3

3. UVOD U EKSPERIMENTALNU

METODOLOGIJU

Duan Ristanovi

Uvod

U prethodnom delu ove knjige istaknuto je da eksperimentalna metodologija predstavlja najvaniju osnovnu metodologiju prirodnih nauka, pa samim tim i medicine. Shvaena kao istraivaki proces, ova metodologija sadri dve celine: istraivanje i prezentaciju rezultata istraivanja.

Istraivaka celina. Ova celina se sastoji od etiri sukcesivne faze. Njihovo usvajanje i primena predstavljaju izvesnu garanciju da e se preko njih stii do istine. Izbor i redosled ovih faza nisu u metodolokoj literaturi jedinstveno usvojeni jer u velikoj meri zavise od konkretne oblasti istraivanja i njenih metodologija. Mada se, na primer, meusobno znaajnije razlikuju u prirodnim i, recimo, sociolokim naukama, ove faze su ipak naelno prihvatljive za sve istraivake oblasti medicine. To su:

1. Postavljanje problema,

2. Formulisanje hipoteze,

3. Proveravanje hipoteze (u eksperimentalnoj metodologiji podrazumeva se da je re o eksperimentalnom proveravanju) i

4. Potvrivanje (verifikacija) hipoteze.

Prezentacija rezultata istraivanja. Ova celina obuhvata sredstva i postupke kojima se dobijeni rezultati istraivanja saoptavaju javnosti. To se, uglavnom, postie kroz naune lanke, monografije, teze, disertacije i oralna odnosno posterska saoptenja. Sva ova sredstva saoptavanja rezultata sadre, pored ostalih, sledea 4 osnovna dela:

1. Uvod (proizilazi uglavnom iz "Postavljanja problema" i "Formulisanja hipoteze"),

2. Materijal i metode,

3. Rezultate (dva zadnja dela uglavnom proizilaze iz "Proveravanja hipoteze") i

4. Diskusiju (proizilazi iz "Potvrivanja hipoteze" i delom iz "Proveravanja hipoteze").

Prva (istraivaka) celina bie predmet daljih izlaganja, dok se problemi prezentacije rezultata istraivanja razmatraju u okviru tehnologije naunog istraivanja.

Utvrivanje injenica. Za razliku od prethodno predoene ("hipotezne") metodologije, koja bazira na upotrebi hipoteze i koja je karakteristina za biomedicinske i druge izrazito induktivne discipline, u fiziko-tehniko-tehnolokim i drugim preteno deduktivnim naukama najee se kroz merenja eksperimentalno utvruju injenice. Kada je re o ovim naukama, konstatovanje injenica izvodi se poglavito u cilju eksperimentalne potvrde implikacija deduktivnih teorija ali i neposredno zapaenih pojedinanih injenica, koje ak ne moraju da imaju jaku teorijsku podlogu. Ako se koristi u biomedicinskim naukama, ova metodologija ne zahteva formulisanje i proveru hipoteze, pa je u tom sluaju postupak istraivanja jednostavniji: posle postavljanja problema odmah se prelazi na postavku eksperimenta, sprovoenje odgovarajuih merenja i na kraju na verifikaciju eksperimentalno dobijenih rezultata. Na primer, ako se neko bavi preciznim utvrivanjem vrednosti hematokrita, frakcionog klirensa ili sadraja nekog elektrolita u plazmi zdravog odraslog mukarca ili bolesnika s odreenom patologijom, on kroz merenje utvruje i precizira jednu fizioloku injenicu znaajnu za nauku i medicinsku praksu.

A. POSTAVLJANJE PROBLEMA

Postavljanjem problema treba da se utvrdi ta se eli da istrauje i koji problem da reava. Nauni problem je pitanje na koje u datom trenutku ne moe da se neposredno i u potpunosti odgovori samo na osnovu znanja kojim raspolaemo, tj. injenica i istina, ali ije bi reenje unapredilo naunu misao. Sama re "problem" ukazuje na injenicu da se problem raa iz neke problemske situacije. Zato je pri postavljanju problema vano da se sagleda ta je to to se ne zna ili je problemsko. Kada bi se, naime, unapred znalo reenje postavljenog problema, to ne bi ni predstavljalo nauni problem niti bi on zato mogao da bude predmet interesovanja i naunog istraivanja.

Postavljanje problema obuhvata sledeih 5 etapa:

1. uoavanje (pronalaenje) problema,

2. izbor problema,

3. pronalaenje mesta problema,

4. formulaciju cilja istraivanja i

5. analizu problema.

Uoavanje problema. Istraivaki problem moe da uoi samo dobar poznavalac odreene naune problematike, posebno ako uz to raspolae velikim kvantumom znanja. On to ini analizom zapaenih kontradikcija u ponuenim objanjenjima i nedostataka u posedovanom injeninom materijalu, uz maksimalno uivljavanje u saznanja svoje istraivake discipline i znaajno angaovanje sopstvenih kreativnih potencijala i stvaralake intuicije. Kada je re o magistrantu, ovde je najee uloga mentora od presudne vanosti.

Izbor problema. Ako se pri izboru problema javljaju alternative, istraiva se odluuje za onu, koja je aktuelnija, znaajnija za razvoj naune misli i praksu, a koja pri tome moe da se reava savremenom naunom metodologijom i raspoloivom instrumentacijom. Problem treba da bude realan, tj. reiv. Postoje svakako problemi koji su daleko ispred svog vremena kako u pogledu ideja, tako pre svega u smislu tehnikih mogunosti vremena u kome ivimo. Besmisleno je da se na pragu 21. veka "otkriva Amerika", tj. reava davno reen problem, ali je jo beznadenije istraivati problem za 22. vek!

Pronalaenje mesta problema. Pronalaenje mesta problema je, kako joj samo ime kae, odreivanje mesta problema u zgradi svetske nauke, tj. postavljanje problema u realne naune okvire s obzirom na prethodna istraivanja i stanje u savremenoj nauci. Ovo se najee postie prouavanjem literature i razgovorom s iskusnim istraivaima, pre svega mentorom.

Formulisanje cilja istraivanja. Tek posle uspenog okonavanja prethodnih triju etapa istraivanja prilazi se formulisanju problema (cilja istraivanja). Ovde je potrebno da se to jasnije, preciznije i krae (najee jednom reenicom), kae u emu je sadraj problema i ta bi bio cilj istraivanja. Ovaj cilj se najee formulie u potvrdnom (afirmativnom) obliku, mada on u sutini predstavlja pitanje. Na primer, "Cilj istraivanja je da se utvrdi da li poveana koliina selena u ishrani znaajno utie na ishod leenja ekcema". Ne bi bilo dobro da se cilj formulie orijentaciono, kao u primeru "Cilj istraivanja je da se sazna da li buka tetno utie na zdravlje oveka?", ve "Cilj istraivanja je da se utvrdi kakvo je dejstvo buke na arterijski pritisak odraslih ljudi pri njenom dugotrajnom delovanju?". Ovde treba istai da zavrni deo "Uvoda" u naunom lanku upravo predstavlja formulisani cilj istraivanja. Nejasna formulacija ovog cilja u pomenutom smislu dovodi u pitanje prihvatanje lanka za tampanje u naunom asopisu.

Analiza cilja istraivanja. Formulisani cilj istraivanja moe dalje da se ralani na pojedinana pitanja od kojih svako zahteva planiranje odgovarajueg eksperimenta i na osnovu njega odgovor. Pri kraju ove faze ve se razmilja o formulisanju radne hipoteze (ili radnih hipoteza) i planiranju eksperimentalnog postupka.

U fazi postavljanja problema neophodno je da se o svakoj njenoj etapi vode iscrpne beleke, jer e one docnije, u fazi prezentacije rezultata, predstavljati okosnicu "Uvoda" lanka ili teze. Najzad treba istai da se istraiva mora da to vie udubljuje u sve etape ove faze istraivanja i da ne uri s postavkom i realizacijom najee nepotpuno osmiljenog eksperimenta.

B. FORMULISANJE HIPOTEZEPojam o hipotezi

Od cilja istraivanja do hipoteze. Druga faza istraivakog procesa je formulisanje hipoteze. Posle formulisanja cilja istraivanja istraiva moe do tog cilja da ide raznim putevima. Najee se ka njemu ide preko hipoteze i njene provere i verifikacije. Danas se smatra da je korienje hipoteze u biomedicinskim naukama conditio sine qua non svakog istraivanja: bolje je formulisati hipotezu, pa makar docnije ona bila korigovana ili opovrgnuta, nego istraivati bez nje. Zbog te svoje nestabilnosti ova poetna hipoteza se obino naziva radnom hipotezom jer u procesu istraivanja ona moe da se odbaci ukoliko protivrei injenicama, ili da se modifikuje ako se s njima ne slae.

Postupak formulisanja hipoteze po pravilu se zasniva na rezultatima prethodne faze istraivakog procesa, tj. na postavljenom problemu istraivanja i njegovoj analizi: ako je problem dobro postavljen, iz njega se relativno lako izvode i formuliu radne hipoteze.

Hipoteza se, kao i cilj istraivanja, formulie na bazi prethodnih znanja o injenicama i naunim zakonima, kao i razmatranjem nekih drugih, optijih ili srodnih naunih celina kao to su oblasti filozofije (u koje, pored ostalih, spada logika i metodologija istraivanja), matematike, fizike, biologije i sl. Hipoteza koja se zasniva na diskutabilnim hipotezama ima malu saznajnu vrednost i malu verovatnou da se pokae tanom. Zbog toga to ne postoje logika pravila ija bi primena garantovala da je formulisana hipoteza dobra, izvestan broj istraivaa radije ispituje postojee hipoteze ali s novih aspekata i modernijom metodologijom i tehnikom. Neophodno je ovde istai da je danas u opticaju relativno mali broj originalnih hipoteza i da za mladog istraivaa prouavanje starih hipoteza ne predstavlja nauni promaaj.

Iz jezike strukture formulisanog cilja istraivanja vidi se da se njime u optem sluaju uspostavlja veza izmeu dve pojave ili vie pojava, mada su odstupanja, kako emo videti, mogua. Tako smo u primeru formulisanog problema "Cilj istraivanja je da se utvrdi kakvo je dejstvo buke na arterijski pritisak oveka..." pitanjem uspostavili vezu izmeu dve pojave: "buke" (koja je definisana na sistemu koji predstavlja ovekovu okolinu koja proizvodi buku) i "arterijskog pritiska" (tj. pojave koja je definisana na kardiovaskularnom sistemu oveka). U cilju formulisanja hipoteze potrebno je da se poe od pretpostavke sadrane u prethodnoj fazi istraivanja da postoji odreena veza meu uoenim pojavama i da za svaku od njih mogu da se pronau i odaberu karakteristina svojstva (bolje veliine) koja treba da ih reprezentuju i opisuju. Tada se hipoteza iskazuje kao stav kojim se uspostavlja mogua veza meu pojmovima ovih svojstava (odn. veliina). Tako bi se na osnovu pomenutog primera koji prikazuje formulaciju problema o vezi izmeu "buke" i "arterijskog pritiska" kao dveju pojava mogla da formulie hipoteza ovakvog oblika: "Visina krvnog pritiska odraslog oveka srazmerna je nivou buke i trajanju njenog delovanja". Ovim stavom je, dakle, uspostavljena veza izmeu dve veliine: "visine krvnog pritiska" (izraava se u kPa) i "nivoa buke" (meri se decibelima). Ili, neka je problem formulisan na sledei nain: "Kakvi su efekti leenja dece obolele od psorijaze rastvorom eozina i ultraljubiastim zraenjem?" Analiza ove postavke, koja ve posredno sugerie i planiranje buduih eksperimenata (u sledeoj fazi istraivanja), pokazala je da se problem svodi na 3 potproblema: 1) uticaj eozina, 2) uticaj ultraljubiastog zraenja i 3) simultani uticaj oba agensa na leenje psorijaze. Ovde su u pitanju 3 pojave od kojih svaka treba da se po mogunosti prati preko nekog merljivog svojstva. Pojava "efekti eozina", koja podrazumeva biohemijski uticaj ove kiseline na tkivo, moe da se posmatra preko veliine "koncentracija eozina", pojava "efekti ultraljubiastog zraenja", preko veliine "intenzitet zraenja", a pojava (bolest) "psorijaza", preko "povrine koe zahvaene boleu", ili na neki drugi manje egzaktan, ali dovoljno efikasan i popularan nain. Tada bi mogle da se formuliu 3 hipoteze od kojih bi, recimo, jedna govorila o pretpostavljenoj vezi izmeu koncentracije eozina i vremenskog toka promene povrine koe zahvaene boleu.

