# Prowadzenie badań

## Metody badawcze

Istnieje wiele metod badawczych, którymi psychologowie mogą się posłużyć, by zrozumieć, opisać i wyjaśnić zachowania oraz powiązane z nimi procesy poznawcze i biologiczne. Niektóre metody opierają się na obserwacji. Inne zakładają interakcję między badaczem a badanymi i mogą przybierać różne formy: od serii prostych pytań, przez obszerne wywiady, po w pełni kontrolowane eksperymenty.
Każda z tych metod badawczych ma swoje wady i zalety i każda jest odpowiednia dla konkretnych zagadnień. Na przykład badania opierające się głównie na obserwacji generują ogromną ilość informacji, lecz możliwość odniesienia tych informacji do większej populacji jest ograniczona ze względu na mały rozmiar próby. Badania oparte na ankietach umożliwiają badaczom uzyskanie danych od relatywnie dużej próby, dzięki czemu łatwiej generalizować wnioski i odnosić do większej populacji. Jednak dane zebrane w ramach ankiet mają swoje ograniczenia i są narażone na problemy typowe dla danych deklaratywnych (np. badani mogą mijać się z prawdą).
Niektórzy naukowcy prowadzą badania archiwalne, wykorzystując istniejące zapisy. Ten dość niedrogi sposób pozyskiwania danych może pozwolić zgłębić wiele zagadnień, jednak badacze wykorzystujący tę metodę nie mają żadnej kontroli nad tym, jaki rodzaj danych i w jaki sposób został zebrany.
Wszystkie dotychczas opisane metody są z natury korelacyjne. Oznacza to, że badacze mogą odkryć ważne zależności między dwiema lub więcej interesującymi ich zmiennymi. Jednakże na podstawie wyników badania korelacyjnego nie można wysnuć twierdzeń o przyczynowości.
Badanie korelacyjne może wykazać związek między zmiennymi, ale jedyny sposób, w jaki badacz może udowodnić, że jest to związek przyczynowo-skutkowy, stanowi przeprowadzenie eksperymentu. W metodzie eksperymentalnej, która zostanie omówiona dalej w tym rozdziale, badacz zachowuje kontrolę nad interesującymi go zmiennymi. Jednak eksperymenty, pomimo ogromnego potencjału badawczego, są często przeprowadzane w sztucznym otoczeniu. Ponadto na wiele pytań, które zadają sobie psychologowie, nie można odpowiedzieć w drodze eksperymentu ze względów etycznych (np. na pytania o wpływ stresu pourazowego).

### Badanie kliniczne a opis przypadku

W 2011 roku z artykułu w „New York Times” świat dowiedział się o Kriście i Tatianie Hogan (ur. 2006), kanadyjskich bliźniaczkach syjamskich zrośniętych głowami. Badania wykazały, że dziewczynki mają wspólną część mózgu (wzgórze), będącą ważnym ośrodkiem przesyłania bodźców zmysłowych. Większość z nich przechodzi najpierw przez wzgórze, zanim zostanie przesłana do przetworzenia w korze mózgowej.
W wyniku tego połączenia bliźniaczki mogą nawzajem odczuwać te same wrażenia zmysłowe. Na przykład jeśli Krista ogląda zabawny program w telewizji, Tatiana śmieje się, nawet jeśli sama go nie widzi. Ta wyjątkowa zdolność wzbudziła zainteresowanie wielu neuronaukowców, którzy próbują zrozumieć, w jaki sposób mózg przetwarza bodźce zmysłowe. Jednocześnie, mimo wspólnego odbioru części wrażeń zmysłowych i kontroli motorycznej, Krista i Tatiana pozostają dwiema odrębnymi osobami, co dodatkowo dostarcza wielu danych do badań nad mózgiem i umysłem. Zważywszy na to, jak rzadki jest to przypadek, dopóki dziewczynki oraz ich rodzina będą wyrażać zgodę, naukowcy będą obserwować bliźniaczki (Dominus, 2011).
Badania obserwacyjne naukowcy mogą prowadzić metodą badania klinicznego (ang. ) lub opisu (studium) przypadku (ang. ); podczas tych ostatnich skupiają się na jednej lub co najwyżej kilku osobach. Niektórzy naukowcy poświęcają karierę na badanie 10–20 osób. Dlaczego? Koncentrując uwagę na małej liczbie osób, mogą dogłębnie je poznać. Żadna inna metoda badawcza nie dostarcza takiej ilości informacji jak badanie kliniczne czy studium przypadku. Pozwalają one bardzo dobrze zrozumieć konkretny przypadek i badane zjawisko.
Skoro studia przypadku dostarczają tak dużej ilości informacji, to dlaczego nie są częściej wykorzystywane? Otóż ich największa zaleta jest zarazem słabością. Osoby, na których skupiają się opisy przypadku, są dla badaczy interesujące właśnie dlatego, że różnią się od większości ludzi. Skoro celem badaczy jest wyjaśnienie ogólnych prawidłowości w zachowaniach czy w psychice, to skupienie uwagi na jednej czy kilku osobach może utrudniać generalizację obserwacji. Generalizacja (ang. ) oznacza odniesienie wyników danego badania do większej części społeczeństwa (czyli tzw. populacji ogólnej). Jak już mówiliśmy, opis przypadku dostarcza ogromnej ilości informacji, jednak z uwagi na wyjątkową charakterystykę badanych możliwości odniesienia uzyskanej wiedzy do przeciętnego człowieka są ograniczone.

### Obserwacja naturalna

By zrozumieć, skąd bierze się określone zachowanie, można obserwować je w naturalnym otoczeniu. Jednak ludzie, którzy wiedzą, że są obserwowani, mogą zmieniać swoje zachowania w nieprzewidziany sposób, by ukryć swoje naturalne zachowania. A zatem w jaki sposób badacze uzyskują wiarygodne informacje? Wyobraź sobie, że wykładowca prosi o uniesienie dłoni wszystkich, którzy zawsze myją ręce po wyjściu z toalety. Najprawdopodobniej niemal każdy obecny podniesie rękę. Ale czy naprawdę wierzysz, że mycie rąk po wyjściu z toalety jest powszechne?
To zjawisko bardzo podobne do wspomnianego wcześniej w tym rozdziale: wiele osób nie czuje się swobodnie, odpowiadając szczerze na pytania. Jeśli chcesz się dowiedzieć, ile osób naprawdę myje ręce, to istnieją inne możliwości.
Załóżmy, że wyślemy jedną z osób z grupy do łazienki, by zobaczyła, czy wszyscy rzeczywiście myją ręce po wyjściu z toalety. Czy nasz obserwator wtopi się w otoczenie, jeśli założy na siebie biały kitel i usiądzie z notesem? Chcemy raczej, by pozostawał on niezauważalny, dlatego może na przykład stać przy jednej z umywalek i udawać, że zakłada soczewki kontaktowe, obserwując dyskretnie otoczenie i zbierając istotne dla nas dane. Tego typu badania obserwacyjne nazywamy obserwacją naturalną (obserwacją w warunkach naturalnych) (ang. ). Obserwacja naturalna to obserwacja czyjegoś zachowania w jego naturalnym otoczeniu.
By lepiej zrozumieć wykluczenie towarzyskie, Suzanna Fanger wraz ze współpracownikami na University of Texas obserwowała zachowanie przedszkolaków na placu zabaw. W jaki sposób obserwatorzy pozostali niezauważeni w czasie badania? Założyli niektórym dzieciom bezprzewodowe mikrofony (o których szybko zapomniały) i obserwowali je z daleka, robiąc notatki. Ponadto dzieci w tym konkretnym przedszkolu („przedszkole eksperymentalne”) były przyzwyczajone do obecności obserwatorów na placu zabaw (Fangeret al., 2012).
Obserwator musi być dyskretny, na ile to możliwe: jeśli ludzie wiedzą, że są obserwowani, to maleje prawdopodobieństwo, że będą zachowywać się naturalnie. Jeśli masz co do tego wątpliwości, pomyśl, jak różniłoby się twoje zachowanie za kierownicą w następujących sytuacjach: w pierwszym przypadku jedziesz pustą autostradą w środku dnia; w drugim na tej samej pustej autostradzie jedzie za tobą radiowóz ().
Należy zaznaczyć, że obserwacja naturalna nie ogranicza się tylko do badań z udziałem ludzi. Najbardziej znane przykłady obserwacji naturalnej to takie, w których badacze udali się w teren, aby obserwować zwierzęta w ich naturalnym środowisku. Tak jak w przypadku badań z udziałem ludzi, badacze trzymają się na odległość, by unikać kontaktu z badanymi zwierzętami, ponieważ mogłoby to wpłynąć na ich naturalne zachowanie. Naukowcy posługują się tą techniką, badając hierarchie społeczne i interakcje wśród zwierząt: od świstaków po goryle. Informacje zebrane podczas takich badań są nieocenioną pomocą w zrozumieniu sposobu, w jaki zwierzęta organizują swoje społeczności i komunikują się między sobą.
Antropolog Jane Goodall (ur. 1934) poświęciła niemal pięćdziesiąt lat życia na obserwację zachowań szympansów w Afryce (). Niektórzy naukowcy krytykowali Goodall za nadawanie szympansom imion, zamiast oznaczania ich liczbami – uważali bowiem, że używanie imion mogło zmniejszyć emocjonalny dystans, niezbędny dla zachowania obiektywizmu badania (McKie, 2010). To przykład problemu, który może napotkać badacz podczas obserwacji naturalnej.
Największą zaletą obserwacji naturalnej jest wiarygodność i trafność (ang. ) informacji zebranych w naturalnym, niezakłóconym otoczeniu. Dzięki naturalnemu zachowaniu badanych obserwacja pozwala na uzyskanie większej trafności środowiskowej i realizmu niż jakiekolwiek inne podejście.
W odpowiednio przeprowadzonym badaniu nie ma ryzyka, że zachowanie ludzi lub zwierząt ulegnie zmianie tylko dlatego, że podlegają oni obserwacji. Niektórzy sądzą, że programy typu reality show dają nam możliwość podglądania autentycznych zachowań ludzi. Jednak kamerzyści śledzący bohaterów oraz wypytywanie przed kamerą o osobiste sprawy stanowią pogwałcenie zasady dyskretnej obserwacji. Zważywszy na okoliczności, można wątpić w naturalność i prawdziwość obserwowanych w tych programach zachowań.
Największą wadą obserwacji naturalnej jest trudność jej zorganizowania i kontroli. Na przykładzie badania w toalecie, wyobraź sobie, że stoisz w niej cały dzień, by obserwować praktyki mycia rąk i nikt nawet do niej nie wchodzi. W przypadku obserwacji zwierząt – co się stanie, jeśli stado goryli, które obserwujesz od wielu tygodni, nagle przeniesie się w nowe miejsce podczas twojej nieobecności czy nieuwagi? Obserwacja naturalna ma swoją cenę. Jako badacz nie masz żadnej kontroli, kiedy (lub czy) zaistnieje możliwość zaobserwowania danego zachowania. Ponadto tego typu badanie obserwacyjne wymaga znacznego nakładu czasu, pieniędzy oraz po prostu wiele szczęścia.
Dlatego czasami badania prowadzone są na podstawie obserwacji ustrukturyzowanej. W takim przypadku badani obserwowani są podczas wykonywania konkretnego, zaplanowanego zadania. Doskonałym przykładem obserwacji ustrukturyzowanej jest procedura obcej sytuacji autorstwa Mary Ainsworth (1913-1999) (przeczytasz o niej więcej w rozdziale o psychologii rozwoju). Procedura obcej sytuacji stosowana jest do obserwacji stylów przywiązania się dziecka do opiekuna. Według scenariusza tej procedury opiekun wprowadza dziecko do pokoju pełnego zabawek. Procedura obcej sytuacji składa się z kilku faz: obca osoba wchodzi do pokoju, opiekun opuszcza pokój, opiekun wraca do pokoju. Zachowanie dziecka jest dokładnie monitorowane w każdej fazie, lecz to reakcja na powrót opiekuna w najlepszy sposób charakteryzuje styl przywiązania dziecka.
Innym potencjalnym problemem związanym z badaniem obserwacyjnym jest stronniczość obserwatora (ang. ). Zazwyczaj obserwatorzy są w dużym stopniu zaangażowani w projekt badawczy i mogą nieświadomie wypaczać swoje obserwacje, by odpowiadały celom i oczekiwaniom badaczy. Żeby uniknąć takiego braku obiektywizmu, badacze powinni się posługiwać jasnymi kryteriami określania typów obserwowanych zachowań oraz sposobu ich klasyfikacji. Ponadto badacze często porównują obserwacje tego samego zdarzenia poczynione przez różnych obserwatorów, by sprawdzić zgodność ocen między oceniającymi (ang. ). Zgodność ocen między oceniającymi to sposób zwiększenia rzetelności badania poprzez ocenę spójności obserwacji różnych obserwatorów.

