Η αναπαραγωγή της έρευνας μπορεί να καθορίσει πόσο καλά λειτουργεί η επιστήμη

Της Amanda Kay Montoya, Associate Professor of Psychology, University of California, Los Angeles, The Conversation.

Στο μάθημα της χημείας στο λύκειο, θυμάμαι να περιμένω με τον συμμαθητή μου στο γραφείο να σχηματιστούν κρύσταλλοι στο ξυλάκι μας μέσα στο φλιτζάνι με το μπλε διάλυμα. Άλλες ομάδες γύρω μας χοροπηδούσαν από χαρά όταν σχηματίζονταν οι κρύσταλλοι τους, αλλά η δική μου ομάδα απλώς περίμενε. Όταν χτύπησε το κουδούνι, όλοι έφυγαν εκτός από εμένα. Ο δάσκαλός μου ήρθε, πήρε μια κλειστή σακούλα στον πάγκο και μου είπε: «Οι κρύσταλλοι δεν μπορούν να αναπτυχθούν αν το αλάτι δεν υπάρχει στο διάλυμα». Για μένα, έτσι λειτουργούσε η επιστήμη: Αυτό που περιμένεις να συμβεί είναι σαφές και συγκεκριμένο. Και αν δεν συμβεί, έχεις κάνει κάτι λάθος. Αλλά μακάρι να ήταν τόσο απλό.

Μου πήρε πολλά χρόνια για να συνειδητοποιήσω ότι η επιστήμη δεν είναι απλώς μια σειρά δραστηριοτήτων όπου ξέρεις τι θα συμβεί στο τέλος. Αντίθετα, η επιστήμη αφορά την ανακάλυψη και τη δημιουργία νέας γνώσης. Τώρα, είμαι ψυχολόγος και μελετώ πώς οι επιστήμονες κάνουν επιστήμη. Πώς υιοθετούνται νέες μέθοδοι και εργαλεία; Πώς συμβαίνουν αλλαγές στους επιστημονικούς τομείς και τι εμποδίζει τις αλλαγές στον τρόπο που κάνουμε επιστήμη;

Μια πρακτική που με έχει γοητεύσει εδώ και πολλά χρόνια είναι η έρευνα αναπαραγωγής, όπου μια ερευνητική ομάδα προσπαθεί να επαναλάβει μια προηγούμενη μελέτη. Όπως και με τους κρυστάλλους, η λήψη του ίδιου αποτελέσματος από διαφορετικές ομάδες δεν συμβαίνει πάντα, και όταν είσαι στην ομάδα της οποίας οι κρύσταλλοι δεν αναπτύσσονται, δεν ξέρεις αν η μελέτη δεν λειτούργησε επειδή η θεωρία είναι λανθασμένη ή αν ξέχασες να βάλεις το αλάτι στο διάλυμα.

Η κρίση αναπαραγωγής

Ένα εκτελεστικό διάταγμα του Προέδρου Ντόναλντ Τραμπ τον Μάιο του 2025 τόνισε την «κρίση αναπαραγωγιμότητας» στην επιστήμη. Ενώ η αναπαραγωγιμότητα και η αναπαραγωγή μπορεί να ακούγονται παρόμοια, είναι διακριτές.

Η αναπαραγωγιμότητα είναι η ικανότητα χρήσης των ίδιων δεδομένων και μεθόδων από μια μελέτη και αναπαραγωγής του αποτελέσματος. Στον εκδοτικό μου ρόλο στο περιοδικό Psychological Science, διεξάγω υπολογιστικούς ελέγχους αναπαραγωγιμότητας όπου λαμβάνουμε τα αναφερόμενα δεδομένα και ελέγχουμε ότι όλα τα αποτελέσματα στην εργασία μπορούν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα. Αλλά δεν εκτελούμε ξανά τη μελέτη ούτε συλλέγουμε νέα δεδομένα. Ενώ η αναπαραγωγιμότητα είναι σημαντική, η έρευνα που είναι λανθασμένη, ασταθής και μερικές φορές επιβλαβής μπορεί επίσης να είναι αναπαραγώγιμη.

Αντίθετα, η αναπαραγωγή είναι όταν μια ανεξάρτητη ομάδα επαναλαμβάνει την ίδια διαδικασία, συμπεριλαμβανομένης της συλλογής νέων δεδομένων, για να δει αν υπάρχουν τα ίδια αποτελέσματα. Όταν η έρευνα αναπαράγεται, μπορούμε να είμαστε πιο σίγουροι ότι τα αποτελέσματα δεν είναι τυχαία ή λαθεμένα.