Zato je hipoteza stav kojim se pretpostavlja da postoji odreena veza meu svojstvima (odn. veliinama) koja opisuju istraivanu pojavu (ovde bolest), i svojstvima (veliinama) karakteristinim za druge pojave koje bi, preko odgovarajuih drai, mogle da budu njeni uzroci ili posledice. (Mi emo docnije pojam o hipotezi uoptiti ukljuujui u njega i pojam o parametru.)

Ovde treba istai da je razlika izmeu formulisanog cilja istraivanja i formulisane hipoteze sadrana u prirodi pojmova meu kojima se uspostavlja veza: u prvom sluaju to su obino pojave, tako da takva formulacija ima karakter zakonitosti, dok je u drugom sluaju re o svojstvima odnosno veliinama, po emu hipoteza ima karakter zakona.

Veza izmeu hipoteze i zakona. Iz prethodnog dela teksta vidi se da hipoteza poseduje strukturu zakona, jer slino hipotezi, i zakon se formalnologiki definie kao odreena veza meu prethodno definisanim pojmovima. Veza izmeu hipoteze i zakona nije samo formalna: u prirodnim naukama svaka hipoteza koja izdri kritiku naune javnosti vremenom prerasta u zakon. Svi nauni zakoni, ak i oni u iju valjanost danas niko ne sumnja, proli su, po pravilu, kroz stadijum hipoteze.

Zakon je stav koji u nauci zauzima centralno mesto. Naime, krajnji cilj naunog istraivanja prirode je pronalaenje njenih zakona, tj. konstantnih, nunih i optih veza meu pojavama i svojstvima prirode.

Klasifikacija hipoteza prema saznajnoj vrednosti. Prema svojoj saznajnoj vrednosti hipoteze se dele na sledee vrste:

(1) Hipoteza "ad hoc". To je provizorna ideja koja oveku "padne na pamet" na bazi nekakvog linog iskustva i koja samim tim ne mora da bude strogo logiki zasnovana. Na primer, "Genijalni ljudi su uvek zaboravni" ili "Ko bre ui, bre zaboravlja".

(2) Radna (preliminarna) hipoteza. To je ve hipoteza za koju postoje struni i logiki razlozi da bude usvojena. esto se deava da u odreenoj fazi istraivanja radna hipoteza "prestane da radi". Tada se ona ili modifikuje, ili zamenjuje drugom radnom hipotezom. Zato je njena upotreba veoma rasprostranjena kako u nauci, tako i u svakodnevnom ivotu. im istraiva pristupi odreenom problemu, on ima nekakvu "ideju" (dakle, hipotezu ad hoc) ta bi eleo da utvrdi. Ta ideja je u sutini uproeni oblik budue radne hipoteze.

Gotovo svaka hipoteza koja se postavi u ovoj fazi istraivanja radnog je karaktera. Naime, kako god bila dobro osmiljena, ona e posle svoje (eksperimentalne) provere morati bar da se kvantifikuje, tj. da se neki hipotetiki odnosi egzaktnije utvrde.

U svojoj klinikoj praksi lekar se esto koristi radnom hipotezom. Kad, na primer, na osnovu uzete anamneze i utvrene etiologije bolesti kao i uoenih simptoma postavi preliminarnu dijagnozu, ona je obino radnog karaktera to znai da se po pribavljanju laboratorijskih i drugih nalaza radna dijagnoza moe da precizira, koriguje, pa ak i odbaci i zameni boljom.

(c)Nauna (konana ili definitivna) hipoteza (krae, hipoteza) je hipoteza koja je zasnovana na dovoljnom broju injenica i naunih razloga, a do koje se dolazi tek posle zavrene (eksperimentalne) provere radnih hipoteza. Zato e jedino ona ostati zapisana u lanku ili tezi, dok e se radne hipoteze zaboraviti poto su svoju funkciju uspeno obavile.

Teorija i nauni sistem

Teorija. Teorija (od grke rei "theoria" to znai posmatranje, gledanje ili razmatranje) esto se koristi u smislu suprotnom praksi. Ona generalno predstavlja sistematizovan skup naunih ideja i znanja dobijenih miljenjem, mada ovaj pojam moe da se upotrebi na druge naine (nekada ak i u smislu hipoteze). U metodoloko-sistemolokom smislu pod teorijom se podrazumeva skup svih poznatih injenica, hipoteza, zakona i drugih produkata posmatranja i miljenja o grupi pojava povezanih unutar datog sistema koji te pojave celovito objedinjuje. itav taj skup zaokrugljuje se u odreenu sliku o posmatranoj realnosti: to je ta slika bogatija, nauno zasnovanija i bazirana na veem broju injenica i zakona, time je ona blia realnosti i bolje je odraava. Tako se pod teorijom o elektrinim pojavama u neuronu podrazumeva skup svih injenica i znanja ostvarenih dosadanjim istraivanjima elektrinih pojava u ovom sistemu.

Jedna od najpoznatijih teorija u biologiji je Darvinova evoluciona teorija. Ona objanjava nastanak organskog sveta iz prvobitnih jednostavnijih vrsta borbom za opstanak i prirodnim odabiranjem. Frojdova teorija o psihoanalizi pokuava da objasni razne psihike pojave (snove, omake, neuroze i sl.) pretpostavkom o potiskivanju nesvesnih elja i nagona. Dobro je poznata i Helmholcova teorija o tri boje, koja se odrala do dananjih dana i koja objanjava prirodu kolornog vida na osnovu tri vrste vidnih epia u retini itd.

Hipotetika teorija. Ako u nekoj teoriji dominiraju hipoteze, cela teorija dobija hipotetiki karakter. Zato postoji mogunost da takva teorija docnije bude zamenjena teorijom vee verovatnoe i veeg naunog priznanja. Na primer, u fiziologiji intelektualnih funkcija modane kore razmatraju se hipotetike teorije o kratkotrajnom pamenju. Jedna od njih se zasniva na ideji o pojavi reverberacionih krunih struja u lokalizovanom podruju modane kore kao odgovora na prispelu informaciju preko senzorne drai iz okoline. Dok postoji reverberaciona struja, pamti se sadraj prispele informacije. Ako se neuronski lanac, kojim putuju akcioni potencijali, "zamori" ili ako mu spolja prispe informacija preko nove drai, usled interferencije s reverberacionom strujom poslednja se priguuje i "slika" prethodnog opaaja poinje da bledi i da se zaboravlja. Ova hipotetika teorija sadri izvestan broj fizikih zakona (npr. zakone o proticanju elektrine struje kroz zatvoreno strujno kolo), ali i mnogo vie hipoteza (npr. hipotezu o spontanom formiranju neuronskog kola smanjenog elektrinog otpora unutar sloene neuronske mree).

Nauni sistem. U okvirima nekih razvijenijih nauka polo je za rukom da se sve injenice, zakoni i teorije ujedine u jedan celovit sistem znanja koji se naziva nauni sistem (ovaj pojam razlikovati od pojma "sistem" u sistemologiji). uveni su, na primer, Euklidov geometrijski sistem, Mendeljejev Periodni sistem elemenata, klasifikacije biljnog i ivotinjskog sveta i sl. Nauni sistemi iz iste naune oblasti zajedno ine nauku (u uem smislu). Meutim, iako relativno stabilni, nauni sistemi nisu veni i nepromenljivi. ak i najkonzistentniji i najzatvoreniji nauni sistemi (kao to je Euklidov sistem ili termodinamika zatvorenog sistema) podloni su reviziji i daljem usavravanju.

Hipoteza i sistem

Definicija hipoteze kao veze meu svojstvima (odn. veliinama) zahteva dalju razradu. Naime, meu ovim svojstvima izdvaja se posebna vrsta svojstava posmatranog sistema koja nazivamo parametrima (faktorima).

Sistem kao "crna kutija". Sutina pojma o parametru i njegovo mesto u strukturi hipoteze najkompletnije se sagledava korienjem sistemoloke metodologije (o kojoj je napred ve bilo govora). Prema njoj, svaka pojava je definisana na svom materijalnom nosiocu koji se naziva sistem. U prethodnom delu teksta istaknuto je da su promene svojstava i strukture materije jedine promene koje moemo da prouavamo i da se svaka promena svojstava ili strukture, uoena na sistemu kao celovitom materijalnom objektu, naziva pojava. Iz principa o kauzalitetu zakljuili smo da je svaka promena objekta, pa zato i sistema, kauzalni rezultat adekvatnih pojava u sistemima iz okoline. Zato se kae da sistemi sadejstvuju preko pojava.

Ako se sistem posmatra kao celina, tj. bez uputanja u njegovu strukturu i prirodu sadejstava objekata odnosno podsistema (tzv. elemenata) koji ga sainjavaju, on se naziva "crna kutija", mada se obino, ako drukije nije naglaeno, "crna kutija" prosto naziva sistemom. Ovako definisan sistem sadejstvuje sa pojavama u svojoj okolini samo preko svojih ulaznih elemenata (ulaza), ijim posredovanjem okolni sistemi preko svojih pojava mogu da dejstvuju na posmatrani sistem (npr. gradska vozila preko zvunih talasa koje proizvode deluju na receptore sluha), i preko svojih izlaznih elemenata (izlaza), kojima sistem, odgovarajui na (ulazna) dejstva, deluje svojim reakcijama na okolinu (sl. 3.1). Specijalno, ako je re o ivim biima, ulazna dejstva, koja deluju preko ula, nazivaju se drai, a ako je u pitanju ovek, drai su fiziki i hemijski procesi u njegovoj okolini koji deluju na ulne receptore a koje moemo, ali i ne moramo, da doivimo, npr. da smo njih svesni i da na njih reagujemo. Na primer, za oveka kao sistem ulazni elementi su ulni receptori, dok bi izlazni elementi mogli da budu njegovi skeletni miii (efektori) pomou kojih se pokree lokomotorni aparat, koa preko koje se odvodi metaboliki generisana toplota u okolinu itd. Pojava u sistemu uvek se prati preko reakcija sistema sa njegovih izlaza, a podsticaj za njen nastanak i promenu njenog toka predstavljaju dejstva na ulaze, koja su tu "dospela" sa izlaza drugih sistema iz okoline.

