在科學(xué)實(shí)驗中,如何排除人為干擾和人為主觀(guān)性對實(shí)驗結果的影響是非常重要的,一旦實(shí)驗結果包含這些不利因素所引起的效應,其可靠性將大打折扣,甚至會(huì )得出*相悖和錯誤的結論。因此,除了實(shí)驗組,對照組被普遍應用于科學(xué)研究中,以排除人為干擾或其他變量的影響(Johnsonetal.2002)。盲實(shí)驗法(blindedmethods)是一種為了避免由于人為主觀(guān)性而對實(shí)驗觀(guān)測結果產(chǎn)生偏差的實(shí)驗設計方法(Holmanetal.2015)。該實(shí)驗法被普遍應用于臨床醫學(xué)、藥理學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科,具有舉足輕重的地位,然而,在動(dòng)物行為學(xué)研究領(lǐng)域,
該方法卻被過(guò)度忽視(Tuyttensetal.2014)。近年來(lái)有學(xué)者逐漸意識到這種現象,并通過(guò)對動(dòng)物行為研究相關(guān)文獻的綜合分析,揭示了盲實(shí)驗法的缺失對動(dòng)物行為研究所帶來(lái)的負面影響(vanWilgenburgetal.2013,Kardishetal.2015),這種缺失勢必影響動(dòng)物行為研究文獻的可靠性,甚至會(huì )誤導讀者進(jìn)而影響今后的研究。本文對盲實(shí)驗法進(jìn)行了介紹,并對其在動(dòng)物行為研究領(lǐng)域中的應用進(jìn)行了闡述和建議,強調其在該領(lǐng)域研究中的重要性和必要性。
1、盲實(shí)驗法的產(chǎn)生
所謂“盲”,即在實(shí)驗中排除操作者和參與者有意識或下意識的個(gè)人主觀(guān)性和偏愛(ài)。盲實(shí)驗法z初的雛形在19世紀晚期由法國生理學(xué)家ClaudeBernard提出,他建議所有的科學(xué)實(shí)驗都應該將構思設計實(shí)驗的人和執行實(shí)驗的人分開(kāi),前者是熟悉相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)者,而后者則是沒(méi)有接受過(guò)任何訓練,對相關(guān)理論和假說(shuō)不知情的人。而這與當時(shí)的啟蒙運動(dòng)觀(guān)點(diǎn)大相徑庭,后者認為只有接受過(guò)良好教育、見(jiàn)多識廣的科學(xué)家,才能對科學(xué)研究作出客觀(guān)有效的觀(guān)測(Daston2005)。
2、盲實(shí)驗法的類(lèi)型
盲實(shí)驗法可以分為單盲法(single-blindtrials)、雙盲法(double-blindtrials)和三盲法
單盲法指在實(shí)驗設計中,研究對象對于自己是否處于實(shí)驗中毫不知情,而實(shí)驗觀(guān)測者在實(shí)驗前便清楚不同研究對象所在的分組等各種實(shí)驗信息,即只有一方對信息是“盲”的(Tuyttensetal.2014)。這種信息不對稱(chēng),有利于實(shí)驗觀(guān)測者實(shí)時(shí)掌握情況,和避免研究對象由于安慰劑效應(placeboeffect)對結果造成的影響(Holmes2008)。比如評價(jià)某新藥在zhi療某種ji病的療效時(shí),需要建立控制組,對控制組中的病人僅給予無(wú)療效的藥劑作對照,但如果該組的病人知道自己服用了某種藥wu,其情緒、心理和神經(jīng)行為上的變化會(huì )影響自身的身體健康狀況,形成安慰劑效應,使實(shí)驗結果有偏差。單盲實(shí)驗的前提是觀(guān)測者雖然掌握了實(shí)驗的所有信息,但不會(huì )像研究對象那樣對實(shí)驗結果造成影響。然而,實(shí)驗觀(guān)測者在一些情況下也會(huì )對實(shí)驗結果造成偏差,如上面的例子中,觀(guān)測者知道每個(gè)病人所處的分組,即清楚每個(gè)病人所服用的是新藥還是安慰劑,其對服用新藥組的心理預期,即預期服用藥wu的人會(huì )比控制組中的人康復快,可能會(huì )使其在評估藥效和記錄病人變化時(shí)形成下意識的偏倚。為了避免這種偏差,很必要使用雙盲法。
雙盲法指實(shí)驗除了研究對象對實(shí)驗信息不知情,觀(guān)測者也不知道研究對象所在的分組(即