### Ankiety

Psychologowie często tworzą ankiety umożliwiające im zbieranie danych. Ankieta (ang. ) to lista pytań, na które mają odpowiedzieć uczestnicy badania; może być przeprowadzona w formie papierowej, elektronicznej lub werbalnie (). Zazwyczaj wypełnienie ankiety nie zabiera dużo czasu, a łatwość jej przeprowadzenia pozwala w prosty sposób zebrać dużą ilość danych od dużej liczby osób.
Ankiety umożliwiają badaczom zebranie danych od większych prób populacji niż w przypadku innych metod badawczych. Próba (ang. ) to zbiór osób wybranych z populacji (ang. ). Populacja to grupa osób, którymi zainteresowani są naukowcy. Badają oni próbę i starają się odnosić uzyskane wyniki do konkretnej populacji, czyli je generalizować.

Ankieta ma zarówno mocne, jak i słabe strony, jeśli porównamy ją z opisem przypadku. Ankieta pozwala zebrać informacje od większej liczby osób. Większa próba z kolei lepiej odzwierciedla prawdziwe zróżnicowanie populacji, umożliwiając tym samym generalizację wniosków. Zatem jeśli nasza próba jest wystarczająco duża i zróżnicowana, możemy założyć, że dane zebrane w ramach ankiety możemy odnosić do konkretnej populacji z większą pewnością niż w przypadku danych zebranych podczas opisu przypadku. Jednak ze względu na większą liczbę badanych nie jesteśmy w stanie zebrać równie dokładnych informacji o każdej osobie.
Kolejną potencjalną słabością ankiety jest coś, o czym wspominaliśmy już wcześniej w tym rozdziale: badani nie zawsze udzielają prawdziwych odpowiedzi. Mogą kłamać, źle pamiętać lub odpowiadać w sposób, który – ich zdaniem – przedstawi ich w lepszym świetle. Na przykład mogą powiedzieć, że piją mniej alkoholu niż faktycznie.
Dzięki ankietom możemy uzyskać odpowiedzi na nieograniczoną liczbę pytań. Jako przykład może posłużyć badanie przeprowadzone przez Jenkins i współpracowników (2012) na temat negatywnego nastawienia Amerykanów do amerykańskiej społeczności imigrantów pochodzenia arabskiego po atakach terrorystycznych z 11 września 2001 roku. Zespół Jenkinsa chciał ustalić, czy i w jakim stopniu niemal dziesięć lat po atakach negatywne nastawienie do tej grupy wciąż było żywe. W badaniu 140 uczestników wypełniło ankietę składającą się z 10 pytań. Wśród nich znalazły się bezpośrednie pytania o jawne uprzedzenia względem osób o odmiennym pochodzeniu etnicznym. Ankieta zawierała również pytania nie wprost o to, jakie jest prawdopodobieństwo, że badany wejdzie w interakcję z osobą z danej mniejszości w różnych sytuacjach (na przykład: „Jakie jest prawdopodobieństwo, że przedstawisz się imigrantowi arabskiego pochodzenia?”). Wyniki badań sugerowały, że badani nie chcą przyznać, że są uprzedzeni względem jakiejkolwiek grupy etnicznej. Jednakże wykazano wyraźne różnice w odpowiedziach na pytania dotyczące interakcji z imigrantami pochodzenia arabskiego (mniejsza chęć do kontaktu) w stosunku do innych grup etnicznych. To dowodzi, że badani skrywali pewne uprzedzenia względem imigrantów pochodzenia arabskiego, mimo deklaracji, iż tak nie jest (Jenkins et al., 2012).

### Badania archiwalne

Niektórzy naukowcy uzyskują dostęp do dużej ilości danych bez jakiejkolwiek interakcji z badanymi. W poszukiwaniu odpowiedzi na interesujące ich problemy badawcze posługują się zapisami archiwalnymi. Metodę tę nazywamy badaniami archiwalnymi (ang. ). Badania archiwalne polegają na studiowaniu archiwalnych zapisów lub zestawów danych w poszukiwaniu interesujących nas wzorców i relacji.
Na przykład mając dostęp do uniwersyteckiej dokumentacji wszystkich studentów z ostatnich 10 lat, badacz mógłby policzyć, ile czasu zajęło im skończenie studiów, jakie były wymiary godzinowe kierunków, jakie oceny uzyskali studenci i w jakie zajęcia ponadprogramowe się angażowali. Takie badania archiwalne mogłyby wykazać, kto ma największe szanse skończyć studia oraz zidentyfikować czynniki ryzyka dla zagrożonych studentów ().
Porównawszy badania archiwalne z innymi metodami, zauważymy wiele znaczących różnic. Przede wszystkim prowadzący badania archiwalne nigdy nie kontaktuje się bezpośrednio z uczestnikami. Tym samym inwestycja czasu i pieniędzy jest w tym przypadku znacznie mniejsza. Jednakże badacze nie mają żadnej kontroli nad tym, jakie dane były zbierane. Dlatego też pytania, na które naukowcy szukają odpowiedzi w konkretnym badaniu, muszą być zadane w taki sposób, by można było na nie znaleźć odpowiedź w istniejących zbiorach danych. Co więcej, nie ma żadnej gwarancji co do spójności zapisów z różnych źródeł, a to może sprawić, że porównanie różnych zestawów danych będzie problematyczne.

### Badania podłużne i przekrojowe

Czasami chcemy dowiedzieć się, jak ludzie zmieniają się na przestrzeni lat, np. obserwując, prowadząc badania nad rozwojem człowieka. Badając tę samą grupę uczestników wielokrotnie przez dłuższy czas, prowadzimy tak zwane badania podłużne (ang. ). Możemy na przykład zbadać nawyki żywieniowe grupy uczestników w wieku 20 lat, po czym przeprowadzić ponowne badanie, kiedy będą mieli 30 lat, i następne 10 lat później.
Kolejną metodą są badania poprzeczne (przekrojowe) (ang. ), w których badacz porównuje występowanie danego zjawiska w kilku populacjach jednocześnie. Posługując się ponownie przykładem badań nawyków żywieniowych, badacz mógłby porównać nawyki w różnych grupach wiekowych. Zamiast badać jedną grupę przez 20 lat, by dowiedzieć się, jak z dekady na dekadę zmieniają się jej nawyki żywieniowe, bada się grupy dwudziesto-, trzydziesto- i czterdziestolatków, a następnie porównuje je ze sobą. Badania przekrojowe wymagają krótkoterminowej inwestycji, ale ograniczają je różnice dzielące różne pokolenia (kohorty) niemające de facto związku z wiekiem, będące odzwierciedleniem społecznych i kulturowych doświadczeń różnych pokoleń, sprawiających, że te różnią się od siebie nawzajem.
By zilustrować ten problem, rozważmy następujące wyniki badań. W ostatnich latach odnotowano znaczący wzrost poparcia dla małżeństw homoseksualnych. Wiele badań dotyczących tego zagadnienia dzieli uczestników na różne grupy wiekowe; zazwyczaj młodsze osoby są małżeństwom homoseksualnym bardziej przychylne (Jones, 2013). Czy oznacza to, że z wiekiem stajemy się mniej otwarci na małżeństwa homoseksualne, czy też starsi uczestnicy badań patrzą na nie inaczej ze względu na uwarunkowania społeczne, w jakich dorastali? Problem ten nie istnieje w przypadku badań podłużnych, ponieważ badamy tę samą grupę uczestników przez cały czas trwania projektu; badacze nie muszą martwić się różnicami między kohortami, mogącymi wpłynąć na wyniki.
Badania podłużne wykorzystuje się często w pracach nad chorobami, mających zidentyfikować ich czynniki ryzyka. Tego typu badania obejmują często dziesiątki tysięcy badanych, których obserwuje się przez wiele dziesięcioleci. Zważywszy na ogromną liczbę uczestników, badacze mogą być pewni, że wyniki będzie można odnosić do większych populacji. Badanie nad nowotworami „Cancer Prevention Study-3 (CPS-3)” jest jednym z serii badań podłużnych sponsorowanych przez Amerykańskie Towarzystwo Onkologiczne (ang. ), mających na celu określenie przewidywalnych czynników ryzyka nowotworów. Na początku badania uczestnicy wypełniają ankietę dotyczącą stylu życia i historii rodziny, która ma dostarczyć informacji o czynnikach mogących wywoływać nowotwór lub mu zapobiegać. Następnie co kilka lat uczestnicy otrzymują do uzupełnienia dodatkową ankietę. W efekcie badanie monitoruje setki tysięcy uczestników w ciągu 20 lat, co pozwala dowiedzieć się, którzy z nich zachorują na nowotwór, a którzy nie.
Powyższe badanie dostarczyło pierwszych naukowych dowodów na obecnie powszechnie znany związek między wzrostem zachorowalności na raka a paleniem papierosów (Amerykańskie Towarzystwo Onkologiczne, b.d.) ().
Tak jak w przypadku innych metod badawczych, również badania podłużne mają swoje ograniczenia. Przede wszystkim wymagają ogromnych nakładów czasowych ze strony badaczy i uczestników. Zważywszy na to, że wiele badań podłużnych trwa nawet dziesiątki lat, ich wyniki są znane dopiero po upływie długiego czasu. Oprócz czasu, badania podłużne wymagają również znaczących nakładów finansowych. Wielu badaczy nie jest w stanie zdobyć środków koniecznych do doprowadzenia takiego projektu do końca.
Ponadto uczestnicy takich badań muszą chcieć kontynuować udział przez cały czas, co może okazać się problematyczne: ludzie się przeprowadzają, zakładają rodziny, zmieniają nazwiska, chorują. Niektórzy mogą po prostu nie czuć potrzeby kontynuowania uczestnictwa w projekcie. Trzeba też brać pod uwagę, że część uczestników wieloletnich badań podłużnych umiera. W efekcie wskaźnik rezygnacji z udziału w badaniach (ang. ), tj. spadek liczby osób badanych spowodowany odejściem części uczestników, w przypadku badań podłużnych jest dość wysoki i zwiększa się z czasem ich trwania. Badacze mają świadomość, że wielu z zakwalifikowanych porzuci badanie przed jego zakończeniem, dlatego na początku projektu rekrutują dużą liczbę uczestników. W miarę postępu badania badacze regularnie sprawdzają, czy próba jest nadal reprezentatywna, i w razie konieczności dokonują niezbędnych korekt.

