинаковой или разной скоростью. Отслеживая поведение испытуемых в процессе обучения, мы смогли отследить, как люди изучают априорные значения. Наши результаты представляют собой убедительные доказательства того, что среднее значение и дисперсия были получены точно (при достаточном количестве испытаний), однако с разной скоростью, и что эти показатели менялись по мере выполнения задачи.Очевидное снижение скорости обучения соответствовало статистической модели оптимальной оценки, которая вначале была относительно неуверенной, но постепенно становилась достоверной в своих оценках. Это контрастировало с линейной моделью с постоянной скоростью, которая не могла предсказать изменение скорости обучения. Более того, наши результаты показывают, что нервная система может эффективно обучаться априорному заданию по мере того, как статистика задачи изменяется с течением времени, и рационально использовать его, в соответствии с предсказаниями байесовской модели логического вывода.Хотя во многих исследованиях предполагалось, что испытуемые изучают априорное значение, мы подробно измерили, как это делают люди. Наши результаты свидетельствуют о том, что люди могут сформировать точную априорную оценку, оценив ее среднее значение и дисперсию.

    Это исследование было первой попыткой изучить временные характеристики того, как испытуемые получают оценку предшествующего. Чтобы ограничить объем статьи, мы использовали нормальное распределение для экспериментального априорного значения и вероятности. В этих условиях оптимальный Байесовский вывод о местоположении целевой монеты является линейной функцией от местоположения реплики.Действительно, для определения местоположения целевой монеты требовалось только два числа: член смещения и наклон (коэффициент усиления r ). Простая форма этого байесовского оптимального решения затрудняет нашу способность сделать вывод о том, точно ли испытуемые оценивали предшествующий эксперимент. Например, может случиться так, что испытуемые на самом деле не изучают точные априорные значения, а вместо этого пытаются оценить все распределения как гауссовские, просто оценивая среднее значение и дисперсию. Или, что еще проще, субъекты могут полностью игнорировать процесс представления априорного значения и вероятности и просто оценивают два результирующих параметра, которые необходимы для оптимального вывода.Однако у нас есть несколько причин полагать, что это не так, и испытуемые фактически пытаются точно представить необходимую статистику. На основании предыдущих исследований известно, что испытуемые реагируют на изменения в статистике как априорной, так и вероятностной. В частности, в одном исследовании, когда испытуемые столкнулись с негауссовыми распределениями, их поведение стало предсказуемо нелинейным [5]. Это противоречит простой линейной аппроксимации кий и целевым монетам. Более того, когда испытуемым в этом исследовании были представлены новые вероятности, они обобщили подходящим способом Байеса; подразумевающие субъекты выучили предшествующий, а не просто r .Наконец, с вычислительной точки зрения, значение r (которое определяется отношением двух случайных гауссовских переменных) имеет негауссовское распределение с большим вторым моментом. Поэтому прямой и точный вывод этой переменной является неоправданным осложнением. В будущих исследованиях можно было бы изучить степень, в которой испытуемые точно представляют априорное и вероятностное, или использовать приближенную эвристику.

    Во всех 3 экспериментах испытуемые одновременно видели и реплику, и целевую монету в каждом испытании.Таким образом, испытуемые могут непосредственно наблюдать за распространением вероятности и получать множество таких наблюдений. С другой стороны, пробы из предыдущего опыта напрямую не наблюдаются, а должны собираться от испытания к испытанию. Основываясь на этих соображениях и результатах аналогичной работы, описанной выше, мы предположили, что испытуемые быстро оценили вероятность отклонения, и что динамика процесса обучения определялась оценкой предшествующего. Предполагая, что эти соображения верны, наше исследование обращается к изучению априорных значений.Тем не менее, в будущих исследованиях можно будет конкретно изучить, насколько быстро субъекты точно оценят вероятность.

    В целом, испытуемые смогли быстро узнать среднее из априорных значений. По сравнению с байесовской моделью вывода, испытуемые показали себя особенно хорошо, когда среднее из априорных значений неоднократно менялось (эксперимент 3). Модель вывода, прекрасно зная два возможных средства, просто оценила, какой из них наиболее вероятен в настоящее время. Судя по показателям испытуемых, они могли сделать то же самое; то есть, вместо того, чтобы постоянно выводить среднее значение на основе данных, испытуемые запомнили два возможных средства и оценили, какое из них использовалось.Вероятно, что после того, как испытуемые неоднократно подвергались воздействию этих двух средств, они делали вывод о причинной структуре задачи [4], [7], [16], [17]. Поведение человека похоже на поведение оптимального наблюдателя, и нервная система, таким образом, использует мощные алгоритмы обучения.