實(shí)驗組還是控制組)(Riversetal.1907)。只有在實(shí)驗結束,數據記錄也完成以后,觀(guān)測者才知道結果,這有利于排除觀(guān)測者在實(shí)驗操作和記錄中無(wú)意識的主觀(guān)偏差和個(gè)人偏好所帶來(lái)的影響,是一種更加嚴格的實(shí)驗設計法。在雙盲法中,實(shí)驗構思和設計可能由觀(guān)測者來(lái)完成,
但實(shí)驗信息往往需要交由第三方來(lái)進(jìn)行處理,在實(shí)驗前不可告知觀(guān)測者,或者構思和設計實(shí)
驗的人同時(shí)掌握實(shí)驗信息,但讓不知情的人成為觀(guān)測者來(lái)執行實(shí)驗和記錄數據。在動(dòng)物行為研究中,需要應用雙盲法的情況一般是通過(guò)人為主觀(guān)對某種變量進(jìn)行量化的實(shí)驗方法。如對
動(dòng)物的某種行為進(jìn)行觀(guān)察和主觀(guān)量化(楊曉軍1996)、對動(dòng)物棲息地的某種特征進(jìn)行主觀(guān)量化(徐霄等2012)、對動(dòng)物某種特征之間的相似性進(jìn)行主觀(guān)量化(Stevensetal.2009)。這些方面的研究如果沒(méi)有采用雙盲法,在實(shí)驗中很容易由于觀(guān)測人的主觀(guān)預期而使數據產(chǎn)生偏差,如動(dòng)物巢址選擇方面的研究,對于巢隱蔽性的量化往往通過(guò)觀(guān)測者進(jìn)行主觀(guān)估測,由于有經(jīng)驗的觀(guān)測者受“隱蔽性高的巢被捕食的風(fēng)險應該較小”這種心理預期的影響,在對完整巢和被捕食巢進(jìn)行隱蔽性估測的時(shí)候,就可能下意識地高估完整巢或低估被捕食巢的隱蔽性。要避免這種主觀(guān)偏倚,可以通過(guò)對實(shí)驗目的不知情的第三方對變量特征進(jìn)行估測,或者通過(guò)更加客觀(guān)的方法對變量特征進(jìn)行量化。
三盲法是對雙盲法的拓展,指實(shí)驗觀(guān)測者、研究對象和數據分析者三方均不清楚實(shí)驗的信息,只有當分析結果出來(lái)后才知曉(Friedmanetal.2010)。這種方法理論上從各方面降低了參與實(shí)驗各方的主觀(guān)性帶來(lái)的偏差,但同時(shí)也降低了研究者對整個(gè)實(shí)驗全局的了解,其執行難度也較大,所以在科學(xué)研究中的應用也較少(Andradeetal.2009)。
3、忽視盲實(shí)驗法對動(dòng)物行為研究的影響
近年來(lái)有若干學(xué)者逐漸意識到在動(dòng)物行為研究中,盲實(shí)驗法的缺失對某些相關(guān)領(lǐng)域的負面影響,并通過(guò)對動(dòng)物行為研究中的重要文獻進(jìn)行綜合分析對此提供證據。vanWilgenburg等(2013)對蟻類(lèi)親緣識別行為的研究進(jìn)行綜述和分析,發(fā)現觀(guān)測者在觀(guān)察和評估巢內或巢間螞蟻之間的侵害行為時(shí),很容易受到其專(zhuān)業(yè)知識背景的影響,即相信巢內螞蟻之間的侵害行為低于巢間,結果未采用盲實(shí)驗法的研究所報道,巢內侵害行為明顯低于采用盲實(shí)驗法的研究。
接著(zhù)Kardish等(2015)對行為、生態(tài)和進(jìn)化研究領(lǐng)域的492篇文獻進(jìn)行綜述,發(fā)現
其中248篇文獻的研究實(shí)驗屬于具有觀(guān)測者主觀(guān)影響風(fēng)險的內容,但卻只有13.3%的文獻使用了盲實(shí)驗法。Holman等(2015)通過(guò)對生命科學(xué)研究領(lǐng)域4511個(gè)期刊的870962篇文獻進(jìn)行綜述和綜合分析后,發(fā)現沒(méi)有采用盲實(shí)驗法的研究所報道的效應量(effectsize)明顯高于采用盲實(shí)驗法的研究,效應量是衡量處理效應大小的指標,在不同研究之間可以進(jìn)行比較,未采用盲實(shí)驗法的研究呈現較高的效應量,表明其研究結果相對于采用盲實(shí)驗法的研究具有較高的偏差。另外,未采用盲實(shí)驗法的研究結果所獲得的P值顯著(zhù)性也高于采用盲實(shí)驗法的研究。
