Közérthető kutatásmódszertani sorozatunkban legutóbb belekezdtünk a kísérlet tárgyalásába. Kiderült, mire jó a kísérlet: segít, ha a különböző események közötti oksági kapcsolatról szeretnénk valamit mondani. De ami elromolhat, az el is romlik. Milyen nehézségekbe ütközhetünk a kísérletezés során, és a tudósok hogyan próbáltak ezekre megoldást találni?

Okos Hans esete

Főleg élőlényekkel kapcsolatos kísérleteknél gond, hogy a kísérletvezető elvárásai bizony befolyásolhatják az eredményt – még akkor is, ha kutatónk mindent megtesz ez ellen. Ez a hatás úgy is felléphet, ha a kísérletvezető egyáltalán nincs tudatában, tehát teljesen jóhiszeműen is eljárhat. Ha ilyen probléma áll fenn, akkor általában a torzítás mégis a kísérletező javára történik, és nem az ellenkező irányba.

A klasszikus példa Okos Hans, a beszélő ló esete a huszadik század elejéről. Hans gazdája, az amatőr állatidomár Wilhelm von Osten azt állította, a ló tud beszélni, számolni, a naptárt értelmezni és így tovább. A lónak kérdéseket lehetett feltenni, és patadobbantásokkal válaszolt. Például ha azt kérdezték tőle, mennyi kétszer kettő, akkor négyet dobbantott. Hansnak csodájára járt fél Európa, több szakértő vizsgálta, és megállapították, hogy nincsen trükk a dologban. Lehet ennyire értelmes egy állat?

Okos Hans egyik fellépése
(Forrás: Wikimedia commons)

Oskar Pfungst német pszichológus jött rá a titok nyitjára. Vizsgálatai során felfigyelt arra, hogy a ló csak akkor képes megválaszolni a kérdéseket, ha láthatja a kérdezőt, és a kérdező maga is tudja a helyes választ. Kiderült, hogy Hans a kérdező testtartásából állapította meg, mikor kell abbahagyni a dobbantást. Ha megfelelő számú dobbantás hangzott el, az addig feszülten figyelő ember megkönnyebbült; a ló pedig ezt észrevette, és abbahagyta a jeladást. Ha ezeket a mozdulatokat szándékosan elvégezték, akkor a ló abbahagyta a dobbantást, akár a megfelelő számnál tartott, akár nem.

Fontos, hogy nem tudatos csalásról volt szó; von Osten meg volt győződve arról, hogy Hans értelmes és tényleg tudja a választ. Mindenesetre a kutatásmódszertan nagy lépést tett előre, viszont az állati intelligencia vizsgálata nagy lépést hátra: ezek után hosszú időnek kellett eltelnie, mire bárki elő mert rukkolni bármilyen, az állatok értelmi képességeire vonatkozó állítással.

Kettős vak, kontroll, micsoda?

De ha a kísérletvezető ilyen drámai hatással lehet az eredményre, akkor mit csináljunk? Azt mégse lehet mondani, hogy innentől fogva inkább nem kísérletezünk élőlényekkel. A megoldás a kettős vak elrendezésnek nevezett módszer. Ilyenkor maga a kísérletvezető sem tudja, milyen eredményt várhat a kísérleti személytől. (Az egyszeres vak elrendezés az, amikor a személy maga nem tudja, de a kísérletvezető igen.)

Képzeljünk el mondjuk, hogy kifejlesztettünk egy gyógyszert, ami gyógyítja a diszlexiát. (Ilyen nincs, most találtuk ki a példa kedvéért.) Első lépésben össze kell gyűjtenünk a szükséges számú résztvevőt – ha a várt hatás erősségét meg tudjuk becsülni, akkor meg tudjuk mondani, hogy nagyjából hány emberre lesz szükség.

A résztvevők előre meghatározott számának nem tanácsos fölé menni, mert eredménytelen vizsgálatból könnyen lehet eredményeset csinálni, ha nincs meghatározott végpontja. Egyszerűen addig kell mérni, amíg nem tetszik, ahogy épp áll a dolog, és ott abbahagyni...

Ha megvannak a résztvevőink, véletlenszerűen beosztjuk őket két egyforma méretű csoportba. Azért kell véletlenszerűen, hogy minden torzítást minimalizálhassunk: például ha azokat tesszük az első csoportba, akik – mondjuk – a Kék Általános Iskolába járnak, és azokat a másodikba, akik a Pirosba, akkor lehet, hogy az észlelt különbségeknek nem a kísérleti feltétel lesz az oka, hanem az, hogy a Kék Iskolában jobb minőségű az olvasástanítás.

Utána jön maga a kísérleti beavatkozás. Az egyik csoportot kitesszük a kísérleti feltételnek – esetünkben beadjuk nekik gyógyszerünket. Ők lesznek a kísérleti csoport. A másik csoportot lehetőség szerint annyira hasonló helyzetbe hozzuk, amennyire csak lehet, viszont pont a hatásos elemnek kell kimaradnia. Ők lesznek a kontrollcsoport. Gyógyszer­kísérleteknél mindezt nagyon egyszerű megvalósítani, mert ott nagyon könnyen lehet készíteni teljesen egyformán kinéző, de különböző hatóanyagú, vagy éppen hatóanyag nélküli (placebó) tablettákat.