Kad god je to mogue, dejstva na ulaze i reakcije sa izlaza sistema opisuju se pogodno odabranim veliinama koje su obino i funkcije vremena. U optem sluaju dejstva i reakcije su svojstva. Na primer, ako se kao dejstvo na receptore ula vida (tj. dra) koristi svetlost, ova fizika pojava moe da se izrazi preko jaine svetlosti koja predstavlja fiziku veliinu.

Posmatrajmo jo jedan primer. Neka se na izlazu kardiovaskularnog sistema, recimo preko brahijalne i kubitalne arterije, posmatra promena arterijskog pritiska, tj. prati jedna pojava, i neka se ona analizuje preko pritiska (izlazne veliine) koji se meri auskultacionom tehnikom. Tada za ulaznu veliinu kardiovaskularnog sistema moemo da odaberemo koncentraciju aldosterona u krvi, budui da je poznato da porast koncentracije aldosterona u krvi izaziva porast arterijskog pritiska. Ova ulazna pojava (promena koncentracije ovog hormona u krvotoku) istovremeno predstavlja pojavu na izlazu drugog sistema "iz okoline", tj. kore nadbubrega.

Parametri sistema. Kada se jednom formira i definie, sistem predstavlja odreenu materijalnu celinu koja, kao i svaki materijalni objekt, poseduje odreena svojstva. Ako su ta svojstva relativno stabilna (tj. ako se u toku vremena praktino ne menjaju) ili ako su spoljnim delovanjem na odreeni nain izmenjena tako da moe da se kontrolie i egzaktno prati tok njihovih promena, i ako su, najzad, ta svojstva karakteristina za prirodu samog sistema, ona se nazivaju parametrima sistema. Ako je, specijalno, re o relativno trajnim psihikim svojstvima oveka, kao to su navike, sposobnosti, temperament, interesi i dr. ona se nazivaju psihikim dispozicijama ili stanjima. U javnozdravstvenim i jo nekim disciplinama parametri se obino nazivaju faktori ili faktorska svojstva sistema.

Parametri mogu da budu i veliine. Na primer, bubreg kao sistem ima svojstva da je paran organ, da ima oblik pasulja, da preiava krv od produkata metabolizma, da uestvuje u regulaciji arterijskog pritiska, da moe da oboli itd. Neka od pobrojanih svojstava ovog sistema mogu da budu i veliine. U prethodnom primeru veliine su masa bubrega, koliina krvi koja protekne kroz njega u jedinici vremena i slino.

Oigledno je da izmeu ulaznih i izlaznih svojstava (odn. veliina) s jedne, i parametara sistema s druge strane nema sutinskih razlika. Parametri su svojstva kao to su to ulazna i izlazna svojstva, ali se pretpostavlja da se u toku reavanja postavljenog problema oni ili ne menjaju, ili se menjaju na strogo kontrolisan nain. Na primer, ako se u krvotok oveka bolusno ubrizga odreena koliina bromsulfoftaleina (BSP) (ta koliina predstavlja ulaznu veliinu), na izlazu hepatobilijarnog sistema, tj. u krvotoku, moe da se prati promena koncentracije ove organske boje u toku vremena (to predstavlja izlaznu veliinu). Parametar ovog sistema moe da bude odreeno oboljenje jetre, npr. njena ciroza. Ovo svojstvo sistema moe da se indirektno posmatra preko veliine koja se naziva frakcioni klirens a koja meri brzinu promene koliine ove supstancije u krvotoku: to se ona iz krvotoka bre eliminie, klirens je vei i obrnuto. Jasno je, s druge strane, da je za cirozu karakteristian smanjen protok krvi kroz jetru, pa samim tim i sporije eliminisanje stranog tela iz krvotoka. Kako god se menjala koliina ubrizgane supstancije i karakter kinetike njene eliminacije iz krvotoka, tj. ulazna i izlazna veliina sistema, vrednost parametra ostaje pri nepromenjenom stepenu oboljenja konstantna. Ovde treba napomenuti da se ovo svojstvo (ciroza jetre) moe da tretira i kao pojava, tj. kao proces koji ima svoj tok, pa se u tom smislu frakcioni klirens moe da posmatra kao predstavnik ove pojave. Poto se ovde, u toku trajanja bolesti, ovo oboljenje posmatra kao relativno stabilno stanje sistema, ono se tretira kao parametar.

Treba istai da izbor komponenti sistema (tj. ulaznih i izlaznih svojstava i parametara) nije jednoznaan i da je nekada bolje, kao to e se docnije pokazati, da se neka ulazna veliina posmatra kao parametar sistema i obrnuto.

Definicija hipoteze. Prema sistemolokom pristupu, pod hipotezom o prirodi veze meu pojavama koje preko drai deluju na ulaze i pojavama na izlazu sistema podrazumeva se relacija izmeu izlaznih svojstava (odn. veliina), koje reprezentuju pojavu u sistemu, ulaznih svojstava (odn. veliina), koje prikazuju pojavu iz okoline koja uslovljava nastanak i tok pojave u sistemu, i parametara sistema, koji utiu na karakter i tok pojave u sistemu i nekad mogu da se izraze kao veliine.

Na primer, za ovekov kardiovaskularni sistem ulazne veliine mogu da budu: alveolarni pritisci kiseonika i ugljendioksida, fiziki napor organizma (koji moe da se egzaktno meri) itd. a izlazne veliine bi bile: sistolni i dijastolni pritisak, frekvencija arterijskog pulsa i slino (sl. 3.2). Jasno je da s porastom napora organizma raste frekvencija pulsa. Meutim, na prirodu te zavisnosti utie opte stanje organizma (tj. sistema) u smislu da li je ovek zdrav ili bolestan, premoren, neispavan, utreniran itd. Ova stanja organizma predstavljaju njegove parametre od kojih neki mogu, a neki ne mogu da se predstave veliinama. Na primer, bolest kao svojstvo organizma ne moe da se meri, meutim, postoje brojne baterije testova u biomehanici sporta kojima moe da se egzaktno meri kondicija oveka. Ovde bi hipotezu predstavljala kauzalna veza izmeu ulazne veliine (napora), izlazne veliine (frekvencije pulsa) i parametra sistema (fizike kondicije oveka) i mogla bi da se formulie ovako: "Frekvencija arterijskog pulsa oveka raste s optereenjem organizma i to utoliko bre, ukoliko je fizika kondicija oveka slabija". Ova hipoteza moe da se prikae i u vidu formule ili na neki drugi nain.

Klasifikacija hipoteza prema njihovoj strukturi

U prethodnom tekstu je pokazano da strukturu, tj. sastavne delove, hipoteze ine ulazna i izlazna svojstva (odn. veliine) i parametri sistema. Neki od ova tri strukturna elementa hipoteze mogu da se u hipotezi i ne pojave, dok neki mogu da se pojave vie puta. Ta injenica zahteva da se hipoteze klasifikuju i prema sloenosti svoje strukture. Zbog toga to u najjednostavnijem sluaju hipotezu moe da sainjava jedno ulazno svojstvo, jedno izlazno svojstvo i parametar, hipoteze mogu prema stepenu svoje sloenosti da se klasifikuju na sledei nain:

Deskriptivna hipoteza. To je hipoteza najmanje sloenosti kojom se iskazuje pretpostavka o jednoj izolovanoj pojavi u sistemu, tanije o jednom vremenski promenljivom svojstvu (ili veliini) na izlazu sistema, koja tu pojavu opisuje. O ostalim pojavama na ulazu i parametrima sistema ne vodi se rauna ili se pretpostavlja da su nepromenljivi (sl. 3.3). Provera ovakve hipoteze podrazumeva prikupljanje velikog broja podataka i njihovu dalju obino statistiku analizu.

Mada se deskriptivne hipoteze preteno koriste u drutvenim naukama, one nisu retkost i u biomedicinskim disciplinama. Na primer, ako se mikroelektrodnom tehnikom dugotrajno registruje spontana, endogeno generisana bioelektrina aktivnost sluajno odabranog neurona u sastavu ganglije nekog moluska, zapaa se da se frekvencija generisanja akcionih potencijala, koji karakteriu ovaj tip spontane aktivnosti, menja u toku vremena. Zna se, s druge strane, da je ovakva spontana aktivnost ee posledica sinaptikog delovanja drugih neurona, a ree rezultat njihovog pejsmejkerskog uticaja koji karakterie vremenska stabilnost. Zato je ovde za pojavu "spontana bioelektrina aktivnost" na sistemu "neuron" i veliinu na izlazu sistema "frekvencija akcionih potencijala" iskazana sledea (radna) hipoteza: "Frekvencija spontane bioelektrine aktivnosti sluajno odabranog neurona u izabranoj gangliji odreenog moluska (npr. vinogradskog pua) ee opada a ree ostaje stalna odnosno raste". Eksperimentalna provera ove hipoteze pokazala je da je odnos broja ovakvih neurona 3:1, pa je u tom smislu preformulisana radna i predloena konana hipoteza.

Deskriptivnoparametarska hipoteza. Ovom hipotezom uspostavlja se veza izmeu izlaznog svojstva (veliine) sistema i raznih modaliteta (npr. vrednosti) parametra (sl. 3.4). Ako se, na primer, u prethodno opisanom primeru standardni rastvor u kome je bio preparat zameni rastvorom u kome nema npr. kalijuma ili se u njemu nalazi neki nov sastojak koji moe da utie na jainu jonskih struja kroz elijsku membranu, menja se stanje sistema (neurona), to moe da ima odreenog uticaja na karakter spontane aktivnosti, npr. na amplitude akcionih potencijala, frekvenciju njihovog pojavljivanja i sl. Ili, ako se prati elektroencefalografski zapis modane aktivnosti normalnog oveka pri zatvorenim i otvorenim oima, uoavaju se na nekim odvodima znaajne promene u frekvenciji i amplitudi zapisa. Ovde "otvorene oi" i "zatvorene oi" predstavljaju dva modaliteta parametra sistema (vizuelnog sistema odnosno ire mozga), koji oigledno utiu na izlaznu pojavu. Jasno je pri tome da je u ovom sluaju ulazna pojava (spontana modana aktivnost) izvan nae neposredne kontrole.

Na kraju, evo jednog primera iz klinike prakse. Esencijalna hipertenzija, tj. oboljenje iji pravi uzroci nisu poznati, javlja se u 95-98% hipertoninih bolesnika. Uzrok hipertenzije, naravno, postoji, npr. bubrena ishemija, endokrini poremeaji, stenoza aorte, trudnoa, stres itd. ali ona moe da postoji ak i kada su ovi i svi drugi nalazi uredni. Meutim, negiranje postojanja uzroka nekoj pojavi samo zato to on ne moe da se utvrdi predstavlja negaciju principa o kauzalitetu na kome se temelji itava zgrada nauke. Ipak se pri formulisanju hipoteza u vezi sa esencijalnom hipertenzijom polazi od uslova da je njen uzrok nepoznat. Poto u ovom primeru ulazno dejstvo ne poznajemo, na izlaznu pojavu (hipertenziju) mogu da utiu parametri kardiovaskularnog sistema. Ako se, na primer, u krvotok hipertoninog bolesnika unese odreena doza leka koji utie na snienje arterijskog pritiska, njegova koncentracija u krvotoku mora da se u ovom primeru tretira kao parametar (a ne ulazna veliina!) kardiovaskularnog sistema. Pri tome je jasno da lek ne deluje na uzroke ve samo na simptome: kada se lek iz krvotoka eliminie ili u njemu razgradi, ulazno dejstvo ponovo uspostavlja povieni pritisak kao i pre uzimanja leka. Uopte, dejstva svih lekova koji utiu na simptome hroninih oboljenja a ne na njihove uzroke, imaju u odgovarajuem sistemu ulogu parametara.