    Могут быть как статистические, так и нейробиологические причины нашего вывода о том, что испытуемым потребовалось больше времени, чтобы узнать дисперсию, чем среднее из предыдущих. Со статистической точки зрения для точной оценки дисперсии требуется больше выборок, чем для средней.Таким образом, вполне объяснима относительно медленная сходимость к правильной дисперсии для априорной. Также может быть, что субъекты имеют опыт реального мира, который предполагает, что явления изменяются в относительно медленных временных масштабах. Кроме того, в начале эксперимента испытуемые проявляли склонность к тому, чтобы принять плоское решение. Опять же, это может быть основано на реальном опыте предпочтения широкого распространения. С вычислительной точки зрения, это также можно рассматривать как разумную стратегию, пренебрегая априорными (или, что то же самое, предполагая плоские априорные результаты) в стратегии максимального правдоподобия (а не полной байесовской оценке).С нейробиологической точки зрения мы также можем ожидать разную скорость обучения. Различные направления исследований, посвященные быстрому обучению возмущению (среднему), затрагивают мозжечок [18], [19], [20]. Другие исследования показали, что неопределенность (дисперсия) может быть представлена ​​в базальных ганглиях и области LIP (например, [21], [22]). Эти области могут демонстрировать более медленное обучение, чем мозжечок. Комбинация этих различных нейронных структур может привести к быстрому обучению средствам и более медленному обучению вариативности.

    Мы также видим как статистические, так и нейробиологические причины того, что испытуемые медленнее адаптировались по мере продвижения эксперимента. Модель вывода, точно применяющая правила байесовской статистики, по мере продвижения эксперимента становилась все более уверенной в предшествующей модели. В результате модель медленнее реагировала на изменение предшествующей модели во второй половине эксперимента. Субъекты, похоже, используют аналогичную стратегию, возможно, они становятся более уверенными в своих убеждениях и менее чувствительны к своим наблюдениям.Этот вывод об изменении скорости обучения при изменении неопределенности параметров также согласуется с растущим объемом экспериментальных данных. Недавние результаты показывают, что определенные корковые структуры могут отражать уровень неуверенности субъекта в параметрах задания [13], [14], [22], [23]. Дальнейшие данные предполагают, что нейромодуляторы также могут кодировать неопределенность [15], [21]. Эти представления о неопределенности могут позволить нервной системе относительно быстро обучаться в начале эксперимента, когда испытуемые, как правило, не уверены в своей задаче [24].По мере того, как эксперимент продвигается, и субъекты становятся более уверенными в своих убеждениях, нервная система может учиться медленнее.

    В дополнение к изменяющейся во времени скорости адаптации, казалось, что субъекты асимметрично адаптировались к увеличению и уменьшению априорной дисперсии, якобы реагируя быстрее, когда дисперсия резко увеличивалась (рис. 5E). Наша байесовская модель вывода использовала относительно простую генеративную модель, достаточную для объяснения изменяющегося во времени характера адаптации, на которой мы сосредоточились.Интересно, что это же асимметричное явление было описано в вычислительных моделях оптимальной байесовской оценки дисперсии [25]. Более того, такая же асимметрия наблюдалась в нейронных данных при адаптации к аналогичным изменениям дисперсии стимула [26]. Вместе с нашими данными эти теоретические и феноменологические открытия свидетельствуют о том, что нервная система использует почти оптимальную оценку статистики стимулов.

