Η επιστημονική μέθοδος, για αρχάριους

keep-calm-and-use-the-scientific-method-15Πώς γνωρίζουμε αυτά που γνωρίζουμε; Ποια είναι η διεργασία που οδηγεί σε αποκρυσταλλωμένη, συμπαγή γνώση; Ποια είναι τα όρια ανάμεσα στην υποκειμενική άποψη, τους -ευσεβείς ή μη- πόθους και στην αντικειμενική πραγματικότητα;

Πολύ συχνά, συζητήσεις γύρω από θέματα της ιατρικής, της βιολογίας, της χημείας ή της φαρμακευτικής καταλήγουν να διεξάγονται με εξιστορήσεις προσωπικών βιωμάτων, ανταλλαγές πολιτικών ή θρησκευτικών πεποιθήσεων και αντιπαραθέσεις ευρέως αποδεκτών, αλλά μη αποδεικτέων, κανόνων, εν είδει θεσφάτων. Κάτι τέτοιο όμως είναι, προφανώς, οξύμωρο.

Ας ξεκινήσουμε με ένα παράδειγμα για τους φαρμακοποιούς που μας διαβάζουν. Όταν εκτελείτε μια συνταγή με εισπνεόμενο σκεύασμα σαλβουταμόλης και δίνετε οδηγίες σε έναν ασθματικό ασθενή σχετικά με την χρήση του, έχετε σκεφθεί ποτέ με ποιον τρόπο ξέρετε ότι θα τον ανακουφίσει; Οι γνώσεις σας, σάς λένε ότι το σκεύασμα αυτό θα είναι αποτελεσματικό και τις γνώσεις αυτές τις έχετε αποκτήσει με διάφορους τρόπους:

  • Από τη Φυσιολογία, όπου διδαχθήκαμε πως ένα από τα χαρακτηριστικά του άσθματος είναι η αναστρέψιμη απόφραξη των αεραγωγών, η οποία μπορεί να αντιστραφεί με τη χρήση ενός β2 αδρενεργικού αγωνιστή.
  • Από τη Φαρμακολογία, όπου διδαχθήκαμε ότι η σαλβουταμόλη είναι ένας β2 αδρενεργικός αγωνιστής.
  • Από τον κοινωνικό/επαγγελματικό περίγυρο, όπου πιθανότατα γνωρίζετε πολλούς ασθματικούς ασθενείς οι οποίοι ωφελούνται από τη χρήση αυτού του σκευάσματος.
  • Για όσους έχουν ανάλογη κλινική εμπειρία, από τη μέτρηση του ρυθμού μεγίστης εκπνευστικής ροής ενός ασθματικού ασθενούς πριν και μετά τη χορήγηση δύο εισπνοών σαλβουταμόλης, οπότε παρατηρείται αύξηση.

Ίσως να υπάρχουν κι άλλες πηγές, όμως από αυτά που ξέρετε, προκύπτει ξεκάθαρα πως όταν το εισπνεόμενο σκεύασμα σαλβουταμόλης χρησιμοποιείται σωστά, είναι αποτελεσματικό στην αντιμετώπιση του βρογχόσπασμου των ασθματικών ασθενών.

Η γνώση αυτή, που για εσάς είναι σωστή, αναπτύχθηκε με τα εξής μέσα:

  1. Την Αυθεντία. Ένα κομμάτι πληροφορίας, ένα τμήμα γνώσης διαφορετικά, θεωρείται σωστό εξαιτίας της «παράδοσης» ή επειδή αναφέρθηκε στην διάλεξη ενός έμπειρου καθηγητή. Ως φοιτητές, δεχόμασταν ως de facto αληθή όσα λέγονταν από τους καθηγητές μας.
  2. Τον Ορθολογισμό. Η συλλογιστική χρησιμοποιείται συχνά ως τρόπος παραγωγής γνώσης. Για παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι η σαλβουταμόλη είναι ένας β2 αδρενεργικός αγωνιστής και ότι τα φάρμακα αυτής της κατηγορίας προκαλούν χαλάρωση των λείων μυικών ινών των πνευμόνων και λύση του βρογχόσπασμου. Συμπεραίνουμε επομένως ότι η σαλβουταμόλη θα αντιστρέψει την απόφραξη των αεραγωγών που συμβαίνει σε μια ασθματική κρίση. Εντούτοις, προκειμένου να φθάσουμε σ’ αυτό το συμπέρασμα, προϋποτίθεται ότι όλα τα επιμέρους στοιχεία είναι αληθή. Αν έχουμε λάθος δεδομένα, αν, για παράδειγμα, πιστεύουμε ότι η σαλβουταμόλη είναι ένα κορτικοστεροειδές, τότε δεν μπορούμε να συμπεράνουμε ότι θα προκαλέσει χαλάρωση των λείων μυών.
  3. Τη Διαίσθηση. Μερικές φορές, η γνώση κατακτάται μέσω ξαφνικής διαίσθησης ή έμπνευσης, χωρίς την ύπαρξη συνειδητής συλλογιστικής διαδικασίας. Κάτι ανάλογο με το περίφημο «Εύρηκα!» του Αρχιμήδη.
  4. Την Επιστημονική Μέθοδο. Είναι η μέθοδος παραγωγής γνώσης μέσω της συλλογής δεδομένων με τρόπο συστηματικό, ακριβή και επαναλήψιμο. Στο παράδειγμα της σαλβουταμόλης, η χορήγηση δύο εισπνοών του φαρμάκου σε 10 ασθματικούς ασθενείς θα προκαλέσει μέση αύξηση του ρυθμού μέγιστης εκπνευστικής ροής κατά 20%, ενώ παράλληλα, η χορήγηση εικονικού φαρμάκου (δηλαδή ενός σκευάσματος που περιέχει μόνο το προωθητικό μέσο, χωρίς δραστική ουσία, αλλά πανομοιότυπα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, πχ οσμή, γεύση, χρώμα και σχήμα συσκευής κτλ) προκαλεί αμελητέα αλλαγή.