Ako se, specijalno, ne vodi rauna o karakteru i toku izlazne pojave ve se pri zadanoj izlaznoj pojavi eksperimentalno (kroz merenje) istrauje vrednost parametra, re je o istraivakom postupku koji se sastoji u utvrivanju injenice.

Uzronoposledina hipoteza. To je hipoteza kojom se uspostavlja veza izmeu dejstava na sistem i njegove reakcija na to dejstvo pod pretpostavkom da se parametri odravaju nepromenjenim (sl. 3.5). Treba razlikovati dve vrste ovih hipoteza: (1) hipoteze kod kojih je izlazna pojava na posmatranom sistemu prouena i predlae se ulazna pojava koja je izaziva i (2) hipoteze kod kojih se poznaje priroda ulazne pojave, ali poto nije jasno koja je njena reakcija, hipotezom se ta reakcija predlae.

Prva od dveju pomenutih vrsta hipoteza predstavlja klasini tip tzv. relacione hipoteze: na datom sistemu upoznata je odreena pojava pa se u cilju njenog objanjenja postavlja hipoteza o relaciji izmeu nekog svojstva koje tu pojavu predstavlja (reprezentuje) i svojstva druge pojave koja bi mogla da je izaziva. Danas postoji dosta ovakvih hipoteza o primarnom uzroniku raka. Meutim, najvei broj tih hipoteza jo uvek nije eksperimentalno proveren niti teorijski potvren, ali nije ni odbaen. Tako je, na primer, aktuelna hipoteza da etiologija kancera nije jedinstvena. Na primer, samo puenje obino nije dovoljno da izazove rak plua. Ali ako se puenje udrui s jo nekim kancerogenim faktorima, pod pogodnim okolnostima ovaj splet faktora moe da uslovi pojavu maligniteta.

Mnogo hipoteza ovakvog tipa danas je preraslo u zakone. Na primer, ako se prostiranje akcionog potencijala du aksona nervne elije uzete kao sistem posmatra kao izlazna pojava, na preparisanom neuronu eksperimentalno je proverena hipoteza da uzrok ovoj pojavi moe da bude njegov mehaniki, hemijski, toplotni, elektrini pa i magnetni nadraaj.

Druga od dveju pomenutih hipoteza vezana je za probleme u kojima se obino vri stimulacija sistema i prate njegovi odgovori. Na primer, akupunkturnom stimulacijom odreenih mesta na koi, koja su vezana za supresiju bola, sintetiu se u organizmu endomorfin i enkefalin koji su etiri puta aktivniji od spolja unetog morfijuma. Zato je prirodno to je zadatak nekih istraivanja u akupunkturologiji da se stimulacijom odabranih mesta na koi ispita da li se, i koji, sintetiu sastojci u organizmu, budui da su biohemijske reakcije u organizmu tada teko predvidljive. Ili, ako se retine oiju zdrave osobe intermitentno osvetljavaju svetlou koja se reflektuje od crno-belog ahovskog polja u koje ta osoba gleda, sa potiljanog podruja poglavine mogu da se odvode vizuelno izazvani potencijali (VEP) odreenih strukturnih osobina. Pri promeni dimenzija kvadratia stimuliueg polja ove karakteristike evociranog potencijala menjaju se na regularan nain. O relaciji izmeu dimenzija ovih kvadratia i karakteristika evociranog potencijala (npr. latencija vrhova zapisa) postoji vie hipoteza ali jo uvek ni jedna nije usvojena kao zakon pojave. Eksperimentalne provere ovih hipoteza jo uvek su u toku.

Opte hipoteze. To su hipoteze koje sadre sva tri svoja strukturna elementa (sl. 3.6). Zavisno od toga koji je element hipoteze nepoznat, postoje tri osnovne vrste optih hipoteza. Za istraivanja u oblasti dijagnostike oboljenja najvanije su hipoteze u kojima je nepoznat parametar sistema, budui da se parametar najee odnosi na oboljenje. Tako je u prethodnom primeru vezanom za registrovanje vizuelno izazvanih potencijala pokazano kako bi izgledala hipoteza koja povezuje ulaznu i izlaznu veliinu. Ona se odnosila na zdrave osobe. Ako se zdravstveno stanje oveka usvoji kao parametar vizuelnog sistema, tada bi oboljenja, koja pri datom ulaznom dejstvu znaajno menjaju karakteristike izazvanog potencijala, predstavljala razne modalitete parametra vizuelnog (odnosno optije, nervnog) sistema. Tako se ispostavilo da statistiki najznaajnije promene ovih karakteristika evokovanog potencijala izazivaju demijelinaciona oboljenja nervnog sistema, pre svega, multipla skleroza, zatim retrobilbalni neuritis, epilepsija, migrena itd. Danas je formulisano vie hipoteza ovakvog karaktera koje jo uvek nisu proverene. Tako se, na primer, ispituje uticaj hipertireoze i hipotireoze na karakteristike izazvanih potencijala.

Nauno objanjenje pojave. Ako istraiva definie i opie odreenu izlaznu pojavu na datom sistemu, pred njega se nekad postavlja zadatak da tu pojavu objasni. Nauno objasniti pojavu znai otkriti njene uzroke, tj. pokazati da je ona nuno nastala pod uticajem prethodnih, uzronih pojava. Objanjenje se uglavnom daje pomou hipoteze. Zato proverena i potvrena hipoteza istovremeno prua i objanjenje posmatrane izlazne pojave, budui da se takvom hipotezom esto obrazlae veza izmeu izlazne pojave i njenog uzroka.

Opta shema objanjenja pojave sadri sledea 4 elementa: 1) opis pojave koja treba da se objasni (npr. opis izlazne pojave), 2) opis druge pojave iji poetak vremenski prethodi onoj koja se objanjava (npr. opis ulazne pojave), 3) opis svojstva sistema od znaaja za tok pojave (npr. definisanje parametra sistema) i 4) formulisanje nune veze izmeu ovih pojava i parametra sistema, tj. formulisanje hipoteze. Sve napred pomenute vrste hipoteza, sem deskriptivne, mogu da poslue kao sredstvo za objanjenje pojave.

Formulisanje teme magistarske teze

Posle formulisanja cilja istraivanja i eventualnog formulisanja radnih hipoteza magistrant predlae, obino u dogovoru s mentorom, naslov teme svoje magistarske teze. Predlaganje teme predstavlja vanu praktinu etapu istraivakog rada jer se kroz nju formulie konani naslov budue teze. Tema se najjednostavnije formulie pomou postavljenog problema tako to se iz upitnog prelazi u afirmativni oblik iskaza. Na primer, prethodno formulisani problem "Cilj rada je da se utvrdi kakvo je dejstvo dugotrajne buke na krvni pritisak odraslih osoba..." dovelo bi, uz njegova odgovarajua preciziranja, do naslova teze u obliku "Analiza uticaja dugotrajnog delovanja buke na krvni pritisak odraslih osoba".

Tema magistarske teze u biomedicinskim naukama poseduje uglavnom ustaljenu formu. Nju u optem sluaju sainjavaju tri elementa:

1. Istraivana pojava, sistem i njegovi parametri,

2. Ulazno dejstvo i

3. Operatorski termin.

Istraivana pojava, sistem i njegovi parametri. Pojava koja se istrauje najee predstavlja odreenu vrstu patolokog procesa u organizmu oveka, mada se time ne iscrpljuje podruje biomedicinskih istraivanja. Sistemoloki posmatrano, re je o izlaznoj pojavi posmatranog sistema i njegovim parametrima. Razmotriemo nekoliko primera ve usvojenih i odbranjenih tema: (1) "Karakteristike osteoporoze u postmenopauzalnih ena sa akromegalijom" (pojava je "osteoporoza", sistem ine "postmenopauzalne ene", a parametar ovog sistema je "akromegalija"), (2) "Uticaj adenoidnih vegetacija na funkcije slune tube abe" (pojavu ine "funkcije", sistem je "sluna tuba abe", dok parametar ine "adenoidne vegetacije"), (3) "Analiza uhranjenosti bolesnika sa presaenim bubregom" (pojava je "uhranjenost", sistem je "bolesnik", a parametar "presaeni bubreg"), (4) "Efekti idnobufena na trombocitsku fazu poremeene hemostaze" (pojava je "poremeena hemostaza", sistem nije naveden ali je jasno da je to "krvotok" i parametar je "trombocitska faza"), (5) "Centralni uticaj kapaopioidnih agonista na imuni odgovor pacova" (pojava je "imuni odgovor", sistem je "pacov" dok parametar nije naveden) itd.

Zbog toga to se pojave u sistemu mogu da egzaktno ispituju samo preko adekvatno odabranih svojstava (odn. veliina), pri formiranju naslova teme poeljno je, ali nije neophodno, da se mesto naziva pojave nae naziv odgovarajueg svojstva (veliine). Pri tome treba imati na umu injenicu da u ovakvim formulacijama objekti prirode odnosno sistemi ne ulaze "po sebi", ve onakvi kakvi su danas poznati oveku, dakle, ulaze njihovi pojmovi. Na primer, (6) "Praenje nivoa plazminogena u toku normalne trudnoe" (izlazna veliina je "nivo plazminogena"), (7) "Kliniki znaaj odreivanja Candidae albicans u normalnoj trudnoi" (veliina je "odreivanje Candidae albicans"), (8) "Analiza dejstva maleata na unutarelijski pH u proksimalnom tubusu bubrega abe" (veliina je "unutarelijski pH") itd.

Ulazno dejstvo. Ako postoji, ovaj element teme predstavlja ulazno delovanje (dra ili ulaznu pojavu) na zadani sistem, koje izaziva posmatranu pojavu na sistemu ili utie na njen tok. Kao u tumaenju prethodnog elementa, i ovde pojava moe da se prati preko karakteristinih svojstava (veliina). Na primer, tema (8) (dra je biohemijsko "dejstvo maleata" na sistem), tema (4) (ulazna pojava su hemijski "efekti idnobufena"), (9) "Procena humanog kolostruma u prirodnoj odbrani novoroeneta" (ulazno dejstvo je delovanje "humanog kolostruma"), (10) "Analiza toksinih efekata aluminijuma na stanje miokarda pacova" (ulazno dejstvo ine "toksini efekti aluminijuma"), tema (5) (dejstvo kapaopioidnih agonista) itd.