    Как средняя результативность испытуемого, так и байесовское моделирование показали, что испытуемые быстро приобрели среднее из предшествующих.Однако, в отличие от байесовской модели, испытуемые продолжали демонстрировать относительно большие отклонения в этой оценке на протяжении всего эксперимента. Если бы испытуемые считали статистику эксперимента стационарной, их дисперсия должна была бы уменьшаться по мере продолжения эксперимента. Это не было очевидным. Может случиться так, что, хотя субъекты считают, что окружающая среда стационарна, они периодически проявляют «небайесовское» поведение. Хорошо известным примером этого является так называемое поведение согласования [27].В нашем эксперименте испытуемые могли демонстрировать похожее явление, делая выбор, несовместимый с максимальной апостериорной оценкой . Кроме того, может случиться так, что испытуемые не верят строго в стационарные распределения, а вместо этого допускают возможность изменений. Это означало бы, что их неопределенность (и результирующая дисперсия) должна оставаться ненулевой даже в установившемся режиме. Это тоже соответствовало бы их поведению.

    Эксперимент по ловле монет — это задача, требующая как вывода (где находится целевая монета?), Так и последующего решения, основанного на этом заключении (где должна быть размещена сеть?).То есть, строго говоря, субъекты могут взвешивать свое решение о том, где разместить сеть, с проблемами, отличными от того, где, по их мнению, наиболее вероятно будет находиться цель; например сколько усилий нужно, чтобы переместить сетку туда, где, по их мнению, будет цель. Теоретически при описании поведения субъектов мы должны использовать функцию потерь или ценности. Однако наша задача была построена таким образом, чтобы моторное усилие (поворот лопастного колеса) было минимальным. В результате наша задача фактически была проблемой оценки, и с помощью байесовских алгоритмов мы смоделировали ее как таковую.Более того, поведение субъектов может зависеть от других факторов, таких как острота зрения. Путем демонстрации относительно больших монет ярких цветов на относительно нейтральном фоне и размещения испытуемых близко перед монитором компьютера в эксперименте была предпринята попытка минимизировать этот внутренний шум измерения по сравнению с экспериментально контролируемой дисперсией монет-реплик. Таким образом, задача была разработана, чтобы выявить априорные предпочтения испытуемых и минимизировать влияние других факторов.

    Отслеживание изменения априорных значений может открыть возможность для нового анализа нейронных репрезентаций в сенсомоторных задачах.Такие свойства, как внешние стимулы или двигательное поведение, могут находиться далеко «вверх» или «вниз по течению» от их нейронных репрезентаций, в зависимости от того, откуда в мозге записываются данные. Однако сочетание электрофизиологических исследований с проведенным здесь анализом дает новый коррелят для нейронных данных. Развитие априорной теории, выведенной из поведенческих данных, может предложить более тесную корреляцию с внутренними представлениями о задаче и результирующими двигательными результатами. Таким образом, этот подход может предложить новый способ анализа нейронных представлений в широком диапазоне перцептивных, моторных и, возможно, когнитивных задач.

    Приоры характеризуют убеждения, которых придерживаются люди, и являются неотъемлемой частью того, как мы принимаем решения о действиях и формируем решения. Некоторые недавние модели неврологических заболеваний, таких как шизофрения, теперь используют количественные стратегии байесовской статистики [28], [29]. Таким образом, использование стратегий, разработанных в этом исследовании, может предложить новые способы анализа механизмов, вызывающих неврологический дефицит.

    Вклад авторов

    Эксперимент задумал и спроектировал: МБ МВ КПК.Проведены эксперименты: МБ МВ. Проанализированы данные: МБ. Написал статью: МБ МВ КПК.

