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Formalismo Bayesiano
y Paradoja de Hempel
Autor: Dr. Felix Gulias
Rodrigues
Especialista en Informática
Médica.
gulrofelix@aol.com
Los métodos Bayesianos proveen un formalismo
para raciocinio sobre creencias parciales en condiciones de incertidumbre.
Parametros numericos son usados significando el grado de creencia de acuerdo con
algun tipo de conocimiento. Estes parametros son combinados y manipulados
de acuerdo con las reglas de la teoria de la
probabilidad.
En el Formalismo Bayesiano. las
medidas de la creencia siguen tres axiomas básicos:
- 0 < P(A) < 1 ( P(A) = probabilidad de A
).
- P(A) = 1
- P( A o B ) = P( A) + P(B). Si A y B
son mutuamente exclusivos.
Después de varias formulaciones se llega a
la fórmula de inversión básica que es:
P(e|A) (P(A)
P(A|e)
= ------------------
P(e)
donde A es la hipótesis y el e es
la evidencia.
P(A)= Probabilidad a priori ( Probabilidad
antes de ocurrir la evidencia )
P(e)= Probabilidad de la
evidencia
P(e|A)= Likelihood ratio ( Probabilidad de
creer en las probabilidades a priori y la evidencia)
P(A|e) =
Probabilidad a posteriori ( Después de la evidencia
)
Ejemplo:
Una radiografía demuestra presencia de área
cardíaca aumentada. La probabilidad a priori de ser Insuficiencia Cardíaca
es 20% ( 0,2 ). Se obtiene una evidencia al visualizar líneas B de Kerley
en esta radiografía cuya probabilidad es 30% ( 0,3 ). La creencia (
likelihood ratio ) en esta probabilidad a priori, dada la evidencia es 50%
( 0,5 ).
¿ Cuál la probabilidad a
posteriori ?
P(A)=0,2.
P(e|A)=0,5. (Likelihood
ratio)
P(e)=0,3.
P(e|A)
(P(A) 0,5
x
0,2
P(A|e) =
------------------ =
------------------ =
0,33... (33%)
P(e)
0,3
Este formalismo trabaja con
incertidumbre y intenta modelar el pensamiento humano. Dentro de la construcción
de sistemas expertos en Medicina, se hace la verificación de
frecuencias relativas a los eventos relacionados a las hipótesis y reglas
definidas. Existe una diferencia
entre la probabilidad de una hipótesis y la confirmación de una hipótesis,
que se presenta descrita en una paradoja,
denominada: La Paradoja de Hempel. Ver el ejemplo:
El análisis de sangre verificó
que:
- Los glóbulos sanguíneos son rojos. ( hipótesis
1 )
- Las células que no son rojas no son
glóbulos . (hipótesis 2)
Son hipótesis logicamente equivalentes. por eso
dadas las dos hipótesis 1 y 2 ¿ Cómo
seria la probabilidad condicional de 1 y 2 si hubiera alguna evidencia
E ?
Por ejemplo: E= El analisis verificó presencia
de plaquetas. Entonces deveria se obtener una ecuación así:
P ( 1 | E ) = P( 2 | E ).
El E parece confirmar la
hipótesis 2 pero no la hipótesis 1. Muchas células existentes en la sangre
no tienen color rojo ( los leucócitos ) y algunas no son glóbulos, como es el
caso de las plaquetas. Como está definido en la paradoja, la presencia de las
plaquetas no parecen al princípio aumentar nuestra creencia en la hipótesis 1.
La conclusión de este hecho es que existe diferencia entre grado de
confirmación de una hipótesis y el abordaje probabilístico clásico usado en
reglas de sitemas expertos.
Bibliografía:
1- Probabilistic Reasoning in Expert
Systems. Theory and Algorithms. Richard E. Neapolitan. 1990. A
Wiley-Interscience Publication. John Wiley & Sons, Inc.
USA.
2- Probabilistic Reasoning in Intelligent
Systems. Networks of plausible inference. Revised second printing. Judea Pearl.
1988. Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
USA. |