Operatorski termin. To je termin ili ree izraz koji objanjava ta treba da se uradi s uticajem ulaznog dejstva na ispitivanu pojavu, s njihovim rezultatom, ili sa samom izlaznom pojavom ukoliko se ona ne prouava kao rezultat zadanog ulaznog dejstva ili parametara sistema. Od operatorskih termina najee se koriste: "analiza", "procena", "uticaj", "karakteristike" (u smislu "konstatovanja i ispitivanja karakteristika"), "studija", "ispitivanje", "znaaj" (u smislu "procene korisnosti") itd. Pored pomenutih primera koji ovo ilustruju, evo jo nekoliko: (11) "EEG studija lanova porodice dece sa febrilnim konvulzijama", (12) "Uloga sonografije u predikciji EPH gastoza", (13) "Procena radioterapijskih metoda u leenju inoperabilnog nemikrocelularnog karcinoma bronha", (14) "Analiza reolokih svojstava krvi bolesnika sa multiplim mijelomom", (15) "Uticaj biohemijskih metoda na diferencijalnu dijagnozu ascitesa" i sl.

C. EKSPERIMENTALNO PROVERAVANJE HIPOTEZE

Eksperiment i posmatranje

Eksperiment. Eksperiment predstavlja plansko, aktivno i kontrolisano proizvoenje vetakih ili menjanje prirodnih pojava u cilju provere formulisane hipoteze ili otkrivanja optih injenica. Primer vetaki proizvedene pojave moe da bude tehnoloki postupak kojim se stvara nova sintetika materija kakve nema u prirodi. U svakom eksperimentu istraiva odreuje uslove pod kojima e se nalaziti sistem na kome se eksperimentie i tada na njemu izaziva pojavu koju eli da istrauje. Ona nekada moe da se odvija pod uslovima koji se ne sreu u prirodi i da zato poprimi tok koji je drukiji nego u prirodnim uslovima. Na primer, ako se tehnikom nametnutih potencijala ("Voltage clamp technique") prate membranske struje neurona, promene njihove jaine u toku vremena imaju bitno drukiji tok u odnosu na te promene u realnim uslovima pobuivanja neurona.

Pojam o posmatranju. Hipoteze se proveravaju naunim posmatranjem i naunim eksperimentom. Mada je pojam o eksperimentu danas definisan uglavnom na jednoznaan nain, to nikako ne vredi i za posmatranje. Mi emo zato biti najblii onima koji smatraju da izmeu posmatranja i eksperimenta nema sutinskih razlika i da moguu razliku ini samo stepen gradacije. Razlika izmeu njih je samo u injenici da se pri posmatranju nastoji da se to manje utie na spontanost toka pojave u sistemu koji je u svom prirodnom ambijentu, to ne znai da se pri takvom postupku ne vre i vrlo precizna merenja. Na primer, ako je potrebno da se proveri hipoteza o ivotu i radu pela u konici ili mravlje kolonije, posmatranje moe da se izvodi korienjem sloenih ureaja i aparata, kao to su, na primer, kamere, mikrotalasni prijemnici i sl. koji ponaanje pela i mrava mogu da registruju danima a da na njega praktino ne utiu. Ili, ako se u krvotok oveka ubrizga odreena doza nekog radioaktivnog izotopa, njegovo ponaanje u organizmu uspeno se prati, dakle posmatra, u toku vremena pomou scintilacionog brojaa ili gama kamere. Na bazi ovakvog posmatranja unetog izotopa dolazi se do zakljuka o distribuciji izotopa po organizmu i kinetici njegovog vezivanja za parenhime akceptorskih organa. To, naravno, ne znai da se u ovom sluaju ne bi mogao da postavi i eksperiment. Ako se, na primer, podvezivanjem ductusa choledocusa izazove njegova vetaka atrezija, ona usporava eliminaciju indikatora, npr. koloidnog radiozlata, hepatobilijarnim traktom i uveava retenciju ovog materijala u krvotoku. Meutim, u dijagnostici posmatranje prethodne pojave predstavlja jedan od najvanijih naina da se doe do prave slike zdravstvenog stanja oveka. Zbog te sutinske povezanosti eksperimenta i posmatranja nekada se posmatranje naziva prirodnim eksperimentom, a sam eksperiment, vetakim eksperimentom.

Jedan od zadataka posmatranja je da se posmatrana pojava opie. Kad internista dobije scinigram nekog organa ili neurolog dobije zapis EEGa, oni e ih posle analize opisati reima i odatle, kao i iz drugih nalaza, izvesti dijagnozu o vrsti i stepenu oboljenja.

Posmatranje je praktino jedini iskustveni istraivaki metod u astronomiji, geologiji ili istoriji. Tu je nemogue uticati na tok posmatrane pojave (posebno pri retrospektivnom posmatranju), to je inae bitna odrednica svakog eksperimenta.

Instrumentalizacija posmatranja, pre svega snimanje toka neke pojave, praktino otklanja osnovni nedostatak klasinog posmatranja. Naime, vie nije neophodno da se pojava posmatra u toku njenog toka uz nastojanje da se pri tome to vie zapazi, zapie i zapamti. To je posebno bilo problematino kada je re o prirodnim pojavama koje su izuzetno retke i kratkotrajne (kao to je, na primer, pomraenje Sunca ili zemljotres).

Preimustva eksperimenta nad posmatranjem. Ova preimustva bila bi sledea:

1. Eksperiment se postavlja tako da se istraivana pojava moe da ponovi (reprodukuje) neogranieni broj puta. To omoguuje temeljniju ali i statistiku analizu njenog toka.

2. U eksperimentu sistem moe da se dovede u nove uslove kojih u prirodi nema, ime u njemu mogu da se proizvedu pojave kakve ne postoje u realnosti. Na primer, samo se eksperimentom moe da potvrdi hipoteza da svako telo ima tri agregatna stanja, budui da samo mali broj tela, kao to je voda, postoje u prirodi u sva ova tri stanja.

3. Eksperimentom se brzina prirodnih pojava moe po potrebi da izmeni, tj. spore da ubrzaju, a brze da uspore.

4. Zbog kompleksnosti mnogih prirodnih pojava njihovo podvrgavanje eksperimentalnom postupku ini ih prostijim i zato jasnijim. Eksperimentalna postavka uvek omoguuje da se eljena komponenta takve pojave moe da posmatra izdvojeno. Na primer, prirodan pokret ovekovog lokomotornog aparata po pravilu je veoma sloen. Pogodnom eksperimentalnom postavkom, recimo ograniavanjem odreenih komponenti pokreta, mogu da se izdvojeno posmatraju i prouavaju elementi svakog sloenog pokreta.

5. Eksperimentom mogu da se prouavaju pojave nezavisno od vremena kada se one u prirodi deavaju.

6. Eksperiment prua ire mogunosti za kvantifikaciju testirane hipoteze.

Razlika izmeu posmatranja i eksperimenta nije apsolutna. Postoje postupci za koje je teko rei pripadaju li posmatranju ili eksperimentu. To je, na primer, sluaj kad lekar bolesniku propie odreeni lek i potom prati kakvi su terapijski efekti njegovog uzimanja u toku dueg vremena.

Imajui u vidu sve reeno ini se opravdanim da se ovaj deo teksta zavri sledeim reima ruskog fiziologa Pavlova: "Posmatranjem dobijamo od prirode ono to nam ona nudi, a eksperimentom uzimamo od nje ono to elimo".

Klasifikacija eksperimenata. Eksperimenti mogu da se podele na prethodne, konane i krucijalne.

Prethodni (preliminarni) eksperiment slui da se na malom uzorku, pre konanog eksperimenta, provere jo neke teorijske postavke i tehnike karakteristike opreme, i da se proceni veliina uzoraka.

Konani (definitivni) eksperiment koristi se za proveravanje prethodno formulisane hipoteze i za otkrivanje novih naunih injenica. To je eksperiment za koji istraiva smatra da su njime u celini ostvarene ideje s kojima je poeo svoje istraivanje i koji se zato u daljoj fazi rada vie nee znaajnije menjati.

Krucijalni eksperiment ("eksperiment raskra") je vrsta eksperimenta kojim se reava konana sudbina dveju oprenih (alternativnih) hipoteza. Naime, posle njega jedna od dve tekue hipoteze smatrala bi se opovrgnutom. Tako je, na primer, Paster, pokazavi da se u hermetiki zatvorenom sudu sterilnog sadraja nikada ne razvija neki organizam iz neorganske materije, konano oborio hipotezu o spontanom zaeu ivota iz neorganskog materijala. Tako je istovremeno potvrena alternativna hipoteza o biogenezi "Omne vivum ex ovo" ("Sve ivo je postalo iz jajeta"), koja je time postala jedan od fundamentalnih zakona prirode.

Veliina uzorka

Formiranje uzoraka. Sledea etapa eksperimentalne faze istraivakog postupka je formiranje uzoraka. Mada ova etapa pripada eksperimentalnoj metodologiji, ovde o njoj nee biti govora jer se ona detaljno prouava u okviru statistike metodologije.

Planiranje eksperimenta. Poetak tree faze istraivanja (eksperimentalno proveravanje hipoteze) obino je posveen planiranju eksperimenta s ciljem da se itav eksperimentalni postupak organizuje racionalno, uz minimalni utroak materijala i vremena. U tom smislu potrebno je da se, pre svega, proceni broj eksperimenata koji bi bio neophodan za reavanje postavljenog problema. Prvo i centralno pitanje planiranja eksperimenta je koliko jedinica merenja (pacijenata, eksperimentalnih ivotinja, kontrolnih osoba itd.) treba da sadre eksperimentalni, kontrolni i drugi uzorci da bi se dolo do nauno prihvatljivih rezultata rada. U eksperimentalnim istraivanjima, gde osnovni skup (populaciju) po pravilu sainjava neogranieno mnogo jedinica, na ovo pitanje ne moe da se odgovori precizno. Jedino treba istai da ukoliko je veliina koja se meri varijabilnija i ukoliko se eli da se ona izmeri s veom tanou, utoliko e uzorak morati da bude vei. Poto ovo pitanje razmatra Statistika, ovde emo se na njega osvrnuti samo ukratko.

Varijabilitet veliine. Ako se ponovljenim merenjima neke veliine pod istovetnim eksperimentalnim uslovima doe do serije podataka koji su normalno (gausovski) rasporeeni, kae se da je ta veliina utoliko varijabilnija, ukoliko je koeficijent varijacije (kvadrat standardne devijacije), izraunat iz ove serije podataka, vei. Za takve veliine velike varijabilnosti neophodno je da uzorak u naelu sadri vei broj jedinica merenja. Na primer, ako se pomou analitikih terazija meri masa nekog tela, varijacija izmerene veliine (tj. mase objekta) toliko je mala, da se do zadovoljavajue vrednosti mase objekta moe da doe samo jednim merenjem (svako ponovljeno merenje dalo bi istu vrednosti u granicama instrumentalne greke). Meutim, pri merenju koeficijenta viskoznosti neke tenosti pomou viskozimetra broj merenja, zbog veeg varijabiliteta ove veliine, mora da bude vei. Taj broj bie jo vei ako se meri vremenski interval izmeu dva susedna srana otkucaja nekog ispitanika itd.

Tanost merenja. Ako zamislimo da je veliina x (npr. masa), uoena na datom sistemu, izmerena na itavoj populaciji takvih sistema u prirodi (npr. masa svakog kamena u kosmosu), zamiljena aritmetika sredina X svih takvih rezultata merenja naziva se oekivana vrednost te veliine. U prethodnom primeru X bi predstavljala prosenu masu sveg kamenja u kosmosu. Ako se iz ovakve populacije izdvoji po odreenom kriterijumu konaan broj n jedinica merenja i od njih formira uzorak, aritmetika sredina, dobijena od tih n vrednosti veliine x izmerenih na uzorku, vrlo verovatno se razlikuje od oekivane vrednosti X, ta razlika E = X-, uzeta s pozitivnim znakom, predstavlja apsolutnu greku.

