What's Missing from Machine Learning for Medicine? New Methods for Causal Effect Estimation and Representation Learning from EHR Data
Notice bibliographique
Résumé
This thesis explores the applications of deep learning in clinical and epidemiologic data analysis, focusing on neural networks for causal effect estimation and clinical risk prediction. I claim that neural networks have a significant role in the future of causal inference and I present empirical results in Chapter 2 that demonstrate the superiority of neural nets for solving the fundamental integral equation of proximal inference. In Chapters 3 and 4, I discuss the limitations of deep learning in the context of clinical risk prediction. Chapter 3 analyzes the field's progress on modeling structured medical data using deep learning and shows that it has been stagnant. I propose several reasons for this stagnation and attempt to address some of them with a novel Transformer architecture in Chapter 4. This pre-trained Transformer model, called Labrador, does not consistently outperform tree-based methods in downstream fine-tuning tasks despite showing strong results on pre-training. This observation motivates several concluding arguments that I present in the final chapter. Among them, I emphasize that the full potential of deep learning in medical artificial intelligence is yet to be realized. In order to realize some of this potential, I argue that multi-modal models are required and that coordinated institutional efforts will be necessary to foster the resources for large-scale data and model training. Finally, I discuss some of the remarkable capabilities recently observed in GPT-4 and hypothesize that large language models, despite being purely predictive in nature, can learn about causality by training on sufficiently large data. I claim that this emergent understanding of causality and acquisition of world models should be anticipated as an outcome of next-token prediction. I use the human cortex as an existence proof for this statement and draw a connection between next-token prediction methods and the predictive coding theory of neuroscience for information processing in the cortex. In conclusion, I discuss the implications of large language models for the practice of causal inference and vice versa.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,019 | 0,054 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,004 |
| Communication savante | 0,005 | 0,012 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,009 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».