比利時(shí)根特大學(xué)Tuyttens等(2014利用研究來(lái)證明盲實(shí)驗法的缺失是如何影響觀(guān)測者的主觀(guān)評價(jià)的,首先他們向在校157名行為研究領(lǐng)域的學(xué)生進(jìn)行家豬(Susscrofadomesticus)互動(dòng)行為意義的教育,告知學(xué)生家豬的互動(dòng)行為可分為積極和消極兩種,積極互動(dòng)行為包括玩耍、嗅探和碰鼻,消極互動(dòng)行為包括撞頭、咬耳朵、咬尾巴或其他身體部位,而高度群居的成長(cháng)環(huán)境有利于塑造家豬的積極互動(dòng)行為。接著(zhù)將學(xué)生分成兩組(a和b),讓他們觀(guān)看5min家豬互動(dòng)行為的視頻,并評估和記錄積極與消極互動(dòng)行為的次數,a組的每位學(xué)生觀(guān)看2段視頻,并提前告知其中第1段視頻為控制組,而第2段視頻為實(shí)驗組,實(shí)驗組中的家豬都是在高度群居的環(huán)境中養大的。而實(shí)際上2段視頻均屬于同一個(gè)視頻,但通過(guò)一些處理使學(xué)生認為是不同視頻,第2個(gè)視頻是第1個(gè)視頻的鏡像(即視頻中動(dòng)物的移動(dòng)方向相反),視頻亮度也進(jìn)行了調整,并且視頻中顯示的記錄日期和時(shí)間等也各不相同。b組的每位學(xué)生同樣觀(guān)看這2段視頻,但視頻的順序顛倒,即被告知第1段視頻是實(shí)驗組,而第2段視頻是控制組。結果表明,家豬行為的觀(guān)測結果明顯受到學(xué)生主觀(guān)偏見(jiàn)的影響,a組和b組學(xué)生所記錄的實(shí)驗組家豬積極互動(dòng)頻次均顯著(zhù)高于控制組,而消極互動(dòng)頻次則低于控制組,但其實(shí)兩個(gè)視頻中的家豬行為并沒(méi)有差異。
4、總結與建議
綜上所述,未使用盲實(shí)驗法hui使一些動(dòng)物行為研究結果產(chǎn)生偏差。然而,并不是所有的動(dòng)物行為研究都需要使用盲實(shí)驗法。研究動(dòng)物行為時(shí),有些行為觀(guān)測需要研究者對其進(jìn)行主觀(guān)定義和量化,當動(dòng)物行為迅速而不容易觀(guān)察、動(dòng)物行為和特征的定義模棱兩可且行為和特征難以量化的情況下,如未采用盲實(shí)驗法所面臨的偏差風(fēng)險就很大,尤其當研究人員對某處理組具有很高的心理期待時(shí)。以上的文獻綜述和分析,便是針對這種類(lèi)型的觀(guān)測數據,而其中所提到的盲實(shí)驗法,實(shí)際上是雙盲法,因為動(dòng)物行為研究中,動(dòng)物作為研究對象,并不能理解觀(guān)測者的研究意圖,所以動(dòng)物行為研究中所稱(chēng)的盲實(shí)驗法,是避免觀(guān)測者主觀(guān)偏見(jiàn)對研究結果造成影響的實(shí)驗設計法。當然,雖然作為研究對象的動(dòng)物對實(shí)驗信息是盲的,但觀(guān)測者仍需對研究對象進(jìn)行隨機分組,并盡量避免動(dòng)物的背景因素(如年齡、大小、性別等)和環(huán)境因素(如溫度、海拔等)對研究結果的影響。
對于盲實(shí)驗法在動(dòng)物行為研究中的應用,建議:
(1)研究者在構思和設計實(shí)驗時(shí)應充分考慮到其研究類(lèi)型具有主觀(guān)觀(guān)測偏差的風(fēng)險,是否需要和是否能夠使用盲實(shí)驗法;
(2)研究者應盡量避免以人為主觀(guān)的角度對動(dòng)物的行為和特征進(jìn)行定義和量化,盡量使用儀器和相關(guān)技術(shù)來(lái)進(jìn)行客觀(guān)地定量化;
(3)在論文的研究方法中說(shuō)明實(shí)驗是否使用盲實(shí)驗法,如未使用是基于什么緣由,這一點(diǎn)德國的學(xué)術(shù)期刊BehavioralEcologyandSociobiology在2015年9月已發(fā)文要求之后的投稿文章均需要注明是否使用盲實(shí)驗法(Tranielloetal.2015);
(4)除了研究人員,學(xué)術(shù)期刊的編輯和審稿人也應在審稿過(guò)程中對文章采用盲實(shí)驗的必要性和情況進(jìn)行監督,當然,由于不是所有的研究都需要或能夠使用盲實(shí)驗法,所以,是否采用盲實(shí)驗法不應成為評價(jià)文章水平高低的門(mén)檻。有些動(dòng)物行為特征有明顯區分且不受觀(guān)測者心理預期的影響,所以不需要采用雙盲法。