Placebótabletták a hatvanas évekből
(Forrás: Wikimedia Commons / National Library of Medicine)

A gyakorlatban azonban bőven vannak olyan esetek, amikor nem lehet kettős vak kísérletet csinálni, sőt még akár egyszeres vak kísérletet sem. Például ha nem gyógyszerrel, hanem mondjuk az agy mágneses vagy elektromos stimulációjával próbálkozunk, ezt érzik a résztvevők, úgyhogy nem tudunk létrehozni megfelelő kontrollfeltételt: ha nem éreznek semmit, ez fel fog tűnni nekik, és így kitalálhatják, hogy melyik csoportba tartoznak. (Apró érdekesség: ha az olvasási képességeket még nem is, a számolási képességeket már sikerült javítani elektromos stimulációval.) Most azonban az egyszerűség kedvéért tegyük fel, hogy sikerült megfelelő kísérleti és kontrollfeltételt létrehoznunk!

Minden résztvevő beveszi a maga tablettáját, előtte és utána pedig megmérjük az olvasási teljesítményét, hogy lássuk, mennyire változott. Itt jön a képbe a kettős vak elrendezés: a kísérletvezetőnek fogalma sincsen, melyik gyerek milyen tablettát kapott. Így az elvárásai nem tudják befolyásolni a résztvevők teljesítményét.

Ha a kísérleti csoport jobban olvas a tabletta bevétele után, mint a kontrollcsoport, akkor kimondhatjuk, hogy a tabletta hatásos. Kérdés még, hogy mekkora a különbség a két csoport között: ha egészen kicsi, akkor elbizonytalanodunk. Lehet, hogy a két teljesítmény nagyjából egyforma, csak éppen véletlenül picit nagyobbra sikeredett az egyik?

A hatás szignifikanciáját ne keverjük össze a hatás mértékével! Egy különbség nyugodtan lehet kicsi, de szignifikáns (ez főleg akkor áll elő, ha sok a résztvevőnk), vagy nagy, de sajnos nem szignifikáns (ha például kevés a résztvevőnk). Ha valamit a “szignifikáns” különbséggel reklámoznak, kezdjünk el gyanakodni...

Erre találták ki a statisztikai hipotézisvizsgálatot. Matematikai módszerekkel meg lehet állapítani, hogy a különbség betudható-e a véletlennek, vagy valószínűleg nem, hanem tényleges hatásról van szó. Ez utóbbit nevezzük szignifikáns különbségnek.

Semmi sem lehet tökéletes

Természetesen a valóságban egy hasonló vizsgálat sokkal bonyolultabb: meg kell győződni arról, hogy a résztvevők önkéntesen vesznek részt a kísérletben (általában ezt írásba is adatják velük), biztosítani kell, hogy nem ártalmas az eljárás (gyógyszereknél erre állatkísérleteket használnak), valamint számos különböző feltétel és elrendezés is lehet. Például lehet olyan kísérletet is csinálni, ahol mindenki részt vesz mindkét feltételben, és a kísérletvezető azt nem tudja, hogy melyik feltételben minek kellene történnie; és így tovább.

Pajzsmirigy-túlműködés kísérleti kezelése radioaktív jóddal (1944). Előtte nyulakon próbálták ki
(Forrás: Wikimedia Commons)

Mindenesetre kitalált példánkon több fontos alapelv is érvényesül egyszerre: a kísérletvezető nem tudja, melyik kísérleti személytől milyen változást kellene várnia, a résztvevők véletlenszerűen kerülnek a kísérleti vagy kontrollcsoportba (és maguk se tudják, hova kerültek), valamint a hatásos tényezőtől eltekintve mindenben azonos bánásmódban részesülnek.

Azért a viszonylag gondosan megtervezett kísérletek sem mindenhatóak. Például rendszerint ki szokás zárni az olyan betegeket, akiknek valamilyen más betegségük is van, mert ez esetleg befolyásolhatja a végeredményt. De a valóságban vannak olyan zavarok, amelyek jóval gyakrabban fordulnak elő együtt. A diszlexia például gyakran jár együtt figyelemzavarral. Ha a figyelemzavarral élő diszlexiásokat kizárjuk a mintából, akkor lehet, hogy az eredmény nagyon meggyőző lesz, csak éppen a gyakorlatban nem megyünk vele sokra…

A következő részben kicsit elkanyarodunk a számok felé, de továbbra is maradunk a gyakorlat talaján – kiderül, hogyan lehet matematikával hazudni, és miért nézzünk meg minden grafikont legalább kétszer!

Irodalom

Szokolszky, Á. (2004): Kutatómunka a pszichológiában. Budapest: Osiris.
Oskar Pfungst (1911): Clever Hans – A contribution to experimental animal and human psychology