Всегда ли шум имеет гауссовское распределение?

Центральная предельная теорема говорит, что если вы суммируете много одинаково распределенных (причем по любому закону) величин, то получаете нормальное распределение. Например, в физической реальности на объект действует много случайных сил (скажем, от броуновского движения молекул и частиц). Их равнодействующая — это как раз такая сумма, поэтому распределена нормально.

Но это не всегда так. В биомедицине встречаются распределения с тяжелыми хвостами, например, распределения Леви или Парето, характерные для редких событий (экстремальных значений).

Почему важно правильно учитывать экстремальные значения? 

Часто это ключевые сигналы в медицине: высокий уровень онкомаркеров → опухоль, повышенный тропонин → инфаркт, аномальные электрокардиограммы → тяжелые нарушения ритма.

Если предположить нормальность ошибок, такие показатели могут восприниматься как выбросы или ошибки измерений, а важные случаи — пропущены.

В биологических системах шум поступает из разных источников: молекулярные флуктуации, технические ошибки измерений, внешние воздействия окружающей среды и многое другое. Каждый источник имеет свою природу и характер распределения ошибок. Например, молекулярный шум часто моделируют как дискретный процесс с определенной вероятностью возникновения события (например, биномиальное или Пуассона), а технический шум — как гауссовский из-за случайных флуктуаций в электронике.

Что делать на практике?

🔷Постройте гистограмму ошибок или остатков. Посмотрите на форму: симметрична? Есть ли тяжелые хвосты? Выбросы?
🔷Проверьте через статистические тесты на нормальность - Шапиро-Уилка, Колмогорова-Смирнова, Андерсона-Дарлинга
🔷Проверьте наличие тяжелых хвостов — экстремальных значений, которые реже встречаются, чем по нормальному закону. Для этого помогут графики квантиль-квантиль (Q-Q plot).
🔷При подозрении на тяжелые хвосты — попробуйте модели с распределениями Леви, Парето, Стьюдента; для выбора оптимальной модели рассмотрите критерии выбора (AIC/BIC).

Предположение о нормальности — лишь приближение, а не догма. Ключ к точной интерпретации данных — понимание природы шума.

Сталкивались ли вы с "тяжелыми хвостами" в ваших биологических данных? Как решали эту проблему? Делитесь своим опытом в комментариях!

В следующий раз поговорим о том, как сделать надежные выводы и избежать переобучения, если данных мало.

#openbio_education

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!

📰Сегодня собрали для вас дайджест мероприятий по биотехнологиям, вычислительной биологии, искусственному интеллекту и смежным областям, которые пройдут в России в 2025 году. Поехали:

1️⃣ 25 июня – 2 июля | Всероссийская конференция “Молекулярная динамика – 2025”

Новосибирск. Атомное и молекулярное моделирование: современные подходы и алгоритмы, Молекулярно-динамическое моделирование и его приложения, Технологии суперкомпьютерного и атомистического ML

2️⃣1–18 июля | Летняя школа искусственного интеллекта

Петрозаводск. Теоретическая часть обучения пройдет в формате лекций и семинаров? А для решения кейсов – реальных задач от партнеров – будет сформировано несколько продуктовых команд под руководством опытных наставников
Дедлайн 27 июня.

3️⃣ 7–10 июля | DataCon 2025: Искусственный интеллект в разработке фармацевтических молекул

Университет ИТМО, Санкт-Петербург приглашает на воркшоп, который заканчивается решением реального кейса в формате хакатона.

4️⃣ 31 июля - 3 августа | 12-я Московская конференция по вычислительной молекулярной биологии (МССМВ)

Сколково, Институт науки и технологий. В программе секции по компьютерным наукам в биологии и смежным дисциплинам. Дедлайн подачи тезисов уже прошел, но можно посетить конференцию в качестве слушателя.

5️⃣ 15–19 сентября | Всероссийская конференция с международным участием “Генетика. Эволюция. Радиобиология”

В Екатеринбурге, на базе Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН пройдет конференция? в которой затронут темы эволюционные процессы с точки зрения современной генетики. Эволюционная и историческая экология; Перспективы применения новых методов генетики, геномики и селекции в решении проблем продовольственной безопасности;
Дедлайн 1 июля.

6️⃣ 22–27 сентября и 7 –12 октября | XX юбилейная международная научная конференция “Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2025”

Конференция пройдет в 2 этапа: первый в сентябре, в Севастополе на базе Института перспективных исследований Севастопольского государственного университета; второй - в Москве на базе Физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, в программе: Общая биофизика, Молекулярная биофизика и биоинформатика, Медицинская биофизика и биофизическая химия, Биофизическая экология.
Дедлайн 20 июля

7️⃣ 23–25 сентября | XII Российский форум биотехнологий OpenBio

Место проведения Наукоград Кольцово. OpenBio — крупнейший форум молодых ученых по биотеху и смежным отраслям. В программе: секции по генетике, биоинформатике, вирусологии, фундаментальной медицине и фарме.
Дедлайн 1 августа.

8️⃣ 20–22 октября | XXXI Symposium on Bioinformatics and Computer-Aided Drug Discovery (BCADD-2025)

Онлайн-симпозиум для специалистов по компьютерному поиску и разработке лекарств, анализу биологических путей, моделированию молекул, ML и AI для фармацевтики и медицины.
Дедлайн подачи тезисов — до 31 августа, зарегистрироваться в качестве слушателя или представителя онлайн- постера можно до 25 сентября

9️⃣ 25–26 октября | Геномика метагеномика и молекулярная биология микроорганизмов

Сколково, Институт науки и технологий.
В программе: доклады из области генетики, молекулярной биологии, метагеномики и биохимии микроорганизмов, включая трансляционную микробиологию и геномное редактирование.
Дедлайн подачи тезисов до 30 июня
Дедлайн регистрации на конференцию до 15 сентября

🔟 28–30 октября | XI Всероссийская конференция с международным участием «Физиология и биохимия медиаторных процессов"

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, г. Москва проводит конференцию по сравнительной физиологии сигнальных систем, эволюции механизмов сигнализации, генетическим и эпигенетическим механизмам физиологических процессов и поведения, молекулярно-клеточным механизмам функционирования сенсорных и двигательных систем.
Дедлайн подачи тезисов 31 августа

Поделись с друзьями и посещайте мероприятия вместе!

#openbio_events #биотех #openbio_education #конференции

📌 Машинное обучение в биологии и биомедицине | OpenBio.Edu — подписывайтесь!

➡️ Напоминаем, что сегодня в 19.00 по мск состоится встреча с Никитой Ваулиным.

Мы решили, что эфир будет проходить прямо здесь в телеграм -канале.
Вопросы можно задавать в комментариях под этим постом.

📌 Зарегистрируйтесь, если планируете смотреть встречу в записи.

До встречи!

📩📥📤