Η «κρίση αναπαραγωγής», ένας όρος που επινοήθηκε στην ψυχολογία στις αρχές της δεκαετίας του 2010, έχει εξαπλωθεί σε πολλούς τομείς, όπως είναι η βιολογία, τα οικονομικά, η ιατρική και η επιστήμη των υπολογιστών. Οι αποτυχίες στην αναπαραγωγή μελετών υψηλού προφίλ ανησυχούν πολλούς επιστήμονες σε αυτούς τους τομείς.

Γιατί να γίνεται αναπαραγωγή;

Οι ερευνητές θέλουν να μπορούν να βρίσκουν το ίδιο αποτέλεσμα ξανά και ξανά. Πολλά σημαντικά ευρήματα δεν δημοσιεύονται μέχρι να αναπαραχθούν ανεξάρτητα.

Στην έρευνα, μπορούν να προκύψουν τυχαία ευρήματα. Φανταστείτε αν ένα άτομο έριχνε ένα νόμισμα 10 φορές και έβρισκε δύο κεφαλές, και μετά έλεγε στον κόσμο ότι «τα κέρματα έχουν 20% πιθανότητα να εμφανιστούν κεφαλές». Οι επαναλήψεις μπορούν να διορθώσουν αυτά τα τυχαία αποτελέσματα, καθώς και τα επιστημονικά λάθη, για να διασφαλίσουν ότι η επιστήμη αυτοδιορθώνεται.

Για παράδειγμα, στην αναζήτηση του μποζονίου Higgs, δύο ερευνητικά κέντρα στο CERN, το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Πυρηνικής Έρευνας, το ATLAS και το CMS, αντέγραψαν ανεξάρτητα την ανίχνευση ενός σωματιδίου με μεγάλη μοναδική μάζα, οδηγώντας στο βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 2013. Οι αρχικές μετρήσεις από τα δύο κέντρα εκτίμησαν στην πραγματικότητα τη μάζα του σωματιδίου ως ελαφρώς διαφορετική. Έτσι, ενώ τα δύο κέντρα δεν βρήκαν πανομοιότυπα αποτελέσματα, οι ομάδες τα αξιολόγησαν και διαπίστωσαν ότι ήταν αρκετά κοντά. Αυτή η μεταβλητότητα είναι ένα φυσικό μέρος της επιστημονικής διαδικασίας. Το γεγονός ότι τα αποτελέσματα δεν είναι πανομοιότυπα δεν σημαίνει ότι δεν είναι αξιόπιστα.

Ερευνητικά κέντρα όπως το CERN έχουν ενσωματωμένη την αναπαραγωγή στη διαδικασία τους, αλλά αυτό δεν είναι εφικτό για όλες τις έρευνες. Για έργα που έχουν σχετικά χαμηλό κόστος, η αρχική ομάδα συχνά αναπαράγει την εργασία της πριν από τη δημοσίευση -αλλά κάτι τέτοιο δεν εγγυάται ότι μια ανεξάρτητη ομάδα θα μπορούσε να λάβει τα ίδια αποτελέσματα.

Το αρχικό εμβόλιο Pfizer-BioNTech COVID-19 χρειάστηκε 13 μήνες από την έναρξη της δοκιμής έως την έγκριση από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA). Τα αποτελέσματα της αρχικής μελέτης ήταν τόσο σαφή και πειστικά που μια αντιγραφή θα είχε καθυστερήσει άσκοπα τη διάθεση του εμβολίου στο κοινό και την επιβράδυνση της εξάπλωσης της νόσου.

Εφόσον δεν μπορούν να αναπαραχθούν όλες οι μελέτες πριν από τη δημοσίευση, είναι σημαντικό να διεξάγονται αναπαραγωγές μετά τη δημοσίευση των μελετών. Αυτές βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν πόσο καλά λειτουργούν οι ερευνητικές διαδικασίες, να εντοπίσουν σφάλματα και να αυτοδιορθωθούν. Ποια είναι λοιπόν η διαδικασία διεξαγωγής μιας αντιγραφής;

Η διαδικασία αναπαραγωγής

Οι ερευνητές θα μπορούσαν να αντιγράψουν ανεξάρτητα το έργο άλλων ομάδων, όπως στο CERN. Και αυτό συμβαίνει. Αλλά όταν υπάρχουν μόνο δύο μελέτες -η αρχική και η αναπαραγωγή- είναι δύσκολο να γνωρίζουμε τι να κάνουμε όταν διαφωνούν.