    Ссылки

    1. 1. Weiss Y, Simoncelli EP, Adelson EH (2002) Иллюзии движения как оптимальные восприятия. Nat Neurosci 5: 598–604.
    2. 2. Стокер А.А., Симончелли Е.П. (2006) Характеристики шума и предварительные ожидания в восприятии скорости человеческого зрения. Nat Neurosci 9: 578–585.
    3. 3. Джейкобс Р.А. (1999) Оптимальная интеграция текстуры и сигналов движения по глубине.Видение Res 39: 3621–3629.
    4. 4. Кординг К.П., Бейерхольм Ю., Ма В.Дж., Кварц С., Тененбаум Дж. Б. и др. (2007) Причинный вывод в мультисенсорном восприятии. PLoS ONE 2: e943.
    5. 5. Кординг К.П., Вольперт Д.М. (2004) Байесовская интеграция в сенсомоторном обучении. Природа 427: 244–247.
    6. 6. Miyazaki M, Nozaki D, Nakajima Y (2005) Тестирование байесовских моделей времени совпадений человека. J Neurophysiol 94: 395–399.
    7. 7. Хадсон Т.Э., Мэлони Л.Т., Лэнди М.С. (2007) Планирование движения с вероятностной целевой информацией.J Neurophysiol 98: 3034–3046.
    8. 8. Берникер М., Кординг К. (2008) Оценка источников двигательных ошибок для адаптации и обобщения. Nat Neurosci 11: 1454–1461.
    9. 9. Адамс У. Дж., Граф Э. У., Эрнст МО (2004) Опыт может изменить предшествующее «свет сверху». Nat Neurosci 7: 1057–1058.
    10. 10. Tassinari H, Hudson TE, Landy MS (2006) Объединение априорных и шумных визуальных сигналов в задаче быстрого наведения. J Neurosci 26: 10154–10163.
    11. 11. Thoroughman KA, Shadmehr R (2000) Обучение действию через адаптивную комбинацию моторных примитивов. Nature 407: 742–747.
    12. 12. Кавато М., Фурукава К., Судзуки Р. (1987) Иерархическая модель нейронной сети для управления и обучения произвольным движениям. Biol Cybern 57: 169–185.
    13. 13. Behrens TE, Woolrich MW, Walton ME, Rushworth MF (2007) Изучение ценности информации в неопределенном мире. Nat Neurosci 10: 1214–1221.
    14. 14. Киани Р., Шадлен М.Н. (2009) Представление уверенности, связанной с решением нейронов теменной коры. Наука 324: 759–764.
    15. 15. Ю. А. Дж., Даян П. (2005) Неопределенность, нейромодуляция и внимание. Нейрон 46: 681–692.
    16. 16. Вэй К., Кординг К. (2009) Актуальность ошибки: что движет адаптацией двигателя? J Neurophysiol 101: 655–664.
    17. 17. Тененбаум Дж. Б., Гриффитс Т. Л., Кемп С. (2006) Теоретические байесовские модели индуктивного обучения и рассуждений.Тенденции Cogn Sci 10: 309–318.
    18. 18. Chen H, Hua SE, Smith MA, Lenz FA, Shadmehr R (2006) Влияние разрушения таламуса мозжечка человека на адаптивный контроль достижения. Cereb Cortex 16: 1462–1473.
    19. 19. Незафат Р., Шадмер Р., Холкомб Х. Х. (2001) Долгосрочная адаптация к динамике движений достижения: исследование ПЭТ. Exp Brain Res 140: 66–76.
    20. 20. Льюис Р.Ф., Тамарго Р.Дж. (2001) Поражения мозжечка нарушают контекстно-зависимую адаптацию движений к движению у приматов.Exp Brain Res 138: 263–267.
    21. 21. Schultz W., Preuschoff K, Camerer C, Hsu M, Fiorillo CD, et al. (2008) Явные нейронные сигналы, отражающие неопределенность вознаграждения. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3801–3811.
    22. 22. Черчленд А.К., Киани Р., Шадлен М.Н. (2008) Принятие решений с несколькими альтернативами. Nat Neurosci 11: 693–702.
    23. 23. Rushworth MF, Behrens TE (2008) Выбор, неопределенность и ценность в префронтальной и поясной коре.Nat Neurosci 11: 389–397.
    24. 24. Бердж Дж, Эрнст М.О., Бэнкс М.С. (2008) Статистические детерминанты скорости адаптации в достижении человеком. J Vis 8: 20 21–19.
    25. 25. ДеВиз М., Задор А. (1998) Асимметричная динамика в оптимальной адаптации дисперсии. Нейронные вычисления 10: 1179–1202.
    26. 26. Fairhall AL, Lewen GD, Bialek W, de Ruyter Van Steveninck RR (2001) Эффективность и неоднозначность в адаптивном нейронном коде. Nature 412: 787–792.
    27. 27.Sugrue LP, Corrado GS, Newsome WT (2004) Соответствующее поведение и представление ценности в теменной коре. Science 304: 1782–1787.
    28. 28. Fletcher PC, Frith CD (2009) Восприятие значит верить: байесовский подход к объяснению положительных симптомов шизофрении. Nat Rev Neurosci 10: 48–58.
    29. 29. Дима Д., Ройзер Дж. П., Дитрих Д. Е., Боннеманн С., Ланферманн Х. и др. (2009) Понимание того, почему пациенты с шизофренией не воспринимают иллюзию полой маски, используя динамическое причинное моделирование.Нейроизображение.
    Доверие