Iako se u najveem broju praktinih problema oekivana vrednost X merene veliine ne zna, a ideal svakog mernog postupka bio bi da se ona utvrdi, oekivana vrednost moe da se oceni pomou intervala vrednosti merene veliine x u kome se ona nalazi s odreenom (svakako vrlo velikom) verovatnoom. Tako se moe tvrditi s verovatnoom 0,95 da se oekivana vrednost X merene veliine nalazi u intervalu izmeu - 1,96(SE i + 1,96(SE, gde je SE standardna greka izraunate aritmetike sredine uzorka. Isto tako moemo da tvrdimo s verovatnoom 0,99 da e X biti u irem intervalu, tj. izmeu - 2,58(SE i + 2,58(SE. Ovi intervali vrednosti nazivaju se, respektivno, 95-procentni i 99-procentni interval pouzdanosti. To praktino znai da bi u seriji od 100 merenja 95 odnosno 99 rezultata najverovatnije bilo u ovakvim intervalima pouzdanosti. Optije, oekivana vrednost se ocenjuje intervalom koji je dat nejednakostima - t(SE < X < (SE, gde je oznaka t zamenila vrednosti 1,96 i 2,58, a uzeta je iz teorije o Studentovoj t-distribuciji. Ako se, dakle, poveava vrednost t, uveava se interval pouzdanosti ali se time smanjuje tanost procene koliko je izmereno (tanije, izraunato) blisko oekivanom X, tj. tanost merenja. Poto se iz prethodnih dveju nejednakosti moe da napie -t( SE < X-< t( SE i poto je apsolutna greka E = X -, zakljuuje se da je brojna vrednost apsolutne greke E = t( SE. Ovde treba istai da je E apsolutna greka za oekivanu vrednost X, dakle za neku, makar i zamiljenu (teorijsku), aritmetiku sredinu, a ne za izraunatu aritmetiku sredinu pojedinanih vrednosti merenja.

Procena veliine uzorka. Kao to je poznato, standardna greka SE aritmetike sredine datog uzorka izraunava se po obrascu SE = sd/, gde je n broj jedinica merenja koje treba izabrati iz populacije i od njih formirati uzorak, a sd je standardna devijacija populacije (dakle, ne uzorka!). Traeni broj jedinica je odatle n = (sd/SE)2. Ako se brojilac i imenilac kolinika u zagradi pomnoe sa t, dobija se n = (t( sd/E)2, gde je . Prethodni izraz za n je samo priblian, budui da eksperiment treba tek da se izvri, a tana vrednost sd se u principu ne zna.

Pri planiranju veliine uzorka najpre se odluujemo s kojom verovatnoom elimo da donosimo statistike zakljuke. Problem se najee svodi na alternativu t = 1,96 ili t = 2,58, jer se odgovarajue verovatnoe 0,95 i 0,99 vezuju za standardno koriene nivoa znaajnosti (p < 0,05) i nivoa visoke znaajnosti (p < 0,01). Zatim se odluujemo za brojnu vrednost standardne devijacije populacije (sd), koju najee ne poznajemo, a ne moemo da je procenimo na osnovu uzorka jer je on tek u fazi planiranja. Do pribline vrednosti za standardnu devijaciju populacije sd moe da se doe na neki od sledeih naina: (1) Iz statistike je poznato da je standardna devijacija SD velikog uzorka (n > 30) priblino jednaka standardnoj devijaciji populacije sd, dok se za male uzorke (n < 30) standardna devijacija populacije esto dobija pomou obrasca sd = SD, gde je SD standardna devijacija uzorka. Ako bi se, dakle, izvrio preliminarni eksperiment na malom, ili jo bolje, na velikom uzorku (koji je moda ak i vei od uzorka koji bi bio dovoljan za kvalitetan eksperiment), iz vrednosti dobijene standardne devijacije uzorka procenjuje se vrednost standardne devijacije populacije sd. (2) Ako je neko ve radio slian eksperiment na velikom uzorku i publikovao dobijene rezultate, trebalo bi da se ti rezultati iskoriste za planiranje veliina sopstvenih uzoraka. Ako je, na primer, neki autor saoptio samo raspon izmeu najvee i najmanje izmerene vrednosti, ocena standardne devijacije populacije dobija se ako se ovaj raspon podeli sa 6. Zna se, naime, da se 99.75% svih podataka (dakle, praktino svi!) nalazi u rasponu od 6 standardnih devijacija. Najzad treba doneti odluku o maksimalnoj greci E koju smo voljni da toleriemo. Cilj svakog istraivanja je da se doe do rezultata koji je to blii oekivanoj (tanoj) vrednosti X. Tada se na osnovu dveju pomenutih nejednakosti i definicije za E lako pokazuje da se rezultat merenja moe da predstavi u uobiajenom obliku X =

Za istraivaa koji nema iskustva u eksperimentima kojima eli da pristupi, procena vrednosti E predstavlja ozbiljan problem. Zato je najbolje da se pomou kalkulatora izrauna niz vrednosti za n pri zadanim vrednostima za E i da se donese odluka o optimalnom planu, tj. o veliini uzorka koja obezbeuje solidnu tanost merenja a da se ipak ne pretera u njegovoj veliini. Budui da se u veini eksperimenata neka od ispitivanih veliina meri, i to najee pomou odreenog instrumenta, u takvim sluajevima najbolje je da se za E odabere najmanja vrednost veliine koja moe da se oita na njegovoj skali. Na primer, ako bi se telesna temperatura oveka merila medicinskim termometrom (na ijoj skali mogu da se oitavaju i deseti delovi Celzijusovog stepena), bilo bi najbolje da se za E odabere 0,1C. Tada bi se oekivana vrednost telesne temperature ispitanika mogla da prikae pomou srednje vrednosti temperature uzorka 37,6 kao T = (37,6 0,1)(C.

Primeri. Ako je, na primer, potrebno da se odredi veliina kontrolnog uzorka odraslih osoba za eksperiment u kome se mere latencije vrha (P100) talasa u zapisima vizuelno izazvanih (evokovanih) potencijala bolesnika od multiple skleroze, postupiemo na sledei nain: U veini biolokih eksperimenata, pa i u ovom, obino se zadovoljavamo nivoom znaajnosti p < 0,05, tako da se za t odabira 1,96. U literaturi je zapaeno da je u uzorku od 86 ispitanika, pod slinim eksperimentalnim uslovima, za ovu latenciju naena vrednost od 102 ms sa standardnom devijacijom uzorka od 5,1 ms. Poto jednostavni raun pokazuje da je za E = 1 n = 100, za E = 2 n = 25 i za E = 3 n = 11, istraiva bi realno mogao da se opredeli za drugu ili treu opciju, budui da one, uz zadovoljavajuu tanost, usvajaju razuman broj jedinica posmatranja u uzorku. Ako se odlui za drugu opciju (n = 25), istraiva bi svoj rezultat od recimo x = 103 ms, dobijen na 25 ispitanika, mogao da prikae ovako: X = (xE) = (1032) ms.

Evo jo jednog primera: Pri ispitivanju acidoze u dijabetesu postavlja se problem veliine kontrolnog uzorka. Poto se acidoza moe da ocenjuje preko pH arterijske krvi, a pH moe da se meri digitalnim pH-metrom, za procenu broja ispitanika kontrolnog uzorka postupiemo ovako: Za vrednost t uzeemo, kao i obino, 1,96. Za sd populacije iskoristiemo injenicu da se pH arterijske krvi u normalnih osoba kree izmeu 7,35 i 7,45 (takvi rasponi normalnih vrednosti daju se, po pravilu, u svim obrascima za unos laboratorijskih nalaza). Ako se raspon izmeu minimalne i maksimalne vrednosti pH, tj. 0,10, podeli sa 6, dobija se 0,017, to predstavlja priblinu vrednost za sd. Najzad, za tanost mernog postupka uzeemo E = 0,01 jer je to najmanja vrednost pH koja moe da se oita na ekranu digitalnog pH-metra. Tada se iz pomenutog obrasca za n lako dobija vrednost n = 11. A to znai sledee: ako bi istraiva izvrio merenje pH na izabranom uzorku od 11 ispitanika i za srednju vrednost naao 7,39, oekivana vrednost za pH bi bila X = 7,39 0,01. Svaki drugi istraiva, koji bi ponovio isti eksperiment na uzorku od 11 ispitanika, dobio bi srednju vrednost koja ne bi mogla da bude manja od 7,38 niti vea od 7,40.

Komparativni eksperiment

Pojam o komparativnom eksperimentu. Komparativni jednofaktorski) eksperiment se po pravilu izvodi pri proveri deskriptivnoparametarske i opte hipoteze, tj. svake hipoteze u kojoj parametri sistema igraju aktivnu ulogu u procesu istraivanja. Ovaj eksperiment pretpostavlja rad s dva uzorka (grupe) iste populacije, koji su zato u svemu podudarni sem u pogledu znaenja (atributa ili vrednosti) jednog parametra sistema. Uzorak u kome taj parametar ima uobiajeno znaenje karakteristino, po pravilu, za normalne jedinice posmatranja naziva se kontrolni uzorak, dok se uzorak u kome je znaenje ovog parametra izmenjeno, naziva eksperimentalni (ogledni) uzorak. Tako izmenjeno znaenje ovog parametra predstavlja uzroni faktor (krae faktor), po emu je ovaj tip eksperimenta (jednofaktorski eksperiment) i dobio ime. Ako se broj faktora uvea, re je o viefaktorskom (multifaktorskom) eksperimentu.

Kontrolni uzorak ne moraju uvek da sainjavaju zdrave osobe. Ako je, na primer, potrebno da se istrai uticaj nekog antiepileptika na uspenost kontrolisanja epileptinih napada, kontrolni uzorak sainjavali bi bolesnici sa utvrenom dijagnozom koji jo nisu poeli da uzimaju lek, dok bi eksperimentalni uzorak inili isti takvi bolesnici koji ve due vreme taj lek uzimaju u odreenoj dozi. Tada bi izlaznu veliinu, koja karakterie posmatranu pojavu, predstavljala uestalost javljanja napada a lek, tanije njegova koncentracija u krvotoku, predstavljala bi "faktor". Meutim, faktor moe da predstavlja i odsustvo neega u eksperimentalnom uzorku. Na primer, ako se ispituje uticaj tipa ishrane na zdravstveno stanje ljudi, ispitanicima iz eksperimentalnog uzorka mogu da se iz hrane iskljue lipidi, tada nedostatak lipida predstavlja uzroni faktor.

