Zkoumání empirických mylných představ ve vědeckém výzkumu

Biologické vědy jsou přírodní vědy založené na experimentech. Během minulého století vědci odhalili základní zákony života, jako je dvojitá šroubovicová struktura DNA, mechanismy regulace genů, funkce proteinů a dokonce i buněčné signální dráhy, pomocí experimentálních metod. Avšak právě proto, že biologické vědy se do značné míry spoléhají na experimenty, je také snadné plodit ve výzkumu „empirické chyby“ – nadměrné spoléhání se na empirická data nebo jejich zneužití, přičemž se ignoruje nutnost teoretické konstrukce, metodologická omezení a důsledné uvažování. Dnes se společně podíváme na několik běžných empirických chyb ve výzkumu biologických věd:

Data jsou pravda: Absolutní pochopení experimentálních výsledků

V molekulárně-biologickém výzkumu jsou experimentální data často považována za „nepochybný důkaz“. Mnoho výzkumníků má tendenci přímo povyšovat experimentální výsledky na teoretické závěry. Experimentální výsledky jsou však často ovlivněny různými faktory, jako jsou experimentální podmínky, čistota vzorku, citlivost detekce a technické chyby. Nejčastější je pozitivní kontaminace ve fluorescenční kvantitativní PCR. Vzhledem k omezenému prostoru a experimentálním podmínkám ve většině výzkumných laboratoří je snadné způsobit aerosolovou kontaminaci PCR produktů. To často vede k tomu, že kontaminované vzorky mají mnohem nižší hodnoty Ct než skutečná situace během následné fluorescenční kvantitativní PCR. Pokud se nesprávné experimentální výsledky použijí pro analýzu bez rozdílu, povede to pouze k chybným závěrům. Na začátku 20. století vědci experimentálně zjistili, že jádro buňky obsahuje velké množství proteinů, zatímco složka DNA je jediná a zdá se, že má „malý informační obsah“. Mnoho lidí proto dospělo k závěru, že „genetická informace musí existovat v proteinech“. To byl skutečně „rozumný závěr“ založený na tehdejších zkušenostech. Teprve v roce 1944 provedl Oswald Avery sérii přesných experimentů, kterými poprvé dokázal, že skutečným nositelem dědičnosti je DNA, nikoli proteiny. Toto je známé jako výchozí bod molekulární biologie. To také naznačuje, že ačkoli jsou biologické vědy přírodní vědou založenou na experimentech, specifické experimenty jsou často omezeny řadou faktorů, jako je návrh experimentu a technické prostředky. Spoléhání se pouze na experimentální výsledky bez logické dedukce může snadno zavést vědecký výzkum na scestí.

Zobecnění: zobecnění lokálních dat na univerzální vzorce

Složitost životních jevů určuje, že jediný experimentální výsledek často odráží situaci pouze v konkrétním kontextu. Mnoho výzkumníků však má tendenci ukvapeně zobecňovat jevy pozorované v buněčné linii, modelovém organismu nebo dokonce v souboru vzorků či experimentů na celý lidský či jiný druh. V laboratoři se často říká: „Minule se mi dařilo, ale tentokrát jsem to nezvládl.“ Toto je nejběžnější příklad zacházení s lokálními daty jako s univerzálním vzorem. Při provádění opakovaných experimentů s více šaržemi vzorků z různých šarží k této situaci pravděpodobně dochází. Výzkumníci si mohou myslet, že objevili nějaké „univerzální pravidlo“, ale ve skutečnosti je to jen iluze různých experimentálních podmínek superponovaných na data. Tento typ „technické falešně pozitivní“ byl velmi běžný v raných studiích genových čipů a nyní se občas vyskytuje i ve vysoce výkonných technologiích, jako je sekvenování jednotlivých buněk.

Selektivní reporting: prezentace pouze dat, která splňují očekávání

Selektivní prezentace dat je jednou z nejčastějších, ale také nebezpečných empirických chyb v molekulárně biologickém výzkumu. Výzkumníci mají tendenci ignorovat nebo bagatelizovat data, která neodpovídají hypotézám, a hlásí pouze „úspěšné“ experimentální výsledky, čímž vytvářejí logicky konzistentní, ale protichůdné výzkumné prostředí. Toto je také jedna z nejčastějších chyb, kterých se lidé dopouštějí v praktické vědecké výzkumné práci. Na začátku experimentu si předem stanoví očekávané výsledky a po jeho dokončení se zaměřují pouze na experimentální výsledky, které splňují očekávání, a výsledky, které neodpovídají očekáváním, přímo vylučují jako „experimentální chyby“ nebo „provozní chyby“. Toto selektivní filtrování dat povede pouze k nesprávným teoretickým výsledkům. Tento proces většinou není úmyslný, ale podvědomé chování výzkumníků, ale často vede k závažnějším následkům. Nositel Nobelovy ceny Linus Pauling kdysi věřil, že vysoké dávky vitaminu C mohou léčit rakovinu, a tento názor „prokázal“ pomocí raných experimentálních dat. Následné rozsáhlé klinické studie však ukázaly, že tyto výsledky jsou nestabilní a nelze je replikovat. Některé experimenty dokonce ukazují, že vitamin C může interferovat s konvenční léčbou. Ale dodnes existuje velké množství vlastních médií, která citují původní experimentální data Nase Bowlinga, aby propagovala takzvanou jednostrannou teorii léčby rakoviny pomocí Vc, což výrazně ovlivňuje běžnou léčbu pacientů s rakovinou.

Návrat k duchu empirismu a jeho překonání

Podstatou biologické vědy je přírodní věda založená na experimentech. Experimenty by měly být používány jako nástroj teoretického ověřování, spíše než jako logické jádro nahrazující teoretickou dedukci. Vznik empirických chyb často pramení ze slepé víry výzkumníků v experimentální data a nedostatečné reflexe teoretického myšlení a metodologie.
Experiment je jediným kritériem pro posouzení autenticity teorie, ale nemůže nahradit teoretické myšlení. Pokrok vědeckého výzkumu se nespoléhá pouze na shromažďování dat, ale také na racionální vedení a jasnou logiku. V rychle se rozvíjející oblasti molekulární biologie se můžeme vyhnout pádu do pasti empirismu a posunout se směrem ke skutečnému vědeckému poznání pouze neustálým zlepšováním důslednosti experimentálního designu, systematické analýzy a kritického myšlení.