Εναλλακτικά, εάν ο σκοπός είναι η εκτίμηση της αναπαραγωγιμότητας ενός ερευνητικού σώματος -για παράδειγμα, της βιολογίας του καρκίνου- κάθε ομάδα μπορεί να αναπαράγει μια διαφορετική μελέτη και η εστίαση είναι στο ποσοστό των μελετών που αναπαράγονται σε πολλές μελέτες. Αυτά τα μεγάλης κλίμακας έργα αναπαράστασης έχουν προκύψει σε όλο τον κόσμο και περιλαμβάνουν τα ManyLabs, ManyBabies, Psychological Accelerator και άλλα.

Οι αναπαραγωγείς ξεκινούν μαθαίνοντας όσο το δυνατόν περισσότερα για το πώς διεξήχθη η αρχική μελέτη. Μπορούν να συλλέξουν λεπτομέρειες σχετικά με τη μελέτη διαβάζοντας την δημοσιευμένη εργασία, συζητώντας την εργασία με τους αρχικούς συγγραφείς της και συμβουλευόμενοι διαδικτυακό υλικό. Οι αναπαραγωγείς θέλουν να γνωρίζουν πώς στρατολογήθηκαν οι συμμετέχοντες, πώς συλλέχθηκαν τα δεδομένα και χρησιμοποιώντας ποια εργαλεία, και πώς αναλύθηκαν τα δεδομένα. Ωστόσο, μερικές φορές, οι μελέτες μπορεί να παραλείπουν σημαντικές λεπτομέρειες, όπως οι ερωτήσεις που τέθηκαν στους συμμετέχοντες ή η μάρκα του εξοπλισμού που χρησιμοποιήθηκε. Οι αναπαραγωγείς πρέπει να λάβουν οι ίδιοι αυτές τις δύσκολες αποφάσεις, κάτι που μπορεί να επηρεάσει το αποτέλεσμα.

Οι αναπαραγωγείς συχνά αλλάζουν επίσης ρητά τις λεπτομέρειες της μελέτης. Για παράδειγμα, πολλές μελέτες αναπαράστασης διεξάγονται με μεγαλύτερα δείγματα -περισσότερους συμμετέχοντες- από την αρχική μελέτη, για να διασφαλιστεί ότι τα αποτελέσματα είναι αξιόπιστα.

Δυστυχώς, η έρευνα αναπαραγωγής είναι δύσκολο να δημοσιευτεί: Μόνο το 3% των εργασιών στην ψυχολογία, λιγότερο από 1% στην εκπαίδευση και 1,2% στο μάρκετινγκ είναι αναπαραγωγές. Εάν η αρχική μελέτη αναπαραχθεί, τα περιοδικά ενδέχεται να απορρίψουν την εργασία επειδή δεν υπάρχει «νέα γνώση». Εάν δεν αναπαραχθεί, τα περιοδικά ενδέχεται να απορρίψουν την εργασία επειδή υποθέτουν ότι οι αναπαραγωγείς έκαναν λάθος.

Λόγω αυτών των ζητημάτων, οι αναπαραγωγείς συχνά χρησιμοποιούν την εγγραφή για να ενισχύσουν τους ισχυρισμούς τους. Μια προεγγραφή είναι ένα δημόσιο έγγραφο που περιγράφει το σχέδιο για τη μελέτη. Έχει χρονική σήμανση πριν από τη διεξαγωγή της μελέτης. Οι καταχωρημένες αναφορές προχωρούν ένα βήμα παραπέρα, όπου το ερευνητικό σχέδιο υπόκειται σε αξιολόγηση από ομοτίμους πριν από τη διεξαγωγή της μελέτης. Εάν το περιοδικό εγκρίνει την εγγραφή, δεσμεύεται να δημοσιεύσει τα αποτελέσματα της μελέτης ανεξάρτητα από τα αποτελέσματα. Περίπου το 58% των καταχωρημένων αναφορών στην ψυχολογία είναι μελέτες αναπαραγωγής.

Δείτε επίσης