症状网络与网络精神病学05 / 20
混合图模型与可预测性
混合图模型(MGM)
临床数据常同时包含连续变量(如量表总分、生理指标)、类别变量(性别、诊断、治疗分组)和计数变量(发作次数)。Haslbeck & Waldorp(2020, Journal of Statistical Software)的 R 包 mgm 把 GGM 与 Ising 模型推广到这种情形:
- 每个变量的条件分布取自指数族(高斯、类别/多项、泊松),整个联合分布是一个成对马尔可夫随机场;
- 估计沿用逐节点思路:对每个变量做相应的 正则化广义线性回归(连续变量用线性回归,类别变量用多项逻辑回归,计数用泊松回归), 用 EBIC 或交叉验证选择,再用 AND/OR 规则合并;
- 类别变量与其他变量之间的“边”由多个参数组成(例如三类变量对一个连续变量有两个参数),绘图时通常汇总为一个非负的边权,符号不再有统一含义;
- mgm 还支持高阶交互(调节效应)与时变网络(用核平滑估计随时间变化的参数)。在此基础上,Haslbeck, Borsboom & Waldorp(2021, Multivariate Behavioral Research)提出调节网络模型(moderated network model):让一个变量(如年龄、治疗分组)调节其余边的强度,可以看作连续版本的组间网络比较。
网络干预分析就是混合图模型的一个直接应用:把二值的治疗分组变量与连续的症状变量放进同一个网络。
节点可预测性
中心性只描述一个节点在网络中的“位置”,不说明这个节点有多少变异能被网络解释。Haslbeck & Waldorp(2018, Behavior Research Methods)提出报告节点可预测性(predictability):用其邻居预测该节点时的解释方差 (连续变量)或校正后的分类准确率(类别变量)。
可预测性:节点 被网络中其余节点解释的程度。对标准化的连续变量,把 对其余全部变量做线性回归,残差方差等于 ( 为相关矩阵的逆),因此
可预测性是一个绝对量(0 到 1),可以在不同节点、不同网络之间比较;中心性则只是相对排序。
可预测性的意义在于给“干预”设定上限:一个可预测性很低的症状主要由网络外的因素决定,即使干预它的全部邻居,它也不会改变多少;反之,一个可预测性很高的症状,至少在统计上“处在网络的控制之下”。这一推理依然以网络边具有因果含义为前提。样本内 会高估样本外表现,严格的做法是用交叉验证估计样本外可预测性。代码示例中验证了 与逐个回归的结果完全一致。