Η επιστημονική μέθοδος εξελίχθηκε αρκετά δια μέσου των αιώνων, μαζί με την ανάπτυξη της επιστημονικής έρευνας. Συντίθεται, κατά βάση, από τα εξής τρία στοιχεία:

  1. Τον Σκεπτικισμό. Η αντίληψη ότι οποιαδήποτε δήλωση, ακόμα κι όταν προέρχεται από πρόσωπα υψηλής αυθεντίας, όπως είναι ο καθηγητής της Φαρμακολογίας, υπόκειται σε αμφισβήτηση και περαιτέρω ανάλυση.
  2. Τον Ντετερμινισμό ή Αιτιοκρατία. Η αντίληψη ότι τα πάντα στον κόσμο υπόκεινται σε καθολική νομοτελειακή και αιτιώδη συνάφεια. Τα φαινόμενα υπακούν σε ορισμένους νόμους και έχουν πάντα συγκεκριμένες αιτίες.
  3. Τον Εμπειρισμό ή Εμπειριοκρατία. Η αντίληψη ότι η έρευνα οφείλει να διεξάγεται μέσω της παρατήρησης και να επαληθεύεται μέσα από την εμπειρία.

Υπάρχει μια σειρά από καίρια βήματα στην επιστημονική μέθοδο:

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ, ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΗ

Η ακριβής, επαναλήψιμη και αμερόληπτη καταγραφή των παρατηρήσεων που σχετίζονται με πρόσωπα, αντικείμενα και γεγονότα, αποτελεί την εμπειρική βάση όλων των κλάδων της επιστήμης. Η παρατήρηση μπορεί να εκφραστεί είτε ως λεκτική περιγραφή, είτε ως σύνολα μετρήσεων. Σημείο ζωτικής σημασίας αποτελεί η, πάση θυσία, αποφυγή των προσωπικών πεποιθήσεων και προκαταλήψεων του ερευνητή, κάτι που επιτυγχάνεται με τη διεξαγωγή των ερευνών με ελεγχόμενο τρόπο. Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή των δεδομένων, είτε είναι ερωτηματολόγια, είτε συσκευές μέτρησης βιοχημικών δεικτών (για παράδειγμα, μια συσκευή μέτρησης γλυκόζης του αίματος), πρέπει να παράγουν δεδομένα με ακριβή και επαναλήψιμο τρόπο. Η ακρίβεια αναφέρεται στην εγγύτητα της μετρούμενης τιμής προς την πραγματική τιμή (θεωρούμε ότι η επαναληψιμότητα έχει αυτονόητη σημασία). Όταν οι μετρήσεις συνοψίζονται με κατάλληλο τρόπο και επιβεβαιώνονται από τρίτους, τότε σχηματίζουν την τεκμηριωμένη βάση της επιστημονικής γνώσης.

ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ

Η γενική δήλωση «Η κατάλληλη χρήση της σαλβουταμόλης προκαλεί ύφεση των συμπτωμάτων του άσθματος σε όλους τους ασθματικούς ασθενείς» είναι μια ελέγξιμη υπόθεση εντός ενός καθορισμένου πληθυσμού. Οι υποθέσεις λοιπόν, είναι δηλώσεις που προσδιορίζουν το είδος της σχέσης ανάμεσα σε δύο ή περισσότερα σύνολα μετρήσεων. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, την σχέση μεταξύ της χρήσης σαλβουταμόλης και της ύφεσης των συμπτωμάτων του άσθματος.

ΘΕΩΡΙΕΣ

Πολλές υποθέσεις μαζί μπορούν να σχηματίσουν μια γενικότερη εξήγηση ενός φαινομένου. Αυτό ονομάζεται θεωρία. Οι επιστημονικές θεωρίες είναι στην πραγματικότητα απλώς εικασίες που αντικατοπτρίζουν την τρέχουσα γνώση μας για το Σύμπαν. Για παράδειγμα, μια θεωρία σχετικά με το γιατί κάποια φάρμακα που καλούνται β2 αδρενεργικοί αγωνιστές είναι αποτελεσματικά μυοχαλαρωτικά των λείων μυικών ινών των βρόγχων θα ενσωμάτωνε δεδομένα από πολλές πηγές και ιδίως από τη Θεωρία των Υποδοχέων για τον μηχανισμό δράσης των φαρμάκων.

ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ

Οι υποθέσεις πρέπει να δοκιμάζονται υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Αυτού του είδους η προσέγγιση είναι απαραίτητη ώστε να αποκλείεται η πιθανότητα εξήγησης του αναμενόμενου φαινομένου από άλλες, ανταγωνιστικές υποθέσεις. Για παράδειγμα, στο πείραμα της σαλβουταμόλης, η απουσία ομάδας ελέγχου (εικονικού φαρμάκου, placebo) θα μπορούσε να οδηγήσει στην υπόθεση ότι το προωθητικό μέσο από μόνο του μπορεί να προκαλέσει χάλαση των λείων μυικών ινών των βρόγχων.

Μετά τη συλλογή των δεδομένων, ο ερευνητής πρέπει να αποφανθεί αν τα ευρήματά του συνάδουν με τα προβλεπόμενα από την αρχική υπόθεση. Αν τα δεδομένα υποστηρίζουν την υπόθεση, τότε η θεωρία ενισχύεται ή επαληθεύεται. Σε αντίθετη περίπτωση, η θεωρία διαψεύδεται. Αν συγκεντρωθεί μεγάλος αριθμός πειραμάτων που αποτυγχάνουν να επαληθεύσουν τις προβλέψεις μιας θεωρίας, τότε αυτή αποδυναμώνεται και πρέπει να απορριφθεί ή να αντικατασταθεί από μία νέα και ισχυρότερη. Ως εκ τούτου, οι επιστημονικές θεωρίες δεν αποτελούν απόλυτες αλήθειες αλλά μάλλον προσωρινές εξηγήσεις της αλήθειας, με βάση τα μέχρι στιγμής διαθέσιμα δεδομένα.

Η Διεργασία της Επιστημονικής Μεθόδου μπορεί, λοιπόν, να αποδοθεί σχηματικά ως εξής:

figure 1

Η ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΣΤΙΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΥΓΕΙΑΣ

Η γνώση της επιστημονικής μεθόδου και των αρχών της αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση για την επιτυχή άσκηση οποιουδήποτε επαγγέλματος υγείας στην εποχή μας, εφόσον πια είναι κοινά αποδεκτό πως οτιδήποτε λιγότερο από την βασιζόμενη σε αποδείξεις πρακτική (evidence-based medicine ή evidence-based practice γενικότερα) αποτελεί πισωγύρισμα. Η γνώση αυτή είναι απαραίτητη όχι μόνο στον ερευνητή, κάτι που είναι φυσικά αυτονόητο, αλλά και σ’ αυτόν που αναζητά την πληροφορία στην επιστημονική βιβλιογραφία και καλείται να την αξιοποιήσει, αφού πρώτα την αξιολογήσει. Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης μπορεί να παρακολουθήσει τη διάλεξη που πραγματοποιήθηκε ενώπιον των τελειόφοιτων της Φαρμακευτικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης με θέμα την Τεκμηριωμένη Φαρμακευτική εδώ, προκειμένου να πάρει μια ιδέα για τον τρόπο που γίνεται η αναζήτηση και η ιεράρχηση της επιστημονικής πληροφορίας, και να αποκτήσει πρόσβαση σε περισσότερες πηγές για το αντικείμενο. Ως επίλογο, παραθέτω συνοπτικές πληροφορίες για το είδος των ερωτημάτων που απαντώνται συχνότερα στην κλινική έρευνα με μερικά παραδείγματα, τα είδη πειραμάτων/ερευνών που είναι τα πλέον κατάλληλα να απαντήσουν σε κάθε ερώτημα και, τέλος, την περίφημη πυραμίδα της ιεράρχησης των δεδομένων.

Κατάταξη ερωτημάτων σύμφωνα με τον τύπο

Κατάταξη ερωτημάτων σύμφωνα με τον τύπο

Παραδείγματα διαφόρων τύπων ερωτημάτων

Παραδείγματα διαφόρων τύπων ερωτημάτων

Κατάλληλες πηγές δεδομένων ανάλογα με τον τύπο του ερωτήματος

Κατάλληλες πηγές δεδομένων ανάλογα με τον τύπο του ερωτήματος

Η πυραμίδα της ιεράρχησης των δεδομένων.

Η πυραμίδα της ιεράρχησης των δεδομένων.

ΠΗΓΕΣ

1. Προσαρμογή από το κεφάλαιο 2.5: The scientific (research) method, του μαθήματος PMY7036-Research in Clinical Pharmacy, από το μεταπτυχιακό πρόγραμμα στην Κλινική Φαρμακευτική του Queen’s University of Belfast.

2. Introduction to Systematic Review and Meta-Analysis, online μάθημα από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins (Bloomberg School of Public Health), μέσω της πλατφόρμας Coursera.