### Summary

Opisy przypadków polegają na badaniu jednego lub kilku uczestników przez dłuższy czas. Choć ta metoda pozwala uzyskać szczegółowe informacje, to możliwość generalizacji wniosków z takich obserwacji do większej populacji może być problematyczna. Obserwacja naturalna polega na obserwowaniu zachowań w naturalnym otoczeniu i pozwala na zebranie wiarygodnych informacji na podstawie rzeczywistych sytuacji. Obserwacja naturalna charakteryzuje się jednak ograniczonymi możliwościami kontroli badania i często wymaga dużego nakładu czasu i funduszy. Badacze starają się, by stosowane przez nich metody pozyskiwania danych były zarazem rzetelne (spójne i powtarzalne) i trafne (dokładne).
Ankiety mogą być przeprowadzane na różne sposoby i umożliwiają szybkie zebranie dużej ilości informacji. Jednakże szczegółowość danych zebranych w ankiecie jest ograniczona w porównaniu z badaniami klinicznymi czy opisami przypadku.
Badania archiwalne polegają na studiowaniu wyników już istniejących badań w poszukiwaniu odpowiedzi na postawione pytania.
Badania podłużne to niezwykle przydatna metoda dla badaczy pragnących sprawdzić, jak ludzie zmieniają się z upływem czasu. Badania poprzeczne porównują różne segmenty populacji w danym czasie.

### Review Questions

### Critical Thinking Questions

### Personal Application Questions


# Prowadzenie badań

## Analiza wyników

Czy wiesz, że gdy wzrasta sprzedaż lodów, wzrasta również ogólny wskaźnik przestępczości? Czy to możliwe, że rozkoszowanie się ulubionymi lodami sprowadza ludzi na złą drogę? A może po popełnieniu przestępstwa ludzie lubią zjeść ten przysmak? Nie ma wątpliwości, że istnieje relacja między wzrostem sprzedaży lodów i liczbą przestępstw (np. Harper, 2013), jednak stwierdzenie, że jedno wynika z drugiego, byłoby absurdalne.
Dużo bardziej prawdopodobne jest, że sprzedaż lodów i liczba przestępstw są związane z temperaturą powietrza. Kiedy jest ciepło, ludzie częściej wychodzą z domów i wchodzą ze sobą w interakcje. Zdarza się przy tym, że wyprowadzają się nawzajem z równowagi, co czasem prowadzi do przestępstw. Gdy na zewnątrz jest ciepło, częściej też kupujemy sobie zimne smakołyki, na przykład lody. W jaki sposób stwierdzić, czy związek między dwoma zjawiskami rzeczywiście istnieje? A jeśli istnieje, to w jaki sposób możemy odróżnić, czy jest wynikiem współwystępowania czy też przyczynowości?

### Badanie korelacyjne

Korelacja (ang. ) oznacza, że istnieje współwystępowanie (współzmienność) między dwiema zmiennymi lub większą ich liczbą (na przykład spożyciem lodów a liczbą przestępstw), lecz ten związek nie musi być związkiem przyczynowo-skutkowym (o czym piszemy poniżej). Jeżeli dwie zmienne są skorelowane, oznacza to jedynie, że zmiana wartości jednej zmiennej wiąże się ze zmianą wartości drugiej. Możemy zmierzyć korelację, obliczając współczynnik korelacji. Współczynnik korelacji (ang. ) to wartość od −1 do +1 wskazująca siłę i kierunek korelacji między zmiennymi. Współczynnik korelacji najczęściej oznaczany jest symbolem r.
Liczba we współczynniku korelacji wskazuje siłę związku. Im bliższa 1 (niezależnie od znaku) jest wartość współczynnika, tym silniejsza jest korelacja między zmiennymi. Im wartość jest bliższa 0, tym słabszy jest związek między zmiennymi. Na przykład współczynnik korelacji równy 0,9 oznacza zdecydowanie silniejszą korelację niż współczynnik 0,3. Jeśli zmienne nie są w ogóle skorelowane, to współczynnik jest równy 0.
Znak „plus” lub „minus” współczynnika korelacji wskazuje kierunek związku (). Korelacja dodatnia (pozytywna) (ang. ) oznacza, że dwie zmienne zmieniają się w tym samym kierunku. Innymi słowy – jeśli jedna zmienna rośnie, druga również rośnie; i odwrotnie, jeśli jedna zmienna maleje, druga też maleje. Korelacja ujemna (negatywna) (ang. ) oznacza, że dwie zmienne zmieniają się w przeciwnych kierunkach. Jeśli dwie zmienne są negatywnie skorelowane, jedna zmienna maleje, a druga rośnie i na odwrót.
Lody i przestępstwa to przykład korelacji dodatniej, ponieważ obie zmienne wzrastają, gdy robi się cieplej. Innymi przykładami korelacji dodatniej są związek między wzrostem a masą ciała człowieka, a także związek między wiekiem a liczbą zmarszczek. Można przypuszczać, że zmęczenie w ciągu dnia jest negatywnie skorelowane z liczbą godzin przespanych poprzedniej nocy: kiedy ilość snu maleje, uczucie zmęczenia rośnie. Na przykład u studentów z University of Minnesota wykryto słabą negatywną korelację (r=-0,29) między średnią liczbą dni w tygodniu, kiedy spali mniej niż pięć godzin a średnią ich ocen (Lowry et al., 2010). Pamiętaj, że korelacja negatywna nie oznacza braku korelacji, ale mówi o kierunku zależności między zmiennymi. Brak korelacji wykazalibyśmy zapewne między ilością snu a rozmiarem buta.
Korelacje mogą mieć wartość predykcyjną. Wyobraź sobie, że jesteś członkiem komisji rekrutacyjnej renomowanego uniwersytetu. Komisja otrzymała ogromną liczbę aplikacji, jednak uczelnia może przyjąć jedynie niewielki procent kandydatów. W jaki sposób zdecydujesz, kto powinien zostać przyjęty? Możesz spróbować skorelować średnią ocen obecnych studentów z ich wynikami ze standardowego testu dla uczniów szkół średnich. Identyfikacja najsilniejszych korelacji dla obecnych studentów może pomóc w typowaniu kandydatów, którzy z dużym prawdopodobieństwem osiągną równie dobre wyniki.

### Korelacja nie oznacza przyczynowości

Badanie korelacyjne jest przydatne, ponieważ pozwala określić siłę i kierunek związku między dwiema zmiennymi. Jednak samo ustalenie istnienia korelacji niewiele mówi o związku przyczynowo-skutkowym (ang. ).
Czasami zmienne są skorelowane, ponieważ istnieje między nimi związek przyczynowo-skutkowy. Czasami jednak to inny czynnik, zwany zmienną zakłócającą (ang. ), powoduje systematyczne zmiany interesujących nas zmiennych. W przykładzie z lodami i przestępstwami zmienną zakłócającą jest temperatura, która może być odpowiedzialna za związek między naszymi zmiennymi. W takim przypadku możemy mówić o tzw. korelacji pozornej – zmienne na poziomie obserwacji czy analiz są ze sobą związane, ale w rzeczywistości odpowiada za to trzecia, inna zmienna (zakłócająca). Więcej o korelacji pozornej poniżej.
Nawet jeśli nie jesteśmy w stanie jednoznacznie wskazać zmiennych zakłócających, to nie powinniśmy zakładać, że korelacja między dwiema zmiennymi oznacza, że jedna z nich powoduje zmianę drugiej. Może to być szczególnie deprymujące, gdy związek przyczynowo-skutkowy wydaje się intuicyjny i oczywisty. Weźmy pod uwagę omawiane już wcześniej badanie przeprowadzone przez Amerykańskie Towarzystwo Onkologiczne, które jako jedno z pierwszych wykazało związek między paleniem papierosów a zachorowaniami na raka. Założenie, że palenie powoduje raka wydaje się uzasadnione, jednak gdy jego sprawdzenie ograniczymy wyłącznie do badania korelacyjnego (ang. ), wówczas takie stwierdzenie będzie nadużyciem. Na podstawie badań korelacyjnych możemy bowiem wnioskować tylko o współwystępowaniu dwóch zmiennych, ale nie o tym, co jest przyczyną, a co skutkiem.
Niestety ludzie często niesłusznie wysnuwają wnioski o przyczynowości na podstawie korelacji. Tego typu stwierdzenia są popularne w reklamach i wiadomościach. Na przykład jedno z badań wykazało, że osoby jedzące regularnie płatki śniadaniowe częściej osiągają prawidłową masę ciała niż osoby, które rzadko jedzą płatki (Frantzen et al., 2013; Barton et al., 2005). Zgadnij, w jaki sposób producenci płatków przedstawiali te wyniki. Czy jedzenie płatków naprawdę powoduje utrzymanie prawidłowej masy ciała? Może są inne wyjaśnienia? Na przykład że osoby o odpowiedniej wadze częściej jedzą śniadanie niż osoby otyłe lub takie, które próbują schudnąć, opuszczając posiłki ().
Badanie korelacyjne jest nieocenione w znajdowaniu związków między zmiennymi, jednak, jak wspomnieliśmy, jego wadą jest brak możliwości ustalenia przyczynowości. Psychologowie dążą do ustalenia przyczyn i skutków, ale można tego dokonać wyłącznie za pomocą eksperymentu. Następny podrozdział opisuje, jak eksperymenty naukowe eliminują i weryfikują alternatywne wyjaśnienia, by pozwolić badaczom zrozumieć, w jaki sposób zmiana jednej zmiennej powoduje (jest przyczyną) zmianę drugiej.

