[論文レビュー] When Should We (Not) Interpret Linear IV Estimands as LATE?

Tymon Słoczyński|arXiv (Cornell University)|Nov 13, 2020

Advanced Causal Inference Techniques被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、線形IV推定量が条件付き局所平均処置効果（LATE）の重み付き平均として標準的に解釈されることを挑戦し、弱い単調性のもとで、道具具効果に暗黙の同一性制約が課されることにより、従来のIVモデルで負の重みが生じ得ることを示している。強い単調性が成立しない状況では、アングラスとイェンス（1995）の「相互作用付きIV」仕様が負の重みを回避し、因果推論のための頑健な代替手法を提供する。

ABSTRACT

In this paper I revisit the interpretation of the linear instrumental variables (IV) estimand as a weighted average of conditional local average treatment effects (LATEs). I focus on a situation in which additional covariates are required for identification while the reduced-form and first-stage regressions may be misspecified due to an implicit homogeneity restriction on the effects of the instrument. I show that the weights on some conditional LATEs are negative and the IV estimand is no longer interpretable as a causal effect under a weaker version of monotonicity, i.e. when there are compliers but no defiers at some covariate values and defiers but no compliers elsewhere. The problem of negative weights disappears in the interacted specification of Angrist and Imbens (1995), which avoids misspecification and seems to be underused in applied work. I illustrate my findings in an application to the causal effects of pretrial detention on case outcomes. In this setting, I reject the stronger version of monotonicity, demonstrate that the interacted instruments are sufficiently strong for consistent estimation using the jackknife methodology, and present several estimates that are economically and statistically different, depending on whether the interacted instruments are used.

研究の動機と目的

• 共変数が識別に必要となる状況における線形IVおよび2SLS推定量の因果的解釈可能性を再検討すること。
• 道具具効果が同一と仮定する場合を含め、弱い単調性のもとで標準的IV推定量が因果的要約として有効であるかどうかを調査すること。
• モデル誤検定が生じる状況下で、従来のIVとアングラスとイェンス（1995）の「相互作用付きIV」仕様の性能および解釈可能性を比較すること。
• 「多くの道具具」バイアスに直面しても一貫した推定が可能となるように、実務研究者に対していつ相互作用付き道具具を使用すべきか、およびその推定方法について実用的ガイダンスを提供すること。

提案手法

• 条件付きLATEフレームワークのもとで、第一段階効果および低次効果の関数として線形IV推定量の重みを導出すること。
• 道具具効果が同一と仮定する従来のIVモデルの重みと、道具具効果の非同一性を許容するアングラスとイェンス（1995）の「相互作用付き」仕様の重みを比較すること。
• 理論的分析により、弱い単調性のもとで従来のIVでは負の重みが生じ得るが、相互作用付き仕様では生じないことを示すこと。
• 多くの道具具バイアスを是正するため、ジャックナイフに基づく推定量（例：FEJIV、UJIVE、IJIVE）を用いること。
• 事前釈放留置のデータセットに手法を適用し、単調性の妥当性を検証し、さまざまな仕様間での推定量を比較すること。
• ブートストラップに基づく仮説検定を用いて、非相互作用仕様と相互作用仕様の間で推定量に有意差があるかどうかを評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 弱い単調性のもとで、条件付きLATEに対する負の重みが生じるため、標準的線形IV推定量が因果効果として解釈不能となる条件は何か？
• RQ2 弱い単調性のもとで、従来のIVとアングラスとイェンス（1995）の「相互作用付きIV」仕様の選択が、推定量の解釈可能性および妥当性にどのように影響を与えるか？
• RQ3 FEJIVのような現代的ジャックナイフ推定量は、多くの道具具を持つ相互作用付きIVモデルでも、従来の2SLSがバイアスを示す状況において一貫した推定を可能にするか？
• RQ4 実応用において、非相互作用仕様と相互作用仕様の推定量は統計的に有意に異なるか？
• RQ5 強い単調性が成立しないが弱い単調性が成立する状況では、相互作用付き仕様が従来のIVをどの程度上回るか？

主な発見

• 弱い単調性のもとで、標準的IV推定量は一部の条件付きLATEに対して負の重みを有することがあり、因果効果としての解釈が不可能になる。
• これに対して、アングラスとイェンス（1995）の「相互作用付きIV」仕様は、同じ仮定のもとですべての重みが非負であることを保証し、解釈可能性を維持する。
• 事前釈放留置の応用において、相互作用付きIV仕様は2SLS推定量とは統計的にも経済的にも顕著に異なる推定値をもたらす。
• 収監期間に関して、非相互作用仕様と相互作用仕様の推定量が等しいという帰無仮説は5%水準で棄却され、有意な差異が存在することが示された。
• FEJIV推定量は、相互作用付きモデルにおける「多くの道具具」バイアスを効果的に是正し、2SLSが失敗する状況でも信頼性の高い推定値を提供した。
• ミクシェヴァとサン（2022）の弱識別性の事前検定は、相互作用付きモデルの一貫した推定が可能かどうかを判断するのに有効であった。