Interpreting Neural Network Models for Toxicity Prediction by Extracting Learned Chemical Features

人工神经网络 Nexus(标准) 人工智能 计算机科学 机器学习 特征(语言学) 语言学 哲学 嵌入式系统
作者
Moritz Walter,Samuel J. Webb,Valerie J. Gillet
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.4c00127
摘要

Neural network models have become a popular machine-learning technique for the toxicity prediction of chemicals. However, due to their complex structure, it is difficult to understand predictions made by these models which limits confidence. Current techniques to tackle this problem such as SHAP or integrated gradients provide insights by attributing importance to the input features of individual compounds. While these methods have produced promising results in some cases, they do not shed light on how representations of compounds are transformed in hidden layers, which constitute how neural networks learn. We present a novel technique to interpret neural networks which identifies chemical substructures in training data found to be responsible for the activation of hidden neurons. For individual test compounds, the importance of hidden neurons is determined, and the associated substructures are leveraged to explain the model prediction. Using structural alerts for mutagenicity from the Derek Nexus expert system as ground truth, we demonstrate the validity of the approach and show that model explanations are competitive with and complementary to explanations obtained from an established feature attribution method.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
的法国队完成签到,获得积分10
刚刚
靓丽红牛发布了新的文献求助10
刚刚
皮皮发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
熊熊发布了新的文献求助10
3秒前
爆米花应助bubu采纳,获得10
3秒前
3秒前
科研小白完成签到,获得积分10
4秒前
烟花应助机灵的咖啡采纳,获得10
4秒前
嘟嘟噜完成签到,获得积分20
4秒前
Hello应助11di采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
闪闪冷亦完成签到,获得积分10
7秒前
success发布了新的文献求助10
7秒前
777发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
KM完成签到,获得积分10
9秒前
氘代氯仿完成签到,获得积分10
10秒前
心灵美嚓茶完成签到,获得积分10
10秒前
June完成签到,获得积分10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
饱满一手完成签到 ,获得积分10
11秒前
zzy发布了新的文献求助10
11秒前
W123完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
李一水发布了新的文献求助30
14秒前
今后应助seven采纳,获得10
14秒前
peng完成签到,获得积分10
14秒前
完美世界应助白潇潇采纳,获得10
14秒前
15秒前
wsy1029完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
哈哈镜阿姐完成签到,获得积分10
15秒前
独特忆灵完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
碳中和关键技术丛书--二氧化碳加氢 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5660366
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4833486
关于积分的说明 15090434
捐赠科研通 4819032
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2578985
邀请新用户注册赠送积分活动 1533542
关于科研通互助平台的介绍 1492262