### Korelacja iluzoryczna

Pokusa wyciągnięcia błędnych wniosków przyczynowo-skutkowych opartych na badaniu korelacyjnym to nie jedyny przypadek złej interpretacji danych. Często popełniamy błąd zwany korelacją iluzoryczną. Jest on szczególnie częsty w przypadku niesystematycznych obserwacji. Korelacja pozorna (ang. ) zachodzi, gdy dostrzegamy nieistniejące związki między dwiema zmiennymi. Znanym przykładem korelacji pozornej jest rzekomy wpływ faz Księżyca na zachowanie człowieka. Wiele osób jest głęboko przekonanych, że zmienia się ono w zależności od faz Księżyca, a dokładniej, że ludzie zachowują się dziwnie podczas pełni ().
Nie ma wątpliwości, że Księżyc wywiera silny wpływ na naszą planetę. Pływy morskie są ściśle związane z oddziaływaniem grawitacyjnym naszego naturalnego satelity. Dlatego wielu osobom logiczne wydaje się, że Księżyc wpływa również na nas. W końcu nasze ciała są w dużej mierze zbudowane z wody. Jednakże metaanaliza blisko 40 badań jednoznacznie dowodzi, że związek między fazą Księżyca a naszym zachowaniem nie istnieje (Rottoni Kelly, 1985). Choć w trakcie pełni możemy zwracać większą uwagę na dziwne zachowanie ludzi, to odsetek przypadków dziwnych zachowań pozostaje podobny podczas wszystkich faz Księżyca.
Dlaczego tak chętnie wierzymy w podobne korelacje pozorne? Często o nich słyszymy lub czytamy i po prostu przyjmujemy je za prawdę. Czasami mamy przeczucie, w jaki sposób coś funkcjonuje, i szukamy dowodów, by potwierdzić nasze oczekiwania, ignorując dowody, które mogłyby im zaprzeczyć. Mamy wówczas do czynienia z błędem konfirmacji (in. efektem potwierdzenia) (ang. ).
Choć możemy mieć wrażenie, że będziemy umieli wykorzystać takie związki, by lepiej zrozumieć lub przewidzieć zjawiska otaczającego nas świata, korelacje pozorne mogą mieć znaczące konsekwencje. Na przykład korelacje pozorne, w których pewne zachowania niesłusznie przypisano określonym grupom, są odpowiedzialne za wykształcenie uprzedzeń, a te z kolei prowadzą do zachowań dyskryminujących (Fiedler, 2004).

### Przyczynowość: przeprowadzanie eksperymentów i wykorzystywanie danych

Jak już wiesz, jedynym sposobem na ustalenie istnienia związku przyczynowo-skutkowego między dwiema zmiennymi jest przeprowadzenie eksperymentu (ang. ). Eksperyment w kontekście naukowym ma inne znaczenie niż w życiu codziennym. W potocznej mowie często używamy słowa „eksperyment”, by powiedzieć, że próbujemy coś zrobić po raz pierwszy, na przykład eksperymentując z nową fryzurą lub nowym przepisem w kuchni. Jednak w kontekście naukowym eksperyment wiąże się ze ścisłymi wymaganiami dotyczącymi jego planowania i przeprowadzenia.

### Hipoteza eksperymentu

Aby przeprowadzić eksperyment, badacz musi postawić konkretną hipotezę (ang. ), którą chce przetestować. Jak już wiesz, hipotezy mogą być formułowane na podstawie obserwacji otaczającego nas świata lub dokładnej analizy istniejących już badań.
Na przykład jeśli uważasz, że wykorzystywanie nowych technologii w nauczaniu ma negatywny wpływ na wyniki studentów w nauce, to praktycznie masz już hipotezę mówiącą, że wykorzystanie nowych technologii powoduje spadek efektywności nauczania. Jaka jest geneza tej konkretnej hipotezy? Może ona wynikać z obserwacji, że twoi koledzy używający laptopów do notatek uzyskują niższe wyniki na egzaminach niż ci, którzy notują ręcznie. Albo ci, którzy odbywają zajęcia online, mają mniejszą wiedzę niż ci pracujący bezpośrednio z nauczycielem.
Tego typu osobiste obserwacje często prowadzą do formułowania konkretnych hipotez. Jednak by precyzyjnie przetestować naszą hipotezę, nie możemy bazować na własnych ograniczonych obserwacjach czy przypadkowych dowodach. By dowiedzieć się, czy nasza hipoteza znajdzie poparcie w rzeczywistych danych, musimy przeprowadzić eksperyment.

### Planowanie eksperymentu

Podstawowy plan eksperymentu opiera się na dwóch grupach: grupie eksperymentalnej i grupie kontrolnej. Obie grupy z założenia są takie same z jedną różnicą: grupa eksperymentalna (ang. ) zostaje poddana manipulacji eksperymentalnej – czyli działaniu testowanej zmiennej (w tym przypadku programowi nauczania z zastosowaniem nowych technologii), a grupa kontrolna (ang. ) nie zostaje jej poddana.
Ponieważ manipulacja eksperymentalna jest jedyną różnicą między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną, to możemy z dużą dozą pewności stwierdzić, że wszelkie różnice między nimi wynikają z manipulacji eksperymentalnej, a nie z przypadku.
W naszym przykładzie wpływu nowych technologii na naukę studencka grupa eksperymentalna uczy się algebry z użyciem programu komputerowego, a następnie przechodzi test sprawdzający wiedzę. Grupa kontrolna uczy się algebry w tradycyjny sposób, a następnie podchodzi do tego samego testu. Ważne, by grupa kontrolna była traktowana tak samo jak grupa eksperymentalna, z wyjątkiem niepoddania grupy kontrolnej manipulacji eksperymentalnej. Dobrze by było, abyśmy zadbali o odpowiednią liczebność grup badawczych (im większa, tym jesteśmy bardziej uprawnieni do generalizacji wniosków) oraz o równoliczność obu grup – eksperymentalnej i kontrolnej.
Nie ma ścisłych wytycznych, co do konkretnej liczby osób w grupach. Pamiętajmy jednak, że dane zabrane od kilku czy kilkunastu uczestników stanowią raczej studia przypadków, a nie badania naukowe.
Musimy również precyzyjnie określić, tj. zoperacjonalizować, co będzie wyznacznikiem opanowania algebry. Operacjonalizacja zmiennych (ang. ) to opis, w jaki sposób będziemy mierzyć zmienne. Ważne, by to, co i jak badacz mierzy w danym eksperymencie, było jasno określone i całkowicie zrozumiałe. Aby zoperacjonalizować opanowanie algebry, możemy użyć testu sprawdzającego materiał przyswajany przez dwie grupy. Możemy też poprosić uczestników z obu grup, aby zaprezentowali przyswojony materiał, np. rozwiązali zestaw takich samych zadań. Jakkolwiek określimy efekty uczenia się, ważne, by zdefiniować je w taki sposób, by ktokolwiek, kto usłyszy o naszych badaniach po raz pierwszy, wiedział dokładnie, co rozumiemy przez „opanowanie algebry”. Pozwoli to innym odnieść się do naszych wyników oraz umożliwi ewentualne powtórzenie naszego eksperymentu.
Gdy już zdefiniujemy, co rozumiemy przez „użycie technologii w nauczaniu” oraz co uznajemy za „opanowanie algebry przez uczestników eksperymentu”, powinniśmy określić, w jaki sposób przeprowadzimy eksperyment. W omawianym przypadku możemy np. zaprosić uczestników do udziału w 45-minutowych zajęciach z algebry (prowadzonych z użyciem programu komputerowego lub w sposób tradycyjny, w sali przez wykładowcę), a następnie dać obu grupom taki sam test do rozwiązania w czasie 30 minut.
Najlepiej, żeby osoby oceniające test nie wiedziały, kto był w grupie eksperymentalnej, a kto w grupie kontrolnej, by uniknąć tzw. efektu oczekiwań eksperymentatora (ang. ). Efekt ten oznacza ryzyko wypaczenia wyników badania przez oczekiwania badacza. Pamiętaj, że przeprowadzenie eksperymentu wymaga dokładnego planowania, a osoby zaangażowane w projekt badawczy są, co zrozumiałe, przywiązane do swoich hipotez i zainteresowane ich udowodnieniem. Jeśli oceniający test będą wiedzieli, kto był w danej grupie, może to wpłynąć na sposób ich oceny, np. interpretację mało czytelnego pisma lub drobne pomyłki. Jeśli obserwatorzy nie wiedzą, kto był w danej grupie, można uniknąć tego typu wypaczeń. Mamy wówczas do czynienia z badaniem metodą pojedynczo ślepej próby (ang. ), gdzie oceniający test nie wiedzą, którą grupę oceniają (eksperymentalną czy kontrolną), natomiast badacz opracowujący eksperyment ma tę wiedzę.
W badaniu z podwójnie ślepą próbą (ang. ) oceniający nie wiedzą, nad testem jakiej grupy pracują, a uczestnicy, do jakiej grupy należą. Dlaczego badacz chciałby przeprowadzić badanie, w którym nikt nie wie, czy test pochodzi z grupy eksperymentalnej czy z grupy kontrolnej? Dlatego, że dzięki temu wynik nie ulega wpływowi oczekiwań ani badacza ani uczestników. Dzięki temu można zneutralizować efekt placebo (ang. ). Efekt placebo występuje, gdy oczekiwania lub przekonania ludzi wpływają na ich doświadczenie lub nawet je determinują. Innymi słowy, samo oczekiwanie, że coś się wydarzy, może sprawić, że tak właśnie się stanie.
Efekt placebo jest zazwyczaj opisywany w związku z testowaniem skuteczności nowych leków. Wyobraź sobie, że pracujesz w firmie farmaceutycznej i opracowaliście nowy lek na depresję. By udowodnić, że jest skuteczny, przeprowadzasz eksperyment z dwiema grupami: grupa eksperymentalna otrzymuje nowy lek, a grupa kontrolna dostaje substancję neutralną. Badanie prowadzisz według procedury podwójnie ślepej próby. Uczestnicy nie wiedzą, czy dostali lek, czy nie, oraz szyfrujesz dane uczestników, żeby podczas badania nie wiedzieć, kto był w grupie eksperymentalnej, a kto w kontrolnej.
Po co ta podwójnie ślepa próba? Wyobraź sobie, że uczestnik tego badania dostaje tabletkę, która – jego zdaniem – poprawi mu nastrój. Ponieważ oczekuje on, że tabletka poprawi nastrój, może poczuć się lepiej po samym zażyciu tabletki, a nie dlatego, że zawierała jakąkolwiek substancję czynną — to właśnie nazywamy efektem placebo. By upewnić się, że jakiekolwiek zmiany w nastroju są spowodowane lekiem, a nie oczekiwaniami, grupa kontrolna otrzymuje placebo (nieaktywną substancję, np. tabletkę z cukru). Dzięki temu każdy otrzymuje tabletkę i ani badacz, ani uczestnicy nie wiedzą, kto dostał lek, a kto cukier. Wszelkie różnice nastroju między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną można teraz przypisać lekowi, a nie oczekiwaniom eksperymentatora czy uczestnika ().

### Zmienne zależne i niezależne

Podczas eksperymentu próbujemy zbadać, czy zmiana jednego parametru powoduje zmianę innego parametru. By się tego dowiedzieć, musimy zwrócić uwagę na kolejne dwa ważne czynniki każdego eksperymentu badawczego: zmienną niezależną i zmienną zależną. Zmienna niezależna (ang. ) jest modyfikowana lub kontrolowana przez eksperymentatora. W dobrze zaplanowanym badaniu zmienna niezależna jest jedyną istotną różnicą między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną. W naszym przykładzie dotyczącym wpływu nowych technologii na naukę algebry zmienną niezależną jest sposób nauki uczestników (komputerowy lub tradycyjny) (). Zmienna zależna (ang. ) to zmienna, którą mierzy badacz, aby sprawdzić, jaki wpływ miała na nią zmienna niezależna. W naszym przykładzie zmienną zależną jest stopień opanowania algebry przez uczestników.
Oczekujemy, że w trakcie eksperymentu zmienna zależna ulegnie zmianie pod wpływem zmiennej niezależnej. Innymi słowy, że zmienna zależna zależy od zmiennej niezależnej. Dobrym sposobem na zapamiętanie związku między zmienną niezależną i zależną jest następujące pytanie: Jaki wpływ zmienna niezależna wywiera na zmienną zależną? W naszym przykładzie: jaki wpływ będzie miał sposób nauki (tradycyjny lub komputerowy) na wyniki testu z algebry?