U komparativnim eksperimentima najee se proverava da li prisustvo faktora u eksperimentalnom uzorku znaajno utie na karakter i tok izabrane pojave na izlazu sistema. U pomenutom primeru testiranja antiepileptika to bi mogle da budu karakteristike EEGa, zapisa izazvanog potencijala, ili prosto informacija o tome koliko je napada bilo u odreenom vremenskom periodu. Izlazna pojava se preko odabranih veliina poredi sa izlaznom pojavom utvrenom na kontrolnom uzorku. itav eksperiment gubi smisao ako se znaenja, npr. vrednosti, ostalih parametara sistema za oba uzorka strogo ne kontroliu, tj. ili odravaju konstantnim ili menjaju na isti nain. Na primer, uporeivanjem snimaka mozga, dobijenih nuklearnom magnetskom rezonancijom (NMR), nedavno je utvreno da je modana masa bolesnika, koji su najmanje 35 godina imali visok arterijski pritisak, bila znaajno manja od modane mase osoba s normalnim arterijskim pritiskom. Jedna od hipoteza koja objanjava ovu pojavu tvrdi da je uzrok smanjenju modane mase neizleivo oteenje krvnih sudova mozga i propadanje modanog tkiva usled nedostatka kiseonika. U ovom eksperimentu postoji vie parametara koji moraju da se kontroliu, pre svega, godine ivota svih osoba, koje moraju da budu veoma sline, a zatim i konzumiranje alkohola (osobe kontrolne i eksperimentalne grupe ne smeju da konzumiraju alkohol jer se zna da je modana masa tekih alkoholiara po pravilu znaajno smanjena).

Postavka eksperimenta. To je tehnikotehnoloka priprema za poetak izvoenja eksperimenta. Ona, pored drugih, obuhvata dva elementa:

1. Preparisanje objekta (ivotinje) ili priprema subjekta (oveka). Preparisati neto znai doterati ga za odreene svrhe, pa se zato pod preparisanjem ivotinje najee podrazumeva hirurka intervencija radi pripreme ivotinje za eksperiment ili radi ekstrakcije odreenog dela organizma, npr. organa, miia, dela nervnog sistema i sl. koji se zatim daljom preparacijom priprema za eksperimentalni postupak. Tako pripremljena ivotinja ili neki njen deo predstavlja eksperimentalni sistem (nekad se kae i model). Zavisno od sadraja formulisane hipoteze potrebno je da se u optem sluaju izdvoji izlazna pojava na sistemu, ulazna pojava u okolini koja e delovati na sistem i parametri (faktori) sistema koji svojim promenama mogu da utiu na tok izlazne pojave, a zatim raspraviti preko kojih e se karakteristinih veliina ove pojave posmatrati.

Ako je, na primer, potrebno da se proveri hipoteza kojom se uspostavlja relacija izmeu sile kontrakcije nekog miia i intenziteta elektrostimulacije koja tu kontrakciju izaziva, mii mora da se najpre operativno izdvoji, da se obezbedi nain kontrole stepena njegove stimulacije koja se vri neposredno ili preko motornog nerva, kao i nain kontrole promene miine sile u izotoninom reimu kontrakcije i da se miiu pre kontrakcije obezbedi, uz kontrolisanje, zadana duina (parametar).

Ako nije u pitanju histoloki preparat, osnovni problem u eksperimentu je kako da preparat to due ostane bioloki aktivan, tj. sa maksimalno ouvanim vitalnim funkcijama. To je posebno oteano ako je preparat organ izvuen iz svoje prirodne sredine.

Priprema subjekta za eksperiment ima u odnosu na preparisanje ivotinje sasvim drugi smisao. Subjekt koji je dao svoju saglasnost za uee u eksperimentu najpre se informie o smislu eksperimenta, a zatim mu se saoptava ta se od njega oekuje da uini u toku eksperimentalnog postupka. Postoje sluajevi kada se subjekt dobrovoljac svesno podvrgava odreenim postupcima koji sadre elemente invazivnoisti, ali koji su ipak usaglaeni s osnovnim etikim normama u medicini.

2. Posle preparisanja (odn. pripreme), sistem se, ako je to mogue, testira u smislu reproducibilnosti posmatrane izlazne pojave, uz nastojanje da se faktori okoline, kao to je snabdevanje sistema kiseonikom, temperatura i sl. to je mogue bolje odravaju konstantnim.

Problem samog eksperimentalnog postupka, koji obuhvata kontrolu instrumenata i parametara okoline, daleko zalazi u metodologiju pojedinanih disciplina. Mi se zato ovim pitanjima ovde neemo baviti.

Kliniki eksperiment. Medicinska istraivanja, koja se zasnivaju na komparativnoj metodologiji, generalno obuhvataju:

laboratorijski eksperiment.

kliniki eksperiment,

prospektivnu kliniku studiju,

retrospektivnu kliniku studiju i

studiju sluaja.

Od njih su samo laboratorijski i kliniki eksperimenti u stroem smislu rei obuhvaeni eksperimentalnom metodologijom.

Dok se pod laboratorijskim eksperimentom podrazumeva eksperiment na preparisanom sistemu, koji se obino izvodi u laboratoriji, kliniki eksperiment predstavlja primenu eksperimentalne metodologije, pre svega komparativnog eksperimenta, na bolesnika, odnosno oveka uopte.

Ono to kliniki eksperiment ini eksperimentom svodi se uglavnom na sledee:

1. Obezbeuju se precizno definisani i strogo kontrolisani eksperimentalni uslovi za oba uzorka.

2. Obezbeuju se tana znaenja odabranog parametra (faktora), kao to su, na primer, doze medikamenata, preventivna sredstva, tip ishrane pa ak i uzronik nekog oboljenja. U primeru ispitivanja uticaja jodne profilaske na endemski kretenizam u odreenom podruju zemlje planirana doza joda predstavlja faktor koji se "aplikuje" na ispitanike eksperimentalnog uzorka.

3. Ako je mogue, koristi se metod autokontrole. Tada eksperimentalni uzorak sam sebi postaje kontrola. Na primer, da bi se ispitala etiologija tzv. ratnog edema (edema usled gladovanja do koga esto dolazi u doba ratnih kriza), primenjen je faktor u vidu propisane hipokalorine i hipoproteinske ishrane na uzorak sastavljen od do tog momenta zdravih osoba. Posle est meseci ovaj postupak je doveo do potpune klinike slike ratnog edema.

4. Izbor osoba za oba uzorka izvodi se po principima koje razrauje statistika metodologija (metodi sluajnog izbora, stratifikacije itd.).

5. Eksperiment moe da se organizuje tako da ispitanici obeju grupa primaju placebo, tj. indiferentni agens istog ili veoma slinog oblika eksperimentalnom agensu. Placebo eliminie psihogeni faktor samog leka, koji esto moe da bude i veoma izraen: pokazalo se, na primer, da se 37% osoba sa anginom pektoris, koji su uzimali placebo mesto leka, osealo bolje. Na placebo reaguju podjednako osobe oba pola, ali neto jae reaguju starije i anksioznije osobe. Jasno je da pripadnici kontrolnog uzorka ne smeju da znaju da primaju placebo, ak ne bi smeli da znaju da pripadaju kontrolnom uzorku. Oni su jedino morali da dadu svoju saglasnost za uee u eksperimentu. To se naziva "slepi eksperiment". Jo vea objektivnost se postie ako ni ispitanik, ni sam eksperimentator, ne znaju ko prima medikament iji se efekat testira, a ko placebo. To je tzv. "dvostruko slepi eksperiment". ifru za aplikovani medikament tada zna samo farmaceutska ustanova koja je dala toksikoloki proveren medikament na ispitivanje.

6. Uzorci moraju da budu odabrani tako da se na njima mogu da testiraju odgovarajue statistike hipoteze i utvruje nivo znaajnosti dobijenih rezultata, to normalno pretpostavlja svaki jednofaktorski eksperiment.

Studije. Studije ine: prospektivna i retrospektivna studija i studija sluaja. Prospektivne i retrospektivne studije su preteno deskriptivnog i opservacionog karaktera. U njima se razmatra tok izlazne pojave studijske grupe i odreenog broja parametara bez upliva na njihova znaenja.

Prospektivna studija se izvodi tako to istraiva posmatra odreenu pojavu u svom prirodnom toku, u okviru znaenja parametara koji na nju utiu. Ovde ipak moe da se koristi komparativna metodologija i da se formira studijska grupa (odgovara eksperimentalnom uzorku) i kontrolna grupa (odgovara kontrolnom uzorku). Takvu studiju moglo bi da predstavlja posmatranje geneze arterijske hipertenzije i ateroskleroze. Studijska grupa ispitanika mogla bi da se stratifikuje po odreenim svojstvima, kao to je doba ivota, zanimanje, telesna masa, visina, pol itd. i da se zakljui u kojoj se grupi oboljenje najee javlja. Ili, ako bi se pratile grupe pregojenih i normalno tekih osoba u cilju prouavanja efekata gojaznosti na pojavu dijabetesa, ovde bi kontrolna grupa dobro dola radi kvalitetnije procene efekta gojaznosti na ovo oboljenje. U ovom primeru parametar ima dva znaenja (normalna telesna masa i nenormalno velika telesna masa) a izlazna veliina je uestalost pojave dijabetesa kod ispitanika ovih dveju grupa. Oigledno je da ovakve longitudinalne ("uzdune") studije traju relativno dugo, to je i njihov osnovni nedostatak.

Retrospektivna studija ima neto manju saznajnu vrednost od prospektivne, to ne znai da ona nema znaaja za klinika istraivanja. Ona se sprovodi, kako joj samo ime kae, retrospektivno i retrogradno, obino na osnovu dokumentacije o delovanju odreenih faktora na posmatranu pojavu. Zbog toga to se pojava razvijala u prolosti, na nju istraiva vie ne moe da utie i zato mora da je posmatra kao svren in. Ova studija moe da se kombinuje sa prospektivnom i tada ona ima najveu vrednost.

Studija (prikaz) sluaja (kazuistika) predstavlja prouavanje odreene pojave u nekom sistemu, koja znaajno odstupa od dobro poznatih pojava u istim sistemima. Studija sluaja je vrlo esta u knjievnosti (prouavaju se odreene knjige ili opusi jednog pisca), pravu (analizuju se pravni sluajevi od ire vanosti za pravne nauke), slikarstvu (razmatraju se poznate slike velikih umetnika), sociologiji, psihologiji i svakako medicini. Sluaj u medicini moe da bude interesantan samo ako je vrlo neobian, redak u praksi ili sasvim nov. Strogo uzev, ovaj metod primenjen u medicini nije nauan, on predstavlja samo prvi korak ka naunom metodu, mada se studije sluaja esto sreu u naunoj literaturi. Naime, da bi prouavanje dobilo epitet naunog, neophodno je da se pojava posmatra na veem broju takvih "sluajeva". Samo se tako dolazi do zakona pojave, to je uostalom krajnji cilj svakog naunog istraivanja.

D. POTVRIVANJE (VERIFIKOVANJE) HIPOTEZEVerifikovanje hipoteze

Provera i potvrda hipoteze. Poslednju fazu istraivakog procesa ini potvrivanje (verifikovanje) prethodno proverene hipoteze. Proverena hipoteza je u sutini definitivna hipoteza koja je kroz eksperiment dobila svoj precizan i egzaktan (jeziki ili eventualno matematiki) oblik. Naime, eksperiment obino dovodi do korekcije i preciziranja radne hipoteze i time do njenog daljeg pribliavanja naunom zakonu. A evolucija radne hipoteze kroz eksperimentalni i drugi rad svodi se na stalno zamenjivanje jedne nesavrene hipoteze drugom manje nesavrenom, sve do postizanja njene uslovne savrenosti, tj. konane hipoteze. Na primer, ako se postavi radna hipoteza da koliina spolja ubrizganog izotopa u krvotok zdravog oveka opada u toku vremena i ona eksperimentalno proveri, dolazi se do definitivne hipoteze koja precizno tvrdi da je kinetika unetog izotopa data dvostrukom opadajuom eksponencijalom (zbirom dveju eksponencijalnih funkcija vremena). Takva hipoteza se smatra eksperimentalno proverenom, gde poslednje podrazumeva da je ona i egzaktno precizirana. U ovom primeru hipoteza je precizirana kvantitativno, pomou matematike funkcije vremena (eksponencijalne funkcije), meutim, ona moe da bude precizirana i kvalitativno, tj. u jezikom smislu.