    Priors и пренебрежение базовой ставкой

    было исследовано довольно подробно, и результаты показывают, что

    человек очень чувствительны к изменениям в размере выборки. Это

    особенно интересно тем, что, совершенно случайно по сравнению с более чем

    всех целей исследования, оно предполагает, что многие из результатов

    , относящиеся к «нечувствительности к размеру выборки», могут быть лучше всего объяснены, если предположить что люди используют внутреннее логарифмическое представление

    для масштабирования размера выборки, что согласуется с

    другими исследованиями, в которых рассматривалось психологическое представление величины.

    Интересная возможность состоит в том, что предложенный логарифмический закон

    для субъективного размера выборки может применяться не во всех случаях. Как указано в

    , оценки параметров, полученные для эксперимента

    2, находятся в тесном согласии с соответствующими оценками для эксперимента

    iment 1. Однако, когда уровни «высокого доверия» зафиксированы

    на единицу, как в эксперименте 2 , не только уровень «низкого доверия»

    масштабируется соответствующим образом и еще раз указывает на сильный эффект подсчета dis-

    , но теперь кажется, что размеры выборки линейно масштабируются на

    (этого не происходит для Эксперимента 1, так как

    подавляющее большинство условий, по-видимому, отражают логарифмический закон масштабирования микрофона

    ).Одним из объяснений несоответствия может быть

    , что в некоторых ситуациях (предположительно с очень высоким уровнем доверия) люди

    мысленно представляют данные в виде единой объединенной выборки —

    человек, а не как две отдельные выборки. В этом объединенном случае

    относительный вес предшествующих данных и новых выборок будет линейно объединяться. Возможно, что это различие между

    \ объединением «и \ сравнением» наборов данных могло бы объяснить эффект ef-

    , но без дополнительных данных трудно предположить больше, чем

    .

    Три последних оговорки в порядке. Во-первых, предлагаемый счетчик ac-

    охватывает только взвешивание двух источников данных. Полный счет

    должен расширить подход для работы с экстраполяцией

    . Во-вторых, не утверждается, что дисконтирование

    всегда сознательно: люди вполне могут иметь интуитивное предпочтение

    полагаться, например, на более свежие данные, но все же

    будут готовы признать (после эксперимента), что они \ должно «иметь

    использованную теорему Байеса.Интуитивное (и соответствующее) недоверие

    к базовым ставкам не противоречит способности

    следовать логике байесовского обновления. Наконец, следует отметить

    , что, поскольку в нашем экспериментальном плане использовались внутрипредметные сравнения

    , он является деспотичным с точки зрения того, насколько

    участников осведомлены о потенциальных вариациях в достоверности

    . возможность работы с разными источниками данных. Таким образом, хотя очевидно, что

    существуют ситуации, в которых люди очень хорошо

    учитывают или дисконтируют предыдущие данные разумным образом —

    ion, не так ясно, как в целом это происходит.В частности, требуется дальнейшее исследование

    , чтобы определить, могут ли примеры

    без каких-либо маркеров надежности, такие как традиционные эксперименты с пренебрежением базовой ставкой

    , привести людей к доверию или недоверию

    представленным базовым ставкам. Однако до тех пор, пока этот вопрос не будет решен повторно, кажется преждевременным основывать какое-либо обвинение в человеческой иррациональности

    на основании предыдущих выводов базовой оценки.

    Выражение признательности

    MBW было поддержано ExxonMobil и Santos в виде

    финансирования CIBP в Австралийской нефтяной школе.DJN

    был поддержан грантом ARC DP-0773794. Авторы выражают благодарность

    Анастасии Ейовой за сбор данных, а также Стиву Беггу и

    Нэнси Бриггс за полезные обсуждения.

    Ссылки

    Андерсон, Дж. Р. и Скулер, Л. Дж. (1991). Отражения окружающей среды в памяти. Психологическая наука, 2, 396-408.

    Бар-Гиллель, М. (1980). Ошибка базовой ставки в вероятностных суждениях —

    суждения. Acta Psychologica, 44, 211-233.