### Wybór uczestników eksperymentu i przypisywanie ich do grup

Kiedy nasz eksperyment jest już zaplanowany, należy zakwalifikować do udziału w badaniu osoby reprezentujące interesującą nas populację. Uczestnicy (osoby badane) (ang. ) to podmioty badań psychologicznych i, jak sama nazwa wskazuje, osoby, które są zaangażowane w badanie psychologiczne i aktywnie uczestniczą w tym procesie. W badaniach psychologicznych uczestnikami są często studenci. W rzeczywistości ogromna większość badań z różnych dyscyplin psychologii opierała się na studentach (Sears, 1986; Arnett, 2008). Lecz czy studenci są rzeczywiście reprezentatywni dla ogółu populacji? Są młodsi, lepiej wyedukowani, bardziej liberalni i mniej zróżnicowani niż ogół populacji. Choć wybór studentów jako podmiotów badań jest ogólnie przyjętą praktyką, to poleganie na tak ograniczonej puli uczestników może być problematyczne, ponieważ utrudnia generalizowanie wyników – tj. odnoszenie ich do szerszej populacji.
Nasz hipotetyczny eksperyment wymaga udziału studentów. Jeśli to możliwe, powinniśmy wybrać próbę losową (istnieją różne rodzaje prób, ale na potrzeby tego rozdziału skupimy się na próbie losowej). Próba losowa (ang. ) to podzbiór większej populacji, w którym każdy członek tej grupy ma równe szanse na bycie wybranym. Próby losowe są preferowane, ponieważ przy wystarczająco dużej liczbie uczestników można w sposób uzasadniony przypuszczać, że grupa wybrana do udziału w badaniu jest reprezentatywna dla szerszej populacji. Oznacza to, że rozkład procentowy cech w próbce (np. płeć, poziom inteligencji, status socjoekonomiczny i inne cechy mogące wpłynąć na wyniki) jest zbliżony do rozkładu w szerszej populacji.
W naszym przykładzie przyjmujemy, że interesującą nas populacją są studenci matematyki. Populacja studentów matematyki jest bardzo duża, więc potrzebujemy ją zawęzić; możemy zdecydować, że interesują nas studenci matematyki w wybranym mieście. By próba była bardziej reprezentatywna dla tej populacji, powinniśmy wybrać studentów z różnych części miasta, o różnej sytuacji rodzinnej, zarobkowej itd. Mając tak określoną, możliwą do przebadania populację, możemy zgłosić się do lokalnych uczelni i wybrać losową próbę około 200 studentów, którzy wezmą udział w eksperymencie.
Podsumowując, ponieważ nie jesteśmy w stanie przebadać wszystkich studentów matematyki na danym obszarze, chcemy znaleźć takich, którzy będą odzwierciedlali różnorodność całej tej populacji. Dzięki grupie reprezentatywnej możemy generalizować wyniki eksperymentu bez obaw, że nasza próbka (b) okaże się tendencyjna.
Następnym krokiem jest podział uczestników na grupę eksperymentalną i grupę kontrolną przez dobór losowy. Dzięki doborowi (przydziałowi losowemu) (ang. ) wszyscy uczestnicy z takim samym prawdopodobieństwem mogą zostać włączeni do grupy eksperymentalnej, jak i do kontrolnej. Istnieje oprogramowanie, które losowo przydziela każdego z badanych do grupy eksperymentalnej lub kontrolnej.
Dobór losowy jest kluczowy dla rzetelnego planu eksperymentu (ang. ). Przy dużej próbie (rzędu kilkuset osób) dobór losowy niemal wyklucza systematyczne różnice między grupami. Na przykład niemal niemożliwe byłoby otrzymanie jednej grupy złożonej wyłącznie z mężczyzn z danej klasy społecznej. To ważne, ponieważ jeśli grupy różniłyby się od siebie istotnie, nie wiedzielibyśmy, z czego wynikają różnice zaobserwowane podczas eksperymentu. Czy istniały już wcześniej, czy też zostały spowodowane manipulacją eksperymentalną? Dobór losowy pozwala założyć, że wszelkie różnice zaobserwowane między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną wynikają z manipulacji zmienną niezależną (tą, której wpływ chcemy zbadać, w tym przypadku sposobem nauki algebry).

### Problemy, które trzeba wziąć pod uwagę

Choć eksperymenty pozwalają badaczom wykazać związek przyczynowo-skutkowy, one także mają swoje ograniczenia. Miarodajne eksperymenty wymagają modyfikacji zmiennej niezależnej, co może być problematyczne w przypadku wielu pytań badawczych. Na przykład wyobraź sobie, że chcesz się dowiedzieć, jaki wpływ ma płeć (zmienna niezależna) na pamięć przestrzenną (zmienna zależna). Możesz na podstawie zadania sprawdzającego pamięć przestrzenną szukać różnic między kobietami a mężczyznami, ale nie możesz bezpośrednio kontrolować płci osoby. Tego typu badanie kwalifikujemy jako quasi-eksperymenty i przyznajemy, że w danych okolicznościach nie mamy możliwości ustalenia związku przyczynowo-skutkowego.
Eksperymenty są również ograniczone zasadami etycznymi. Nie wolno np. przeprowadzić eksperymentu sprawdzającego, czy przemoc wobec dzieci prowadzi do ich niższej samooceny w dorosłym życiu. By przeprowadzić taki eksperyment, należałoby losowo przypisać część jego uczestników do grupy, która doświadczałaby przemocy, a to byłoby nieetyczne.

### Interpretowanie wyników eksperymentów

Po zebraniu danych z obu grup, eksperymentalnej i kontrolnej, przeprowadzamy ich analizę statystyczną (ang. ), by dowiedzieć się, czy istnieją istotne różnice między nimi. Analiza statystyczna określa m.in. prawdopodobieństwo, że dana różnica między grupami może być przypadkowa (a co za tym idzie, bez znaczenia).
Przykładowo, jeśli zbadamy efektywność suplementów diety i nie zaobserwujemy istotnych statystycznie różnic między grupą eksperymentalną (przyjmującą dany specyfik) a kontrolną (otrzymującą placebo), to możemy wnioskować, że konkretne suplementy są nieskuteczne.
Generalnie w psychologii różnice między grupami są postrzegane jako istotne statystycznie, jeśli prawdopodobieństwo, że są one przypadkowe (grupy tak naprawdę nie różnią się od siebie) wynosi 5% lub mniej. Innymi słowy, chodzi o ograniczenie do maksymalnie 5% prawdopodobieństwa fałszywie potwierdzonych hipotez.
Najsilniejszą stroną eksperymentów jest możliwość uzyskania pewności, że jakakolwiek znacząca zmiana wyników jest spowodowana zmienną niezależną. Taką możliwość zapewnia losowy dobór uczestników do próby oraz takie planowanie eksperymentu, które ograniczy efekt oczekiwań eksperymentatora i uczestników. Dzięki temu tworzymy grupy o podobnym składzie, które traktowane są w ten sam sposób. Tym samym jakakolwiek różnica między grupami może zostać przypisana zmiennej niezależnej, co umożliwia nam stwierdzenie przyczynowości. Jeśli wykażemy, że wykorzystanie nowych technologii w nauczaniu daje takie same wyniki jak metody tradycyjne (a może nawet jest pod pewnymi względami skuteczniejsze), to możemy generalizować te wnioski i wykorzystać je np. w planowaniu efektywnej edukacji.

### Publikowanie badań

Gdy psycholog zakończy projekt badawczy, zazwyczaj chce podzielić się uzyskanymi przez siebie wynikami z innymi naukowcami. Robi to za pośrednictwem publikacji pracy poświęconej swojemu badaniu w czasopismach naukowych. Czasopisma naukowe zazwyczaj publikują recenzowane artykuły naukowe (ang. ) skierowane do osób zawodowo zajmujących się daną dziedziną oraz naukowców aktywnie zaangażowanych w pracę naukową.
Recenzowany artykuł jest czytany i oceniany przez kilku innych naukowców (zazwyczaj anonimowo) mających doświadczenie i znaczny dorobek w danej dziedzinie. Recenzenci przekazują informacje zwrotne, tj. swoje uwagi odnośnie do nadesłanej pracy, autorowi oraz redaktorowi danego czasopisma. Recenzenci skupiają się na istnieniu solidnych przesłanek do przeprowadzenia badania, jasnym opisie procedury badawczej oraz przestrzeganiu zasad etycznych. Jeśli występują jakiekolwiek nieścisłości czy naruszenia w zastosowanych metodach badawczych, założeniach czy interpretacji wyników, zwracają na nie uwagę. Ponadto recenzenci wypowiadają się na temat wartości, jaką przedstawia badanie dla rozwoju danej dyscypliny.
Pozwala to na uniknięcie duplikowania wyników badań w literaturze naukowej oraz, do pewnego stopnia, gwarantuje, że każdy nowy artykuł przedstawia nowe informacje. Na koniec redaktor pisma zbiera wszystkie opinie recenzentów i decyduje, czy artykuł zostanie opublikowany w nadesłanej formie (rzadki przypadek), z poprawkami czy w ogóle nie zostanie zaakceptowany do publikacji.
Recenzje zapewniają w pewnym stopniu kontrolę jakości badań psychologicznych. Źle przemyślane lub źle przeprowadzone badania zostają odrzucone, a nawet dobrze zaplanowane badanie może zostać ulepszone dzięki sugerowanym poprawkom. Recenzje gwarantują również, że badanie zostanie opisane wystarczająco jasno, by zapewnić jego powtarzalność (replikowalność) (ang. ), tak by inni naukowcy mogli powtórzyć dany eksperyment przy użyciu różnych prób w celu określenia rzetelności wykonania badania. Czasami powtórki badań są wzbogacane o dodatkowe kryteria, które rozszerzają pierwotne wyniki.
W każdym przypadku replikacja zapewnia nowe dowody w danym obszarze badawczym. Udane powtórzenia opublikowanego badania sprawiają, że naukowcy są bardziej skłonni posługiwać się jego wynikami, a wielokrotnie nieudane powtórzenia skutkują zazwyczaj wątpliwościami co do słuszności oryginalnego artykułu i zachęcają naukowców do opierania się na innych dowodach. W ostatnich latach mamy do czynienia z tzw. „kryzysem replikacji” (ang. ), który dotknął wiele dziedzin nauki, w tym psychologię. Niektórych z najbardziej znanych wyników badań (prowadzonych przez słynnych naukowców) nie udało się zreplikować (zob. dyskusja w: Shrout i Rodgers, 2018). Nawet zdobywczyni Nagrody Nobla, amerykańska chemiczka Frances Arnold, wycofała opublikowany artykuł, ponieważ miała trudności z odtworzeniem swoich wyników (3 stycznia 2020 r.).
Tego rodzaju przypadki skłoniły niektórych naukowców do współpracy i bardziej otwartej wymiany, a niektórzy twierdzą, że obecny „kryzys” w rzeczywistości służy podwyższeniu standardów tworzenia nauki i dostarczania rzetelnych wyników (Aschwanden, 2018; Rodgers i Shrout, 2018).

