Könnun á empírískum misskilningi í vísindarannsóknum

Lífvísindi eru náttúruvísindi sem byggja á tilraunum. Á síðustu öld hafa vísindamenn afhjúpað grundvallarlögmál lífsins, svo sem tvöfalda helixbyggingu DNA, stjórnunarferli gena, virkni próteina og jafnvel frumuboðleiðir, með tilraunaaðferðum. Hins vegar, einmitt vegna þess að lífvísindi reiða sig mikið á tilraunir, er einnig auðvelt að ala á „reynsluvillum“ í rannsóknum - óhóflegri áherslu eða misnotkun á empírískum gögnum, en hunsa nauðsyn fræðilegrar uppbyggingar, aðferðafræðilegra takmarkana og nákvæmrar röksemdafærslu. Í dag skulum við skoða saman nokkur algeng empírísk mistök í rannsóknum á lífvísindum:

Gögn eru sannleikur: Algjör skilningur á tilraunaniðurstöðum

Í rannsóknum í sameindalíffræði eru tilraunagögn oft talin „ótvíræð sönnunargögn“. Margir vísindamenn hafa tilhneigingu til að lyfta tilraunaniðurstöðum beint upp í fræðilegar ályktanir. Hins vegar eru tilraunaniðurstöður oft undir áhrifum ýmissa þátta eins og tilraunaskilyrða, hreinleika sýna, næmi greiningar og tæknilegra villna. Algengasta er jákvæð mengun í flúrljómunarmagni PCR. Vegna takmarkaðs rýmis og tilraunaskilyrða í flestum rannsóknarstofum er auðvelt að valda úðamengun á PCR afurðum. Þetta leiðir oft til þess að menguð sýni fá mun lægri Ct gildi en raunverulegar aðstæður við síðari flúrljómunarmagni PCR. Ef rangar tilraunaniðurstöður eru notaðar til greiningar án greiningar mun það aðeins leiða til rangra ályktana. Í byrjun 20. aldar uppgötvuðu vísindamenn með tilraunum að kjarni frumunnar inniheldur mikið magn af próteinum, en DNA-þátturinn er einn og virðist hafa „lítið upplýsingainnihald“. Þannig komust margir að þeirri niðurstöðu að „erfðafræðilegar upplýsingar hljóta að vera til staðar í próteinum“. Þetta var vissulega „sanngjörn ályktun“ byggð á reynslu á þeim tíma. Það var ekki fyrr en árið 1944 að Oswald Avery framkvæmdi röð nákvæmra tilrauna sem sannaði í fyrsta skipti að það væri DNA, ekki prótein, sem væri raunverulegur berari erfða. Þetta er þekkt sem upphafspunktur sameindalíffræðinnar. Þetta bendir einnig til þess að þótt lífvísindi séu náttúruvísindi sem byggja á tilraunum, eru tilteknar tilraunir oft takmarkaðar af röð þátta eins og tilraunahönnun og tæknilegum aðferðum. Að treysta eingöngu á tilraunaniðurstöður án rökréttrar ályktunar getur auðveldlega leitt vísindarannsóknir afvega.

Alhæfing: alhæfing staðbundinna gagna yfir á alhliða mynstur

Flækjustig lífsfyrirbæra veldur því að ein tilraunaniðurstaða endurspeglar oft aðeins aðstæður í tilteknu samhengi. En margir vísindamenn hafa tilhneigingu til að alhæfa fyrirbæri sem sjást í frumulínu, líkanlífveru eða jafnvel safni sýna eða tilrauna á alla manneskjuna eða aðrar tegundir. Algengt máltæki sem heyrist í rannsóknarstofum er: „Mér gekk vel síðast, en ég náði því ekki í þetta skiptið.“ Þetta er algengasta dæmið um að meðhöndla staðbundin gögn sem alhliða mynstur. Þegar endurteknar tilraunir eru gerðar með mörgum lotum sýna úr mismunandi lotum er þessi staða líkleg til að koma upp. Vísindamenn kunna að halda að þeir hafi uppgötvað einhverja „alhliða reglu“, en í raun er það bara blekking um mismunandi tilraunaaðstæður ofan á gögnin. Þessi tegund af „tæknilegri fölskum jákvæðum“ var mjög algeng í fyrri rannsóknum á genaflögum og nú kemur hún einnig stundum fyrir í háafköstum eins og raðgreiningu á einfrumum.

Valin skýrslugerð: aðeins birt gögn sem uppfylla væntingar

Valkvæð framsetning gagna er ein algengasta en einnig hættulegasta raunvísindalega villa í rannsóknum í sameindalíffræði. Rannsakendur hafa tilhneigingu til að hunsa eða gera lítið úr gögnum sem eru ekki í samræmi við tilgátur og tilkynna aðeins „vel heppnaðar“ tilraunaniðurstöður og skapa þannig rökrétt samræmt en andstætt rannsóknarlandslag. Þetta er einnig eitt algengasta mistök sem fólk gerir í hagnýtum vísindalegum rannsóknum. Þeir setja fyrirfram væntanlegar niðurstöður í upphafi tilraunarinnar og eftir að tilrauninni er lokið einbeita þeir sér aðeins að tilraunaniðurstöðum sem uppfylla væntingar og útiloka niðurstöður sem eru ekki í samræmi við væntingar beint sem „tilraunavillur“ eða „rekstrarvillur“. Þessi valkvæða gagnasíun mun aðeins leiða til rangra fræðilegra niðurstaðna. Þetta ferli er að mestu leyti ekki af ásettu ráði, heldur undirmeðvituð hegðun vísindamanna, en leiðir oft til alvarlegri afleiðinga. Nóbelsverðlaunahafinn Linus Pauling trúði einu sinni að stór skammtur af C-vítamíni gæti meðhöndlað krabbamein og „sannaði“ þetta sjónarmið með snemmbúnum tilraunagögnum. En síðari umfangsmiklar klínískar rannsóknir hafa sýnt að þessar niðurstöður eru óstöðugar og ekki er hægt að endurtaka þær. Sumar tilraunir sýna jafnvel að C-vítamín getur truflað hefðbundna meðferð. En enn þann dag í dag eru fjölmargir sjálfsmiðlar sem vitna í upprunaleg tilraunagögn Nas Bowling til að kynna svokallaða einhliða kenningu um Vc-meðferð við krabbameini, sem hefur mikil áhrif á eðlilega meðferð krabbameinssjúklinga.

Að snúa aftur til anda raunhyggjunnar og fara fram úr honum

Kjarni lífvísinda er náttúruvísindi byggð á tilraunum. Tilraunir ættu að vera notaðar sem verkfæri til fræðilegrar staðfestingar, frekar en rökréttur kjarni í stað fræðilegrar ályktunar. Tilkoma empirískra villna stafar oft af blindri trú vísindamanna á tilraunagögn og ófullnægjandi íhugun á fræðilegri hugsun og aðferðafræði.
Tilraunir eru eina viðmiðið til að meta áreiðanleika kenningar, en þær geta ekki komið í stað fræðilegrar hugsunar. Framfarir vísindarannsókna byggja ekki aðeins á gagnasöfnun, heldur einnig á skynsamlegri leiðsögn og skýrri rökfræði. Á ört vaxandi sviði sameindalíffræði er aðeins hægt að forðast að falla í gildru raunhyggju og stefna að sannri vísindalegri innsýn með því að bæta stöðugt nákvæmni tilraunahönnunar, kerfisbundinni greiningu og gagnrýninni hugsun.