Istraživanje empirijskih zabluda u naučnim istraživanjima

Nauka o životu je prirodna nauka zasnovana na eksperimentima. Tokom proteklog stoljeća, naučnici su eksperimentalnim metodama otkrili osnovne zakone života, kao što su struktura dvostruke spirale DNK, mehanizmi regulacije gena, funkcije proteina, pa čak i ćelijski signalni putevi. Međutim, upravo zato što se nauke o životu uveliko oslanjaju na eksperimente, lako je proizvesti i „empirijske greške“ u istraživanjima – pretjerano oslanjanje ili zloupotrebu empirijskih podataka, uz ignorisanje potrebe za teorijskom konstrukcijom, metodološkim ograničenjima i rigoroznim zaključivanjem. Danas ćemo zajedno istražiti nekoliko uobičajenih empirijskih grešaka u istraživanjima nauka o životu:

Podaci su istina: Apsolutno razumijevanje eksperimentalnih rezultata

U istraživanjima molekularne biologije, eksperimentalni podaci se često smatraju "nepobitnim dokazom". Mnogi istraživači imaju tendenciju direktno uzdići eksperimentalne rezultate u teorijske zaključke. Međutim, na eksperimentalne rezultate često utiču različiti faktori kao što su eksperimentalni uslovi, čistoća uzorka, osjetljivost detekcije i tehničke greške. Najčešća je pozitivna kontaminacija u fluorescentnoj kvantitativnoj PCR. Zbog ograničenog prostora i eksperimentalnih uslova u većini istraživačkih laboratorija, lako je izazvati aerosolnu kontaminaciju PCR proizvoda. To često dovodi do toga da kontaminirani uzorci imaju mnogo niže Ct vrijednosti od stvarne situacije tokom naknadne fluorescentne kvantitativne PCR. Ako se netačni eksperimentalni rezultati koriste za analizu bez diskriminacije, to će dovesti samo do pogrešnih zaključaka. Početkom 20. vijeka, naučnici su eksperimentima otkrili da jezgro ćelije sadrži veliku količinu proteina, dok je DNK komponenta jedinstvena i čini se da ima "malo informativnog sadržaja". Stoga su mnogi ljudi zaključili da "genetske informacije moraju postojati u proteinima". Ovo je zaista bio "razuman zaključak" zasnovan na iskustvu u to vrijeme. Tek 1944. godine Oswald Avery je proveo niz preciznih eksperimenata kojima je prvi put dokazao da je DNK, a ne proteini, pravi nosilac nasljeđa. Ovo je poznato kao početna tačka molekularne biologije. Ovo također ukazuje na to da, iako je nauka o životu prirodna nauka zasnovana na eksperimentima, specifični eksperimenti su često ograničeni nizom faktora kao što su dizajn eksperimenta i tehnička sredstva. Oslanjanje isključivo na eksperimentalne rezultate bez logičkog zaključivanja može lako odvesti naučna istraživanja na krivi put.

Generalizacija: generalizacija lokalnih podataka na univerzalne obrasce

Složenost životnih fenomena određuje da pojedinačni eksperimentalni rezultat često odražava samo situaciju u određenom kontekstu. Međutim, mnogi istraživači imaju tendenciju da nepromišljeno generaliziraju fenomene uočene u ćelijskoj liniji, modelnom organizmu ili čak skupu uzoraka ili eksperimenata na cijelu ljudsku ili drugu vrstu. Uobičajena izreka koja se čuje u laboratoriji je: "Prošli put sam dobro uradio, ali ovaj put nisam uspio." Ovo je najčešći primjer tretiranja lokalnih podataka kao univerzalnog obrasca. Prilikom provođenja ponovljenih eksperimenata s više serija uzoraka iz različitih serija, ova situacija je sklona da se dogodi. Istraživači mogu misliti da su otkrili neko "univerzalno pravilo", ali u stvarnosti, to je samo iluzija različitih eksperimentalnih uslova superponiranih na podatke. Ova vrsta "tehničkog lažno pozitivnog" bila je vrlo česta u ranim istraživanjima genskih čipova, a sada se povremeno javlja i u tehnologijama visokog protoka kao što je sekvenciranje pojedinačnih ćelija.

Selektivno izvještavanje: predstavljanje samo podataka koji ispunjavaju očekivanja

Selektivna prezentacija podataka jedna je od najčešćih, ali i opasnih empirijskih grešaka u istraživanjima molekularne biologije. Istraživači imaju tendenciju da ignorišu ili umanjuju značaj podataka koji nisu u skladu s hipotezama i izvještavaju samo o „uspješnim“ eksperimentalnim rezultatima, stvarajući tako logički konzistentan, ali kontradiktoran istraživački pejzaž. Ovo je također jedna od najčešćih grešaka koje ljudi prave u praktičnom naučnoistraživačkom radu. Oni unaprijed određuju očekivane rezultate na početku eksperimenta, a nakon što je eksperiment završen, fokusiraju se samo na eksperimentalne rezultate koji ispunjavaju očekivanja i direktno eliminišu rezultate koji ne odgovaraju očekivanjima kao „eksperimentalne greške“ ili „operativne greške“. Ovo selektivno filtriranje podataka dovest će samo do netačnih teorijskih rezultata. Ovaj proces uglavnom nije namjeran, već podsvjesno ponašanje istraživača, ali često dovodi do ozbiljnijih posljedica. Dobitnik Nobelove nagrade Linus Pauling jednom je vjerovao da visoke doze vitamina C mogu liječiti rak i „dokazao“ je ovo gledište kroz rane eksperimentalne podatke. Ali naknadna opsežna klinička ispitivanja pokazala su da su ovi rezultati nestabilni i da se ne mogu ponoviti. Neki eksperimenti čak pokazuju da vitamin C može ometati konvencionalno liječenje. Ali do danas, još uvijek postoji veliki broj vlastitih medija koji citiraju originalne eksperimentalne podatke Nasa Bowlinga kako bi promovirali takozvanu jednostranu teoriju o liječenju raka Vc-om, što uveliko utječe na normalno liječenje pacijenata oboljelih od raka.

Povratak duhu empirizma i njegovo prevazilaženje

Suština nauke o životu je prirodna nauka zasnovana na eksperimentima. Eksperimenti bi trebali biti korišteni kao alat za teorijsku provjeru, a ne kao logička jezgra za zamjenu teorijske dedukcije. Pojava empirijskih grešaka često proizlazi iz slijepog vjerovanja istraživača u eksperimentalne podatke i nedovoljnog promišljanja o teorijskom razmišljanju i metodologiji.
Eksperiment je jedini kriterij za procjenu autentičnosti teorije, ali ne može zamijeniti teorijsko razmišljanje. Napredak naučnog istraživanja ne oslanja se samo na akumulaciju podataka, već i na racionalno vođenje i jasnu logiku. U brzo razvijajućem području molekularne biologije, samo kontinuiranim poboljšanjem strogosti eksperimentalnog dizajna, sistematske analize i kritičkog mišljenja možemo izbjeći upadanje u zamku empirizma i krenuti prema istinskom naučnom uvidu.