### Rzetelność i trafność

Rzetelność i trafność to wartości o ogromnym znaczeniu dla każdego procesu zbierania danych. Rzetelność (ang. ) danych oznacza możliwość dokładnego powtórzenia wyniku. W kontekście badań psychologicznych oznacza to, że każdy instrument czy narzędzie wykorzystane do gromadzenia danych można wielokrotnie wykorzystać w dokładny i powtarzalny sposób.
Istnieje wiele różnych rodzajów rzetelności. Niektóre z nich obejmują:
1. Spójność między oceniającymi (ang.
2. Spójność wewnętrzną (ang.
3. Spójność testu w czasie (ang.
Niestety, dokładny pomiar nie jest zawsze równoznaczny z poprawnym pomiarem. By zilustrować ten problem, posłużmy się przykładem wagi kuchennej, którą wykorzystamy do zmierzenia masy zjadanych co rano płatków śniadaniowych. Jeśli waga nie jest dobrze skalibrowana, będzie za każdym razem spójnie zawyżała lub zaniżała masę ważonych płatków. Choć waga bardzo dokładnie podaje wyniki (np. ta sama ilość odważanych płatków daje za każdym razem ten sam wynik), to jednak wyniki nie są poprawne. I tu w grę zaczyna wchodzić trafność. Trafność (ang. ) odnosi się do stopnia, w jakim dany instrument czy narzędzie mierzy to, co ma mierzyć. Podobnie jak w przypadku rzetelności testu, istnieje kilka rodzajów trafności. Najważniejsze z nich wymieniono poniżej:
1.
2.
Na przykład jedno z najpowszechniej wykorzystywanych narzędzi do pomiaru objawów stresu pourazowego (PTSD), Skala Wpływu Zdarzeń (ang. , w wersji pierwotnej ujmowało jedynie dwa z trzech definicyjnych objawów PTSD (obecność intruzji i unikania). Dopiero w zrewidowanej wersji IES - R (Weissi Marmar) uwzględniono trzy kluczowe wymiary PTSD, tj. intruzje, unikanie oraz pobudzenie – przejawiające się nadmierną czujnością oraz powracającymi, nieprzyjemnymi emocjami (Kosydar - Bochenek et al., 2016).
1.
Podczas gdy każdy trafny pomiar jest siłą rzeczy rzetelny, tak odwrotność tego twierdzenia nie zawsze jest prawdą. Badacze starają się wykorzystywać instrumenty, które są zarazem bardzo rzetelne i trafne.

### Podsumowanie

Korelacja opisywana jest za pomocą współczynnika korelacji r, który przyjmuje wartości od –1 do +1. Współczynnik korelacji wskazuje kierunek korelacji (dodatnia lub ujemna) oraz siłę związku między dwiema lub więcej zmiennymi. Korelacja nie mówi nam nic o przyczynowości bez względu na to, jak silny jest związek między zmiennymi. Mówi jedynie o współwystępowaniu zmiennych. Jedynym sposobem na wykazanie przyczynowości jest przeprowadzenie eksperymentu. Ludzie często popełniają błąd, twierdząc, że korelacje istnieją, podczas gdy nie mają one miejsca (mówimy wtedy o tzw. korelacji pozornej).
Badacze mogą sprawdzać hipotetyczne związki przyczynowo-skutkowe, przeprowadzając eksperymenty. W idealnym eksperymencie uczestnicy są wybierani losowo z populacji, której dotyczy eksperyment. Następnie są losowo przydzielani do grup. Czasami badacze i uczestnicy nie wiedzą, kto został przypisany do jakiej grupy, by uniknąć wpływu oczekiwań na wyniki eksperymentu.
W dobrze zaplanowanym eksperymencie jedyną różnicą między grupą eksperymentalną a grupą kontrolną jest działanie manipulacji eksperymentalnej w pierwszej grupie. Każda grupa przechodzi przez wszystkie fazy eksperymentu, ale każda doświadcza w innym stopniu oddziaływania zmiennej niezależnej: grupa eksperymentalna zostaje poddana manipulacji eksperymentalnej, a grupa kontrolna nie. Następnie badacz mierzy zmiany zachodzące w zmiennej zależnej w każdej grupie. Kiedy dane z obu grup zostaną zebrane, poddaje się je analizie statystycznej, by określić, czy zaistniały istotne różnice między grupami.
Psychologowie prezentują wyniki swoich badań w czasopismach naukowych. Publikowane w ten sposób badania są sprawdzone przez recenzentów – specjalistów z danej dziedziny. Ponadto do opublikowanych wyników mogą się odnieść wszyscy zainteresowani psychologowie. W ten sposób kontroluje się rzetelność prowadzonych badań. Replikacja badań odgrywa ważną rolę w potwierdzaniu słuszności opublikowanego badania. W dłuższym czasie tylko te wyniki, które dają się wielokrotnie powtórzyć, zostają przyjęte przez społeczność naukową.

### Review Questions

### Critical Thinking Questions


# Prowadzenie badań

## Etyka

W dzisiejszych czasach naukowcy są zgodni, że dobre badania to badania etyczne, szanujące godność człowieka i jego bezpieczeństwo. Jednak, jak przeczytasz poniżej, nie zawsze tak było. Współcześni badacze muszą wykazać, że prowadzone przez nich badanie jest etyczne. W tym podrozdziale powiemy, jak względy etyczne wpływają na planowanie i sposób przeprowadzania badań.

### Badania z udziałem ludzi

Każdy eksperyment, w którym ludzie są podmiotem badania, musi spełnić wiele surowych wymagań, mających zagwarantować bezpieczeństwo uczestników. W Polsce każda instytucja badawcza (zatem także uczelnie wyższe) powołuje własne komisje etyczne, których zadaniem jest opiniowanie projektów badawczych. W skład tych komisji wchodzą pracownicy naukowi danej jednostki. W Polsce dla dużych projektów badawczych finansowanych przez instytucje państwowe (a nie ze środków wewnętrznych uczelni) wiążąca jest opinia komisji etycznej z konkretnego ośrodka naukowego. Taką instytucją jest m.in. Narodowe Centrum Nauki (NCN).

Aby eksperyment został zaakceptowany przez komisję, musi spełnić określone wymogi. Przede wszystkim przed przystąpieniem do badania każdy jego uczestnik musi podpisać oświadczenie o świadomej zgodzie na udział w badaniu. Formularz świadomej zgody (ang. ) zawiera informację, czego uczestnik może się spodziewać podczas eksperymentu, jakie ryzyko jest z nim związane oraz jakie może mieć konsekwencje. Uczestnik zostaje również poinformowany, że jego udział w badaniu jest całkowicie dobrowolny oraz że ma możliwość wycofania się w każdej chwili bez jakichkolwiek zobowiązań. Ponadto świadoma zgoda gwarantuje całkowitą poufność zebranych w eksperymencie danych. W przypadku badań z udziałem osób poniżej 18. roku życia wymagana jest świadoma zgoda rodziców lub prawnych opiekunów.
Na procedurę, w trakcie której osoby na podstawie uzyskanych informacji decydują, czy uczestniczyć w badaniu, składają się cztery czynniki (wg Frankfort-Nachmias i Nachmias, 2001): kompetencja, dobrowolność, pełna informacja i zrozumienie.
1) Kompetencja zakłada, że decyzje podjęte przez osoby dojrzałe, sprawne intelektualnie, odpowiedzialne, którym ponadto udzielono wszelkich potrzebnych informacji na temat badania, są decyzjami właściwymi i niekwestionowanymi.
W przypadku, kiedy uczestnikami badania są osoby ze swej natury niebędące w stanie dokładnie zrozumieć zagadnień danego eksperymentu (np. z poważnymi zaburzeniami intelektualnymi/psychicznymi lub dzieci), należy podjąć dalsze kroki. Jeśli eksperyment może przynieść bezpośrednie korzyści dla osób biorących w nim udział (np. jeśli badany jest wpływ terapii), wówczas o możliwości uczestniczenia w badaniu zadecydować mogą opiekunowie prawni. Natomiast jeśli sytuacja badawcza nie zakłada ewentualnych korzyści dla osób badanych, a wręcz przeciwnie, wiąże się z pewnymi obciążeniami natury fizycznej czy emocjonalnej, to badanie nie powinno się odbyć.
2) Dobrowolność opiera się na założeniu, że udział osób w danym eksperymencie powinien być dobrowolny. Innymi słowy, decyzja o udziale w badaniu powinna zostać podjęta bez jakichkolwiek elementów przymusu, manipulacji czy nakłaniania. W naturalnych sytuacjach warunek taki wydaje się łatwy do spełnienia, jednak w przypadku badań przeprowadzanych np. w więzieniach, szpitalach czy szkołach dobrowolny udział uczestników nie jest już taki oczywisty. Nawet w sytuacji studentów, którym za udział w badaniach przyznawane są punkty za zajęcia (a na niektórych uczelniach wręcz mają obowiązek uczestnictwa), warunek dobrowolności jest dyskusyjny.
3) Pełna informacja zakłada poinformowanie uczestnika o wszelkich przewidywanych skutkach badania, zarówno pozytywnych, jak i negatywnych. Ponadto ważne jest udzielenie informacji o możliwości przerwania badania w dowolnym momencie, szczegółowe omówienie procedury badawczej oraz odpowiedź na wszelkie pytania. Co ważne, często sam badacz nie dysponuje całościową wiedzą na temat badania, np. nie jest w stanie przewidzieć wszelkich możliwych następstw.
4) Zrozumienie opiera się przede wszystkim na takim sposobie przedstawienia treści związanych z przebiegiem i celami badania, aby mieć pewność, że uczestnik właściwie je zrozumiał i otrzymał wyjaśnienie wszystkich swoich wątpliwości. Nacisk położony jest tu przede wszystkim na dostosowanie przekazu do danej osoby.
O ile w świadomej zgodzie opis tego, co dokładnie będą robili uczestnicy podczas eksperymentu, powinien być możliwie dokładny i wyczerpujący, o tyle czasami konieczne jest maskowanie. Kiedy znajomość dokładnych założeń badania mogłaby wpłynąć na wyniki eksperymentu, nie zdradza się ich uczestnikom. Maskowanie (ang. ) polega na celowym zatajeniu prawdziwego celu badania, a czasami nawet na wprowadzeniu w błąd uczestników, żeby zachować integralność eksperymentu, jednak nie w stopniu, który mógłby zostać uznany za szkodliwy.
Na przykład jeśli jesteśmy zainteresowani tym, w jaki sposób opinia o innych zależy od ich ubioru, wówczas w opisie eksperymentu moglibyśmy uciec się do maskowania, by znajomość celu badania nie wpłynęła na odpowiedzi uczestników. W przypadkach, w których badacze posłużyli się maskowaniem, na koniec badania uczestnicy muszą przejść procedurę wyjaśniania prawdziwego celu badania, czyli tzw. procedurę odkłamania (ang. ), podczas której otrzymują pełne i zgodne z prawdą informacje o celu eksperymentu, o sposobie, w jaki zebrane dane zostaną wykorzystane, o powodach, dla których maskowanie było konieczne, oraz możliwościach uzyskania dodatkowych informacji na temat badania. Często procedura odkłamania zawiera także spotkanie z uczestnikami eksperymentu, w trakcie którego następuje omówienie ewentualnego wpływu badania na ich dobrostan psychiczny oraz – w razie konieczności – zapewnienie im wsparcia psychologicznego.

### Badania z udziałem zwierząt

Wielu psychologów prowadzi badania z udziałem zwierząt. Badacze często wykorzystują gryzonie () lub ptaki jako przedmioty swoich eksperymentów – Amerykańskie Towarzystwo Psychologiczne (APA) szacuje, że są one wykorzystywane w 90% wszystkich badań z udziałem zwierząt (ang. ) z dziedziny psychologii (Amerykańskie Towarzystwo Psychologiczne, n.d.). Ponieważ wiele podstawowych procesów u zwierząt i ludzi jest w wystarczającym stopniu podobnych, zwierzęta są akceptowane w zastępstwie człowieka w badaniach, w których udział ludzi zostałby uznany za nieetyczny.
Badania dotyczące zwierząt dopuszczają nieco większą swobodę badawczą, na przykład w kontekście zadawania cierpienia. W przypadku ludzi jest to czynnik bezwzględnie uniemożliwiający przeprowadzenie badania – projekt, w którym zaznaczone jest, że dana jednostka może odczuwać cierpienie (różnie rozumiane), zostaje wykluczony i nie dopuszcza się do jego realizacji; natomiast w przypadku zwierząt mówi się o zminimalizowaniu w jak największym stopniu cierpienia oraz dopuszczeniu takich badań do realizacji tylko w wyjątkowych, głęboko uzasadnionych przypadkach (Frankfort-Nachmias i Nachmias, 2001).
Nie oznacza to, że badacze prowadzący eksperymenty z udziałem zwierząt nie podlegają wymogom etycznym. Wręcz przeciwnie, humanitarne i etyczne traktowanie zwierząt jest podstawowym wymogiem dla tego typu badań. Badacze muszą je zaplanować w taki sposób, by zminimalizować ból i stres, którego w ich efekcie doświadczą zwierzęta.
W Polsce każdy projekt badawczy z udziałem zwierząt (podobnie jak z udziałem ludzi) musi uzyskać pozytywną opinię komisji etyki właściwej dla danej jednostki. Ponadto obowiązują nadrzędne ustawy, takie jak Ustawa z 21 stycznia 2005 roku o doświadczeniach na zwierzętach oraz Ustawa z dnia 15 stycznia 2015 roku o ochronie zwierząt wykorzystywanych do celów naukowych lub edukacyjnych. W szczególności ostatnia z wymienionych poświęcona jest opisywanemu zagadnieniu, a jej postanowienia stanowią wykonanie Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/63/UE z dnia 22 września 2010 roku w sprawie ochrony zwierząt wykorzystywanych do celów naukowych (Żukowski, 2017).
Przywołana powyżej ustawa, pozostając w zgodności z zaleceniami Unii Europejskiej, przewiduje:
1. ograniczenie doświadczeń na zwierzętach do minimum przy założeniu zwiększenia wykorzystania metod alternatywnych,
2. określenie celów, które uzasadniają prowadzenie na zwierzętach procedur doświadczalnych zgodnie z zakresem systemu nadzoru etycznego w celu wykonania przepisu ustawy,
3. ustalenie pochodzenia gatunków zwierząt dopuszczonych do wykorzystania w celach naukowych (ogranicza się udział np. zwierząt dzikich, bezdomnych oraz ssaków naczelnych),
4. określenie niezbędnych kwalifikacji personelu naukowego i technicznego, który bierze udział w projektowaniu i przeprowadzaniu doświadczeń oraz sprawuje nadzór nad dobrostanem zwierząt, jak również osób, które wchodzą w skład komisji etycznych,
5. określenie kryteriów oceny etycznej projektów doświadczeń i normalizację procedury takiej oceny,
6. określenie sankcji,
7. zmiany w strukturze i sposobie funkcjonowania komisji etycznych ds. doświadczeń na zwierzętach.
Ogólnie rzecz biorąc, standardy w badaniach nad zwierzętami dążą do wprowadzenia trzech kluczowych zasad: 1) zastąpienia (), 2) zmniejszenia () oraz 3) doskonalenia ().
Zasada zastąpienia przewiduje, że badania z udziałem zwierząt należy prowadzić tylko w przypadkach, kiedy nie jest możliwe lub jest nieracjonalne zastosowanie innej metody badawczej.
Zasada zmniejszenia zakłada wykorzystanie jak najmniejszej liczby zwierząt w procedurach doświadczalnych i naukowych. Sposobem na zmniejszenie tej liczby jest m.in. wielokrotne przeprowadzanie procedur na tych samych zwierzętach, o ile nie wiąże się to z pogorszeniem ich dobrostanu.
Zasada doskonalenia polega na poprawie zarówno metod hodowli, jak i samych procedur badawczych tak, aby wykluczyć lub zminimalizować potencjalny ból, stres i cierpienie zwierzęcia (Żukowski, 2017).

### Summary

Etyka w badaniach naukowych wciąż ewoluuje. Praktyki, które były akceptowane lub tolerowane w przeszłości, dziś są uznawane za nieetyczne. Podczas eksperymentów z udziałem ludzi badacze muszą przestrzegać podstawowych wymogów etycznych. Każdy eksperyment z udziałem ludzi musi uzyskać akceptację komisji etycznej danej jednostki naukowej. Udział w nim jest dobrowolny i wymaga świadomej zgody uczestników. Jeśli w ramach eksperymentu posłużono się maskowaniem, to każdy uczestnik musi przejść procedurę wyjaśniania prawdziwego celu badania po jego zakończeniu (procedurę odkłamania).
Badania z udziałem zwierząt również odbywają się z zachowaniem wysokich standardów etycznych. Badacze wykorzystujący zwierzęta jako obiekty eksperymentów muszą zaplanować badania tak, by wynikający z nich ból został zminimalizowany. Badania z udziałem zwierząt również wymagają zgody komisji etycznej, są także regulowane rozporządzeniami państwowymi.

### Review Questions

### Critical Thinking Questions

### Personal Application Questions


# Biopsychologia

## Wprowadzenie

Czy zdarzyło ci się kiedyś rozłożyć jakieś urządzenie na czynniki pierwsze, żeby dowiedzieć się, jak działa? Wielu z nas kiedyś tak zrobiło, żeby naprawić zepsuty mechanizm, albo nawet z czystej ciekawości. Wnętrze maszyny często bardzo różni się od tego, co nazywamy interfejsem użytkownika. Przecież zwiększając głośność w smartfonie, mało kto na co dzień myśli o obwodach i mikroczipach; chcemy tylko uzyskać odpowiednie natężenie dźwięku. Podobnie jest z ludzkim ciałem. Wewnętrzne mechanizmy często różnią się od zewnętrznych przejawów ich działania. Zadaniem psychologów jest odnalezienie związku między tym, co na zewnątrz, a tym, co w środku, np. odkrycie, w jaki sposób wyładowania milionów neuronów stają się myślą.
W tym rozdziale spróbujemy wyjaśnić biologiczne mechanizmy warunkujące ludzkie zachowania. Te fizjologiczne i anatomiczne fundamenty stanowią podstawę wielu dziedzin psychologii. Z tego rozdziału nauczysz się, w jaki sposób genetyka wpływa zarówno na naszą fizjologię, jak i na cechy psychiczne. Poznasz budowę i działanie układu nerwowego. Na koniec dowiesz się, jak współdziała on z układem wewnątrzwydzielniczym.

### References

Arnst, C. (2003, November). Commentary: Getting rational about health-care rationing. Bloomberg Businessweek Magazine. Retrieved from http://www.businessweek.com/stories/2003-11-16/commentary-getting-rational-about-health-care-rationing.
Berridge, K. C., & Robinson, T. E. (1998). What is the role of dopamine in reward: Hedonic impact, reward learning, or incentive salience? Brain Research Reviews, 28, 309–369.
Chandola, T., Brunner, E., & Marmot, M. (2006). Chronic stress at work and the metabolic syndrome: A prospective study. BMJ, 332, 521–524.
Comings, D. E., Gonzales, N., Saucier, G., Johnson, J. P., & MacMurray, J. P. (2000). The DRD4 gene and the spiritual transcendence scale of the character temperament index. Psychiatric Genetics, 10, 185–189.
Confer, J. C., Easton, J. A., Fleischman, D. S., Goetz, C. D., Lewis, D. M. G., Perilloux, C., & Buss, D. M. (2010). Evolutionary psychology: Controversies, questions, prospects, and limitations. American Psychologist, 65, 110–126.
Gaines, C. (2013, August). An A-Rod suspension would save the Yankees as much as $37.5 million in 2014 alone. Business Insider. Retrieved from http://www.businessinsider.com/an-a-rod-suspension-would-save-the-yankees-as-much-as-375-million-in-2014-2013-8.
Gardner, E. L. (2011). Addiction and brain reward and antireward pathways. Advances in Psychosomatic Medicine, 30, 22–60.
George, O., Le Moal, M., & Koob, G. F. (2012). Allostasis and addiction: Role of the dopamine and corticotropin-releasing factor systems. Physiology & Behavior, 106, 58–64.
Glaser, R., & Kiecolt-Glaser, J. K. (2005). Stress-induced immune dysfunction: Implications for health. Nature Reviews Immunology, 5, 243–251.
Gong, L., Parikh, S., Rosenthal, P. J., & Greenhouse, B. (2013). Biochemical and immunological mechanisms by which sickle cell trait protects against malaria. Malaria Journal. Advance online publication. doi:10.1186/1475-2875-12-317.
Hardt, O., Einarsson, E. Ö., & Nader, K. (2010). A bridge over troubled water: Reconsolidation as a link between cognitive and neuroscientific memory research traditions. Annual Review of Psychology, 61, 141–167.
Macmillan, M. (1999). The Phineas Gage Information Page. Retrieved from http://www.uakron.edu/gage.
March, J. S., Silva, S., Petrycki, S., Curry, J., Wells, K., Fairbank, J., .Burns, B., Domino, M., McNulty, S., Vitiello, B., Severe, J. (2007). The treatment for adolescents with depression study (TADS): Long-term effectiveness and safety outcomes. Arch Gen Psychiatry, 64, 1132–1143.
Mustanski, B. S., DuPree, M. G., Nievergelt, C. M., Bocklandt, S., Schork, N. J., & Hamer, D. H. (2005). A genome wide scan of male sexual orientation. Human Genetics, 116, 272–278.
National Institute on Drug Abuse. (2001, July). Anabolic steroid abuse: What are the health consequences of steroid abuse? National Institutes of Health. Retrieved from http://www.drugabuse.gov/publications/research-reports/anabolic-steroid-abuse/what-are-health-consequences-steroid-abuse.
Squire, L. R. (2009). The legacy of patient H. M. for neuroscience. Neuron, 61, 6–9.
Tienari, P., Wynne, L. C., Sorri, A., et al. (2004). Genotype-environment interaction in schizophrenia spectrum disorder: long-term follow-up study of Finnish adoptees. British Journal of Psychiatry, 184, 216–222.
University of Utah Genetic Science Learning Center. (n.d.). What are genetic disorders? Retrieved from https://learn.genetics.utah.edu/content/disorders.


