Empirikus tévhitek feltárása a tudományos kutatásban

Az élettudomány a kísérleteken alapuló természettudomány. Az elmúlt évszázadban a tudósok kísérleti módszerekkel feltárták az élet alapvető törvényeit, mint például a DNS kettős spirál szerkezetét, a génszabályozási mechanizmusokat, a fehérjék funkcióit és még a sejtek jelátviteli útvonalait is. Azonban éppen azért, mert az élettudományok nagymértékben támaszkodnak a kísérletekre, a kutatásban könnyű „empirikus hibákat” is előidézni – az empirikus adatok túlzott támaszkodását vagy helytelen felhasználását, miközben figyelmen kívül hagyják az elméleti konstrukció, a módszertani korlátok és a szigorú érvelés szükségességét. Ma vizsgáljuk meg együtt az élettudományi kutatásokban előforduló néhány gyakori empirikus hibát:

Az adat az igazság: a kísérleti eredmények abszolút megértése

A molekuláris biológiai kutatásokban a kísérleti adatokat gyakran „vasbiztos bizonyítéknak” tekintik. Sok kutató hajlamos közvetlenül a kísérleti eredményeket elméleti következtetésekké formálni. A kísérleti eredményeket azonban gyakran befolyásolják különféle tényezők, például a kísérleti körülmények, a minta tisztasága, a detektálási érzékenység és a technikai hibák. A leggyakoribb a pozitív szennyeződés a fluoreszcens kvantitatív PCR-ben. A legtöbb kutatólaboratóriumban a korlátozott hely és a kísérleti körülmények miatt könnyen előfordulhat a PCR-termékek aeroszolos szennyeződése. Ez gyakran ahhoz vezet, hogy a szennyezett minták sokkal alacsonyabb Ct-értékeket mutatnak, mint a tényleges helyzet a későbbi fluoreszcens kvantitatív PCR során. Ha a helytelen kísérleti eredményeket megkülönböztetés nélkül használják fel az elemzéshez, az csak hibás következtetésekhez vezet. A 20. század elején a tudósok kísérletek révén felfedezték, hogy a sejtmag nagy mennyiségű fehérjét tartalmaz, míg a DNS-komponens egyetlen, és úgy tűnik, hogy „kevés információtartalommal” rendelkezik. Ezért sokan arra a következtetésre jutottak, hogy „a genetikai információnak léteznie kell a fehérjékben”. Ez valóban egy „észszerű következtetés” volt az akkori tapasztalatok alapján. Csak 1944-ben, Oswald Avery precíz kísérletsorozatának elvégzése után bizonyította be elsőként, hogy a DNS, és nem a fehérjék az öröklődés igazi hordozója. Ezt a molekuláris biológia kiindulópontjaként ismerik. Ez azt is jelzi, hogy bár az élettudomány a kísérleteken alapuló természettudomány, a specifikus kísérleteket gyakran számos tényező korlátozza, mint például a kísérleti tervezés és a technikai eszközök. A kizárólag kísérleti eredményekre való támaszkodás logikus következtetés nélkül könnyen félrevezetheti a tudományos kutatást.

Általánosítás: lokális adatok általánosítása univerzális mintákká

Az életjelenségek összetettsége miatt egyetlen kísérleti eredmény gyakran csak egy adott kontextusban tükrözi a helyzetet. Sok kutató azonban hajlamos elhamarkodottan általánosítani a sejtvonalban, modellorganizmusban, vagy akár minták vagy kísérletek halmazában megfigyelt jelenségeket az egész emberre vagy más fajra. A laboratóriumban gyakran hallani egy mondást: „Legutóbb jól ment, de most nem sikerült.” Ez a leggyakoribb példa arra, hogy a lokális adatokat univerzális mintaként kezeljük. Amikor ismételt kísérleteket végzünk különböző tételekből származó minták több tételével, ez a helyzet könnyen előfordulhat. A kutatók azt hihetik, hogy felfedeztek valamilyen „univerzális szabályt”, de a valóságban ez csak a különböző kísérleti feltételek illúziója, amelyek az adatokra vannak rávetítve. Ez a fajta „technikai álpozitív” nagyon gyakori volt a korai génchip-kutatásban, és ma már alkalmanként előfordul nagy áteresztőképességű technológiákban, például az egysejt-szekvenálásban is.

Szelektív jelentéskészítés: csak az elvárásoknak megfelelő adatok megjelenítése

A szelektív adatmegjelenítés az egyik leggyakoribb, de egyben veszélyes empirikus hiba a molekuláris biológiai kutatásokban. A kutatók hajlamosak figyelmen kívül hagyni vagy lekicsinyíteni azokat az adatokat, amelyek nem felelnek meg a hipotéziseknek, és csak a „sikeres” kísérleti eredményekről számolnak be, így logikailag következetes, de ellentmondásos kutatási környezetet hoznak létre. Ez egyben az egyik leggyakoribb hiba, amit az emberek a gyakorlati tudományos kutatómunkában elkövetnek. A kísérlet elején előre meghatározzák a várható eredményeket, és a kísérlet befejezése után csak az elvárásoknak megfelelő kísérleti eredményekre koncentrálnak, és közvetlenül kizárják azokat az eredményeket, amelyek nem felelnek meg az elvárásoknak, „kísérleti hibákként” vagy „működési hibákként”. Ez a szelektív adatszűrés csak helytelen elméleti eredményekhez vezet. Ez a folyamat többnyire nem szándékos, hanem a kutatók tudatalatti viselkedése, de gyakran súlyosabb következményekkel jár. A Nobel-díjas Linus Pauling egykor úgy vélte, hogy a nagy dózisú C-vitamin képes kezelni a rákot, és ezt a nézőpontot korai kísérleti adatokkal „bizonyította”. A későbbi kiterjedt klinikai vizsgálatok azonban kimutatták, hogy ezek az eredmények instabilak és nem reprodukálhatók. Egyes kísérletek azt is mutatják, hogy a C-vitamin zavarhatja a hagyományos kezelést. De a mai napig számos önmédia hivatkozik Nas Bowling eredeti kísérleti adataira, hogy népszerűsítse a Vc-vel történő rákkezelés úgynevezett egyoldalú elméletét, ami nagyban befolyásolja a rákos betegek normális kezelését.

Visszatérés az empirizmus szelleméhez és annak meghaladása

Az élettudomány lényege a kísérleteken alapuló természettudomány. A kísérleteket az elméleti igazolás eszközeként kell használni, nem pedig az elméleti dedukciót helyettesítő logikai magként. Az empirikus hibák előfordulása gyakran a kutatók kísérleti adatokba vetett vakhitéből, valamint az elméleti gondolkodás és módszertan elégtelen reflektálásából fakad.
A kísérlet az egyetlen kritérium egy elmélet hitelességének megítélésére, de nem helyettesítheti az elméleti gondolkodást. A tudományos kutatás előrehaladása nemcsak az adatok felhalmozására támaszkodik, hanem a racionális iránymutatásra és a világos logikára is. A molekuláris biológia gyorsan fejlődő területén csak a kísérleti tervezés szigorúságának, a szisztematikus elemzésnek és a kritikai gondolkodásnak a folyamatos fejlesztésével kerülhetjük el az empirizmus csapdájába esést, és csak a valódi tudományos betekintés felé haladhatunk.