Smisao potvrivanja hipoteze. Proverena hipoteza predstavlja samo jedan jo uvek nedovoljno siguran segment u zgradi svetske nauke. Mada korektno izveden eksperiment, kojim je uspeno proverena neka hipoteza, ne pobuuje sumnju u objektivnost i tanost onoga do ega je on doveo, ipak se mora stalno imati na umu injenica da se svaki eksperiment izvodi pod specifinim, strogo kontrolisanim i nekada sasvim neprirodnim uslovima, koji mogu da prirodni tok ispitivane pojave znaajno uproste, sasvim izmene, ak i deformiu. Sem toga, eksperiment se mora da izvodi na ogranienom, a ne neogranieno velikom, broju jedinica.Videli smo da zato eksperiment nekada dobija atribut "vetakog". Zbog toga proverena hipoteza ne mora uvek i u celosti da ispuni sve kriterijume istinitosti, tj. da formulie stav (ovde zakon) o vezi meu pojavama onakvoj kakva ona zaista jeste u prirodi. ak i pri korektno sprovedenom posmatranju prirodni tok pojave uvek u odreenoj meri kvare merni i registracioni instrumenti, eksperimentalne greke pa i sam posmatra. Postoji ak i principijelni stav formulisan u pojavama mikrosveta (Hajzenbergova relacija neodreenosti) iz koga proizilazi da bilo kakva intervencija na ispitivanom sistemu neminovno menja prirodni tok pojave na njemu. Zato je neophodno da se proverena hipoteza potvrdi (verifikuje) i time pokae da je ona deo (ili je verovatno deo) jedne ire, teorijske i naune celine. Verifikovati stav znai pokazati da on nije artefakt prirode (mada je i artefakt, kao mogui rezultat eksperimenta, realnost), ve da predstavlja oekivani rezultat istraivanja koji je ili istinit, ili bar verovatan.

Verifikovanje stava (hipoteze) moe da ima deduktivni ili induktivni karakter.

Deduktivno (racionalno) verifikovanje hipoteze. Deduktivno (racionalno) verifikovanje stava uopte naziva se i dokazivanje. Dokazati stav znai logikim putem utvrditi njegovu istinitost. Dokazana hipoteza samim tim postaje nauni zakon. Dokazivanje kao metod karakteristino je za deduktivne nauke, kao to su, na primer, matematika, teorijska fizika ili logika.

U cilju dokazivanja stava polazi se od ve dokazanih i samim tim istinitih stavova (argumenata) a dokazivanje se izvodi korienjem odgovarajuih logikih pravila. U matematici argumenti su aksiomi i prethodno dokazane teoreme, dok se u prirodnim naukama argumenti svode na principe i najoptije zakone prirode. U egzaktno zasnovanim prirodnim naukama (fizici, hemiji, biohemiji i sl.) dokazivanje stavova esto se svodi na ukazivanje na odgovarajue opte zakone i na obrazlaganje kako stav, koji se dokazuje, iz njih sledi. Na primer, ako bi trebalo da se dokae hipoteza "Led pliva po vodi" (dopustimo za trenutak da to nije dobro poznati nauni zakon), ona bi se dokazivala na bazi ve proverenih argumenata, tj. optih naunih stavova kao to su: 1) "Gustina leda je manja od gustine vode", 2) Arhimedov zakon hidrostatike primenjen na plivanje tela, 3) zakon ravnotee tela pod dejstvom vie sila itd.

U prirodnim naukama, koje posebno koriste eksperiment kao svoj osnovni metodoloki postupak, esto se deduktivna potvrda hipoteze vezuje za tumaenje mehanizma ili medicinsko (npr. fizioloko, biohemijsko ili biofiziko) tumaenje posmatrane pojave (obino na izlazu sistema). (Tumaenje pojave treba razlikovati od objanjavanja pojave!). Sa sistemoloke take gledita protumaiti izlaznu pojavu uoenu na datom sistemu znai izvriti analizu sistema, tj. identifikovati izvestan broj relevantnih podsistema i utvrditi prirodu njihovih meusobnih veza i uticaja tako da sinteza zakljuaka dobijenih na svakom od izdvojenih podsistema dovodi do tumaenja nastanka i toka posmatrane pojave. Pri tome se pretpostavlja da je sistemska analiza ovih podsistema, tj. utvrivanje veza izmeu njihovih ulaznih i izlaznih veliina i parametara podsistema ve dobro prouena, jednostavnija i zato optija. Slino se postupa u geometriji: polazei od aksioma i jednostavnijih teorema deduktivnim zakljuivanjem (izvoenjem) dolazi se do sloenije teoreme koja je predmet razmatranja.

Napred je u svojstvu primera pomenuto da je kinetika pogodnog indikatora (npr. BSP) u krvotoku oveka data dvostrukom opadajuom eksponencijalom. Posmatrani, kardiovaskularnohepatiki sistem moe da se razloi na dva podsistema (kompartmenta): vaskularni i hepatiki. Zna se na bazi egzaktnih fizikih zakona, kao to je Fickov zakon difuzije, da je kinetika supstancije koja naputa kompartment data opadajuom eksponencijalnom funkcijom vremena. "Brzi deo" pomenute dvostruke eksponencijale tumai se brzim vezivanjem BSP za hepatocite, dok se "spori deo" objanjava znatno sporijom ekskrecijom BSP iz hepatikog kompartmenta, gde je brzina ekskrecije ograniena tzv. transportnim maksimumom. Superpozicijom ova dva procesa dolazi se do eksperimentalno i raunski naene dvostruke eksponencijale, koja je prethodno utvrena za itav kardiovaskularni sistem.

Induktivno (empirijsko) verifikovanje hipoteze. Ovakvo verifikovanje nekog stava, npr. hipoteze, karakteristino je za prirodne nauke i samim tim za medicinu. Poto se u strogom smislu induktivno izveden stav ne moe da dokae (pravi dokaz je samo deduktivni dokaz!), ovde se vri samo njegova empirijska potvrda. Ona se izvodi na osnovu veeg broja pojedinanih stavova koji formuliu sadrinu utvrenih injenica. Na primer, ako je formulisana empirijska hipoteza "Penicilin lei tonzilitis", ona se induktivno verifikuje ako se prikupi to vie sledeih iskustvenih konstatacija: "Osoba A izleena je od tonzilitisa penicilinom", "Osoba B je takoe izleena penicilinom od istog oboljenja" itd. Pri tome je jasno da se ovim putem hipoteza nije dokazala, ali to je broj ovih pojedinanih stavova bio vei a broj stavova koji ovakav iskaz negiraju manji, hipoteza je postala verovatnija. Konkretni cilj svakog istraivanja prirode nije samo da se doe do konane istine, ve daleko pre da se hipoteze kroz istraivanja uine to verovatnijim, jer time one spontano prelaze u zakone prirode. Otar prelaz od hipoteze do zakona ne postoji. Svaka potvrena hipoteza postaje samo verovatnija, ali nikad do kraja istinita.

Diskusija u lanku

Deo lanka (ili teze) koji se naziva "Diskusija" uglavnom je posveen proceni dobijenih injenica i verifikaciji proverenih hipoteza. Materijal "Diskusije" obino je izdeljen u dve celine:

1. Diskusija sopstvenih rezultata u svetlosti nauke, tj. dobro poznatih i zvanino usvojenih injenica i istina. Ovaj deo prezentacije rezultata ima deduktivni karakter jer se kroz njega nastoji da pokae da proverene hipoteze proizilaze iz optepoznatih injenica i istina, a da su injenice na nivou ve konstatovanih.

2. Komparacija sopstvenih rezultata s odgovarajuim rezultatima drugih istraivaa. Ovaj deo "Diskusije" nosi induktivni karakter, jer ako sopstvene hipoteze ne protivree hipotezama drugih autora tj. verovatnim istinama, time se uveava verovatnoa da su hipoteze u sopstvenom radu blie istini. Rezultat je potvren ako se citiraju rezultati to veeg broja raznih istraivaa koji su doli do istih, slinih ili analognih rezultata.

Na primer, neko je proverio hipotezu "Ako su metakarpalne kosti i falange prstiju profesionalnom delatnou due vreme bile mehaniki preoptereene, one zadebljavaju". Ova hipoteza, pre svega, ima karakter posebnog (dakle, ne pojedinanog!) stava jer je formulisana tako da vredi za svaki metakarpus i prste svih ljudi. Pri induktivnom verifikovanju ovakve hipoteze potrebno je pronai to vie rezultata drugih autora vezanih za istu ili slinu problematiku. Na primer, treba navesti analogne rezultate realizovane na drugim kostima ovekovog skeleta, kao to je femur, stopalo, nadlakt, podlakt i sl. Svi ti primeri hipoteza, koji su provereni na raznim delovima lokomotornog aparata, podupiru ne samo napred formulisanu hipotezu, ve sve zajedno predstavljaju potporu optoj hipotezi sledeeg sadraja: "Ako se kost die vreme mehaniki preoptereti, ona zadebljava" (Volfov zakon, formulisan kao hipoteza pre vie od 100 godina). Uostalom, kako je prethodno istaknuto, danas se retko formuliu originalne hipoteze. Meutim, to nikako ne umanjuje vrednost posebnih, pa i pojedinanih hipoteza, kao to je, na primer, bila prethodno formulisana hipoteza na konkretnom sistemu kostiju gornjih ekstremiteta oveka ili kao to e najverovatnije biti hipoteze naih magistranata i doktoranata.

SISTEM

Parametri

Posmatrana pojava

IZLAZ

I

ULAZI

Okolina

Pojave

Sl. 3.1. Sistem i njegove komponente

Sl. 3.2. Sistemoloki prikaz kardiovaskularnog sistema

EMBED CorelDRAW.Graphic.11

Izlazna pojava

Sl. 3.3. Deskriptivna hipoteza

Izlazna pojava

Parametar

Sl. 3.4. Deskriptivno-parametarska hipoteza

Ulazna pojava

Izlazna pojava

Sl. 3.5. Uzrono-posledina hipoteza

Izlazna pojava

Ulazna pojava

Parametar

Sl. 3.6. Opta hipoteza

_1224781326.unknown

_1224781330.unknown

_1224781332.unknown

_1224781333.unknown

_1225959120.unknown

_1224781331.unknown

_1224781328.unknown

_1224781329.unknown

_1224781327.unknown

_1224781318.unknown

_1224781322.unknown

_1224781324.unknown

_1224781325.unknown

_1224781323.unknown

_1224781320.unknown

_1224781321.unknown

_1224781319.unknown

_1224781314.unknown

_1224781316.unknown

_1224781317.unknown

_1224781315.unknown

_1224781312.unknown

_1224781313.unknown

_1224781310.unknown

_1224781311.unknown

_1224781309.unknown