Generative Flow Networks, or GFlowNets, offer a promising framework for molecular design, but their internal decision policies remain opaque. This limits adoption in drug discovery, where chemists require clear and interpretable rationales for proposed structures. We present an interpretability framework for SynFlowNet, a GFlowNet trained on documented chemical reactions and purchasable starting materials that generates both molecules and the synthetic routes that produce them. Our approach integrates three complementary components. Gradient based saliency combined with counterfactual perturbations identifies which atomic environments influence reward and how structural edits change molecular outcomes. Sparse autoencoders reveal axis aligned latent factors that correspond to physicochemical properties such as polarity, lipophilicity, and molecular size. Motif probes show that functional groups including aromatic rings and halogens are explicitly encoded and linearly decodable from the internal embeddings. Together, these results expose the chemical logic inside SynFlowNet and provide actionable and mechanistic insight that supports transparent and controllable molecular design.


翻译:生成流网络(Generative Flow Networks,简称GFlowNets)为分子设计提供了一个有前景的框架,但其内部的决策策略仍然不透明。这限制了其在药物发现中的应用,因为化学家需要针对所提出的结构获得清晰且可解释的原理。我们为SynFlowNet提出了一种可解释性框架,SynFlowNet是一种基于已记录的化学反应和可购买的起始原料进行训练的GFlowNet,它既能生成分子,也能生成生产这些分子的合成路线。我们的方法整合了三个互补的组成部分。基于梯度的显著性分析与反事实扰动相结合,识别出哪些原子环境影响奖励以及结构编辑如何改变分子结果。稀疏自编码器揭示了与物理化学性质(如极性、亲脂性和分子大小)相对应的轴对齐潜在因子。基序探针表明,包括芳香环和卤素在内的官能团在内部嵌入中被明确编码且可线性解码。总之,这些结果揭示了SynFlowNet内部的化学逻辑,并提供了可指导实践和机制性的洞见,以支持透明且可控的分子设计。

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