    Бернулли Дж. (1713). Ars Conjectandi, Basilea: Thurnisius.

    Космидес, Л. и Туби, Дж. (1996). В конце концов, люди — хорошая интуитивная статистика —

    тиков? Переосмысление некоторых выводов из литературы

    о суждениях в условиях неопределенности. Познание, 58, 1-73.

    Dehaene, S. (2003). Нейронная основа закона Вебера-Фехнера: логарифмическая линия с числами в уме

    . Тенденции в когнитивных науках,

    7 (4), 145-147.

    Гигеренцер, Г.(1996). Об узких нормах и неопределенной эвристике: ответ

    Канеману и Тверски (1996). Психологическое обозрение,

    103 (3), 592-596.

    Gigerenzer, G., & Hoffrage, U. (1995). Как улучшить байесовское рассуждение

    без инструкции: Форматы частот. Psychologi-

    Cal Review, 102 (4), 684-704.

    Гигеренцер, Г., и Тодд, П. М. (1999). Простая эвристика

    , которая делает нас умными. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

    Глюк, М.А. и Бауэр Г. Х. (1988). От кондиционирования к категории

    кровавое обучение: адаптивная сетевая модель. Журнал Experi-

    Психология психики: Общие, 117, 227-247.

    Goodie, A. S., & Fantino, E. (1999). Что помогает и что не помогает

    смягчать пренебрежение базовой ставкой при непосредственном опыте. Журнал

    Behavioral Decision Making, 12, 307-335.

    Харрис, К. и Харви, Н. (2000). Являются ли абсолютные частоты, относительные частоты или обе частоты эффективными для снижения когнитивных искажений.

    Журнал принятия поведенческих решений, 13, 431-444.

    Хьюм, Д. (1739/1898). Трактат о человеческой природе. Лондон:

    Ward Lock.

    Джейнс, Э. Т. (2003). Теория вероятностей: логика науки.

    Кембридж: Издательство Кембриджского университета

    Канеман Д., Слович П. и Тверски А. (1982). Решение по

    Неопределенность. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.

    Канеман Д. и Тверски А. (1996). О реальности познавательных

    иллюзий.Психологический обзор, 103 (3), 582-591.

    Лаплас, П. С. (1814/1951). Essai Philosophique sur les Proba-

    bilites (F. W. Truscott & F. L. Emory, Trans.). Нью-Йорк: Dover

    Publications.

    Ли, М. Д., и Камминс, Т. Д. Р. (2004). Накопление доказательств

    в принятии решений: Объединение моделей «бери лучшее» и «рационально»

    . Психономический бюллетень и обзор, 11 (2), 343-352.

    Sedlmeier, P. & Gigerenzer, G. (1997).Интуиции о размере выборки

    : Эмпирический закон больших чисел. Journal of Behavioral

    Decision Making, 10, 33-51.

    Шепард Р. Н., Килпатрик Д. В. и Каннингем Дж. П. (1975). Внутреннее представление чисел

    . Когнитивная психология, 7, 82-

    138.

    Саймон, Х.А. (1956). Рациональный выбор и структура среды —

    человека. Психологический обзор, 63, 129-138.

    Сломан, С.А., Овер, Д., Словацкий, Л.И Стибел Дж. М. (2003). Частота

    иллюзий и других заблуждений. Организационное поведение

    и процессы принятия решений людьми, 91, 296-309.

    Стиглер, С. М. (1986) История статистики Кембридж, Массачусетс:

    Harvard University Press.

    Тодд П. М. и Гигеренцер Г. (2000). Простая эвристика, которая делает нас умными

    . Поведенческие науки и науки о мозге, 23 (5), 727-741.

    Тодд, П. М. и Гигеренцер, Г. (2003). Граница рациональности в мире

    .Журнал экономической психологии, 24, 143-165.

    Тверски, А. и Канеман, Д. (1974). Суждение в условиях неопределенности:

    эвристик и систематических ошибок. Science, 185, 1124–1131.

    Тверски, А. и Канеман, Д. (1982). Доказательное влияние базовых ставок

    . В деле Д. Канемана, П. Словича и А. Тверски (ред.), Решение

    В условиях неопределенности: эвристика и предвзятость.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *