Prieskum empirických mylných predstáv vo vedeckom výskume

Vedy o živote sú prírodnou vedou založenou na experimentoch. Počas minulého storočia vedci prostredníctvom experimentálnych metód odhalili základné zákony života, ako je dvojzávitnicová štruktúra DNA, mechanizmy regulácie génov, funkcie proteínov a dokonca aj bunkové signálne dráhy. Avšak práve preto, že vedy o živote sa vo veľkej miere spoliehajú na experimenty, je ľahké plodiť vo výskume aj „empirické chyby“ – nadmerné spoliehanie sa na empirické údaje alebo ich zneužívanie, pričom sa ignoruje nevyhnutnosť teoretickej konštrukcie, metodologické obmedzenia a dôsledné uvažovanie. Dnes sa spoločne pozrime na niekoľko bežných empirických chýb vo výskume v oblasti vied o živote:

Dáta sú pravda: Absolútne pochopenie experimentálnych výsledkov

Vo výskume molekulárnej biológie sa experimentálne údaje často považujú za „nepochybné dôkazy“. Mnohí výskumníci majú tendenciu priamo povyšovať experimentálne výsledky na teoretické závery. Experimentálne výsledky sú však často ovplyvnené rôznymi faktormi, ako sú experimentálne podmienky, čistota vzorky, citlivosť detekcie a technické chyby. Najbežnejšou je pozitívna kontaminácia pri fluorescenčnej kvantitatívnej PCR. Vzhľadom na obmedzený priestor a experimentálne podmienky vo väčšine výskumných laboratórií je ľahké spôsobiť aerosólovú kontamináciu PCR produktov. To často vedie k tomu, že kontaminované vzorky majú oveľa nižšie hodnoty Ct ako skutočná situácia počas následnej fluorescenčnej kvantitatívnej PCR. Ak sa nesprávne experimentálne výsledky použijú na analýzu bez rozdielu, povedie to len k chybným záverom. Na začiatku 20. storočia vedci experimentmi zistili, že jadro bunky obsahuje veľké množstvo bielkovín, zatiaľ čo zložka DNA je jednoduchá a zdá sa, že má „málo informačného obsahu“. Mnoho ľudí preto dospelo k záveru, že „genetická informácia musí existovať v bielkovinách“. Toto bol skutočne „rozumný záver“ založený na vtedajších skúsenostiach. Až v roku 1944 Oswald Avery vykonal sériu presných experimentov, ktorými prvýkrát dokázal, že skutočným nositeľom dedičnosti je DNA, a nie proteíny. Toto je známe ako východiskový bod molekulárnej biológie. To tiež naznačuje, že hoci je biologická veda prírodnou vedou založenou na experimentoch, špecifické experimenty sú často obmedzené radom faktorov, ako je návrh experimentu a technické prostriedky. Spoliehanie sa výlučne na experimentálne výsledky bez logickej dedukcie môže ľahko zaviesť vedecký výskum na scestie.

Zovšeobecnenie: zovšeobecnenie lokálnych údajov na univerzálne vzory

Zložitosť životných javov určuje, že jeden experimentálny výsledok často odráža situáciu iba v konkrétnom kontexte. Mnohí výskumníci však majú tendenciu unáhlene zovšeobecňovať javy pozorované v bunkovej línii, modelovom organizme alebo dokonca v súbore vzoriek či experimentov na celý ľudský alebo iný druh. V laboratóriu sa často hovorí: „Minule sa mi darilo, ale tentoraz sa mi to nepodarilo.“ Toto je najbežnejší príklad zaobchádzania s lokálnymi údajmi ako s univerzálnym vzorcom. Pri opakovaných experimentoch s viacerými dávkami vzoriek z rôznych dávok sa táto situácia často vyskytuje. Výskumníci si môžu myslieť, že objavili nejaké „univerzálne pravidlo“, ale v skutočnosti je to len ilúzia rôznych experimentálnych podmienok prekrývajúcich údaje. Tento typ „technickej falošne pozitívnej reakcie“ bol veľmi bežný v ranom výskume génových čipov a teraz sa občas vyskytuje aj vo vysokovýkonných technológiách, ako je sekvenovanie jednotlivých buniek.

Selektívne podávanie správ: prezentovanie iba údajov, ktoré spĺňajú očakávania

Selektívna prezentácia údajov je jednou z najčastejších, ale aj najnebezpečnejších empirických chýb vo výskume molekulárnej biológie. Výskumníci majú tendenciu ignorovať alebo zľahčovať údaje, ktoré nezodpovedajú hypotézam, a hlásia iba „úspešné“ experimentálne výsledky, čím vytvárajú logicky konzistentnú, ale protichodnú výskumnú krajinu. Toto je tiež jedna z najčastejších chýb, ktorých sa ľudia dopúšťajú v praktickej vedeckej výskumnej práci. Na začiatku experimentu si vopred stanovia očakávané výsledky a po jeho ukončení sa zameriavajú iba na experimentálne výsledky, ktoré spĺňajú očakávania, a priamo vylučujú výsledky, ktoré nezodpovedajú očakávaniam, ako „experimentálne chyby“ alebo „prevádzkové chyby“. Toto selektívne filtrovanie údajov povedie iba k nesprávnym teoretickým výsledkom. Tento proces väčšinou nie je úmyselný, ale ide o podvedomé správanie výskumníkov, ale často vedie k vážnejším následkom. Nositeľ Nobelovej ceny Linus Pauling kedysi veril, že vysoké dávky vitamínu C môžu liečiť rakovinu a tento názor „dokázal“ prostredníctvom skorých experimentálnych údajov. Následné rozsiahle klinické štúdie však ukázali, že tieto výsledky sú nestabilné a nemožno ich replikovať. Niektoré experimenty dokonca ukazujú, že vitamín C môže interferovať s konvenčnou liečbou. Ale dodnes existuje veľké množstvo vlastných médií, ktoré citujú pôvodné experimentálne údaje Nasa Bowlinga na podporu takzvanej jednostrannej teórie liečby rakoviny pomocou Vc, čo výrazne ovplyvňuje bežnú liečbu pacientov s rakovinou.

Návrat k duchu empirizmu a jeho prekonanie

Podstatou biologických vied je prírodná veda založená na experimentoch. Experimenty by sa mali používať ako nástroj teoretického overovania, a nie ako logické jadro na nahradenie teoretickej dedukcie. Vznik empirických chýb často pramení zo slepej viery výskumníkov v experimentálne údaje a nedostatočnej reflexie teoretického myslenia a metodológie.
Experiment je jediným kritériom na posúdenie vierohodnosti teórie, ale nemôže nahradiť teoretické myslenie. Pokrok vedeckého výskumu sa nespolieha len na zhromažďovanie údajov, ale aj na racionálne vedenie a jasnú logiku. V rýchlo sa rozvíjajúcej oblasti molekulárnej biológie sa môžeme vyhnúť pádu do pasce empirizmu a posunúť sa k skutočnému vedeckému poznaniu iba neustálym zlepšovaním prísnosti experimentálneho dizajnu, systematickej analýzy a kritického myslenia.