# Biopsychologia

## Genetyka człowieka

Psychologowie studiują genetykę, by lepiej zrozumieć biologiczne podstawy niektórych zachowań. I chociaż organizm każdego z nas jest zbudowany z tych samych elementów – mózgu, komórek z materiałem genetycznym – przejawem ich funkcjonowania jest bardzo szeroki wachlarz zachowań, myśli i reakcji.
Dlaczego z dwojga ludzi zakażonych tym samym zarazkiem jedno przeżywa, a drugie poddaje się chorobie? Jak choroby genetyczne przekazywane są z pokolenia na pokolenie? Czy choroby psychiczne takie jak depresja lub schizofrenia mogą mieć podłoże genetyczne? Do jakiego stopnia cechy psychiczne mogą wpływać na takie choroby jak otyłość dziecięca?
By znaleźć odpowiedzi na te pytania, zacznijmy od choroby genetycznej zwanej anemią sierpowatą (ang. ) i zastanówmy się, jak może ona objawiać się u dwóch chorujących na nią sióstr. Anemia sierpowata to genetyczna przypadłość, w której czerwone krwinki (erytrocyty), prawidłowo okrągłe, przybierają kształt sierpa (). Zmiana kształtu (w wyniku zmienionej budowy hemoglobiny – białka transportującego tlen we krwi) wpływa na funkcję: krwinki sierpowate mogą zatykać drobne naczynia krwionośne, tamując w nich przepływ krwi. Skutkiem jest wysoka gorączka, silny ból, obrzęk i uszkodzenie tkanek oraz niedokrwistość.
Wiele osób z anemią sierpowatą – nosicieli wywołującej ją mutacji genetycznej – umiera w młodym wieku. Choć dobór naturalny sugerowałby, że chorzy mają niski współczynnik przeżywalności, a zatem choroba z czasem powinna stawać się coraz rzadsza, w rzeczywistości tak nie jest. Mimo negatywnych efektów związanych z tą genetyczną mutacją kodujący ją gen pozostaje stosunkowo rozpowszechniony wśród osób pochodzenia afrykańskiego. Dlaczego? Spróbujmy to wyjaśnić na przykładzie dwóch młodych kobiet.
Niech jedna ma na imię Luwi, a druga Sena. Są siostrami i mieszkają w wiosce w Zambii. Luwi jest nosicielką genu anemii sierpowatej, Sena – nie. Nosiciele mają jedną kopię genu wywołującego chorobę, ale w normalnych okolicznościach nie chorują. Objawy pojawiają się u nich, tylko jeśli są bardzo odwodnieni albo niedotlenieni (np. podczas wysokogórskiej wspinaczki). Uważa się, że nosiciele są odporni na malarię (często śmiertelną chorobę rozpowszechnioną w tropikach), ponieważ zmiany w ich krwi i układzie odpornościowym uniemożliwiają rozwój zarodźcowi malarii (Gong, Parikh, Rosenthal, Greenhouse, 2013). Pełnoobjawowa anemia sierpowata (wynikająca z posiadania dwóch kopii felernego genu) takiej ochrony nie zapewnia.
W drodze powrotnej ze szkoły obie siostry zostają pogryzione przez zakażone pasożytem malarii komary. Luwi jest odporna na zakażenie malarią, gdyż jest nosicielką genu anemii sierpowatej. Tymczasem Sena zapada na malarię i po dwóch tygodniach umiera. Luwi żyje dalej, zostaje matką i może przekazać mutację swoim dzieciom.
W Polsce od 1968 roku malaria praktycznie nie występuje, więc zmutowany gen nie ma żadnej wartości: jego obecność ujawnia się głównie w postaci problemów zdrowotnych, niewielkich u nosicieli, ciężkich przy pełnoobjawowej chorobie, a nie daje żadnych korzyści. Sytuacja w innych rejonach świata jest jednak odmienna. W Afryce, gdzie malaria jest powszechna, posiadanie mutacji anemii sierpowatej jest dla nosicieli korzystne.
Powyższa historia dotycząca malarii pasuje do teorii ewolucji poprzez dobór naturalny (ang. ) sformułowanej przez Karola Darwina (1809–1882) (). Najprościej rzecz ujmując, teoria ta głosi, że przeżywają organizmy lepiej przystosowane do środowiska i to one rozmnażają się, podczas gdy gorzej przystosowane po prostu wymierają. W naszym przykładzie z malarią widzimy, że u Luwi mutacja ma duży walor adaptacyjny w jej afrykańskiej ojczyźnie; gdyby jednak mieszkała w Polsce (gdzie malaria praktycznie nie występuje), stałaby się kosztownym brzemieniem; jej potomkowie z dużym prawdopodobieństwem zachorowaliby na anemię, a i u niej samej zapewne pojawiłyby się niewielkie problemy zdrowotne.

### Zmienność genetyczna

Zmienność genetyczna między osobnikami jest tym, co przyczynia się do adaptacji gatunku do środowiska. U ludzi ta zmienność zaczyna się od komórki jajowej, około stu milionów plemników i zapłodnienia. Płodne kobiety jajeczkują mniej więcej co miesiąc, uwalniając komórkę jajową z pęcherzyka w jajniku. Gdy komórka jajowa wędruje z jajnika przez jajowód do macicy, plemnik ma szansę ją zapłodnić.
Zarówno komórka jajowa, jak i plemnik zawierają po 23 chromosomy. Chromosomy (ang. ) to długie łańcuchy materiału genetycznego znanego jako kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) (ang. ). DNA ma kształt helisy (spirali) i jest zbudowane z nukleotydów. W każdym chromosomie fragment łańcucha DNA o charakterystycznej sekwencji nukleotydów tworzy gen (ang. ). Geny kontrolują całkowicie lub częściowo szereg widocznych cech, takich jak kolor oczu, włosów itp. Pojedynczy gen może mieć różne odmiany, zwane allelami. Allel (ang. ) to swoista wersja genu. Zatem określony gen może kodować taką cechę, jak kolor włosów, zaś różne allele tego genu sprawiają, że każdy z nas ma taki a nie inny kolor.
Gdy dochodzi do przeniknięcia plemnika do komórki jajowej, zawarte w nich chromosomy łączą się, tworząc 23 pary chromosomów. Każde z rodziców dostarcza zatem potomkowi połowy genetycznej informacji; fizyczne cechy dziecka (nazywane fenotypem) są więc efektem interakcji materiału genetycznego pochodzącego od rodziców (zwanego genotypem). Genotyp (ang. ) osoby to inaczej zespół jej wszystkich genów odziedziczony po rodzicach, fenotyp (ang. ) zaś to zespół cech (fizjologicznych, anatomicznych, psychicznych itp.) danej osoby, będących skutkiem interakcji genotypu i środowiska ().
Większość cech to efekt działania wielu genów, ale są i takie, które kontroluje tylko jeden. Na przykład na to, czy będziemy mieć dołek w podbródku (ang. ), wpływa tylko jeden gen, dziedziczony po każdym z rodziców. Nazwijmy gen dołka w podbródku „B”, a gen braku dołka – „b”. Dołek w podbródku to cecha dominująca, co oznacza, że niezależnie od tego, czy dominujący allel (ang. ) odziedziczymy po jednym (Bb), czy też po obojgu rodzicach (BB), nasz fenotyp będzie świadczyć o jego występowaniu (będziemy mieli dołek w podbródku). Gdy ktoś ma dwa allele identyczne, określany jest mianem homozygoty (ang. ) względem tego allelu. Z kolei gdy ktoś ma dwa różne allele tego samego genu, to takiego osobnika nazywa się heterozygotą (ang. ). Gładki podbródek to cecha recesywna, co znaczy, że taki fenotyp uwidoczni się tylko u kogoś, kto jest homozygotą względem tego recesywnego allelu (ang. ) (bb).
Wyobraźmy sobie, że kobieta z dołkiem w podbródku zostaje partnerką mężczyzny, który takiego dołka nie ma. Jaki podbródek będą mieć ich dzieci? To zależy od tego, jaką kombinację alleli ma każde z rodziców. Jeśli kobieta jest homozygotą (BB), jej potomstwo zawsze będzie mieć podbródek z dołeczkiem. Jeśli jednak jest dla tego genu heterozygotą (Bb), sprawa się nieco komplikuje. Ojciec ma gładki podbródek, więc musi być homozygotą dla recesywnego allelu (bb), a to daje potomstwu 50% szans na dołek w podbródku i drugie tyle na podbródek gładki ().
Anemia sierpowata to tylko jedna z licznych chorób genetycznych wywołanych obecnością dwóch genów recesywnych. W przypadku fenyloketonurii (ang. ) (PKU) dotknięty nią osobnik nie posiada enzymu przekształcającego szkodliwe aminokwasy w nieszkodliwe związki. Bez leczenia grożą mu poważne deficyty poznawcze, drgawki i podwyższone ryzyko rozmaitych zaburzeń psychicznych. PKU jest cechą recesywną, więc by dziecko było dotknięte chorobą, każde z rodziców musi posiadać przynajmniej jedną kopię takiego recesywnego allelu ().
Do tej pory omówiliśmy cechy, za które odpowiada tylko jeden gen, ale niewiele ludzkich cech jest kontrolowanych w taki sposób. Większość cech jest wielogenowych (poligenowych) (ang. ), czyli jest warunkowana przez więcej niż jeden gen. Przykładami cech wielogenowych są: wzrost, kolor skóry czy masa ciała.
Skąd się biorą geny odpowiedzialne za takie choroby jak PKU? Ich źródłem są mutacje. Mutacją (ang. ) nazywamy nagłą, stałą zmianę w genie. Choć wiele mutacji jest szkodliwych, a nawet śmiertelnych, raz na jakiś czas pojawia się taka, która daje właścicielowi przewagę nad tymi, którzy takiej mutacji nie posiadają. Przypomnij sobie, że zgodnie z teorią ewolucji osobniki najlepiej przystosowane do środowiska, w którym żyją, płodzą więcej potomstwa i mają większą szansę na przekazanie swoich genów przyszłym pokoleniom. By taki proces mógł mieć miejsce, musi zachodzić konkurencja. Mówiąc dokładniej: musi istnieć różnorodność genetyczna (a co za tym idzie różnorodność cech fenotypowych) wymuszająca zmienność przystosowań do środowiska. Gdyby populacja składała się z identycznych osobników, każda nagła, duża zmiana otoczenia w taki sam sposób wpływałaby na wszystkich. Nie byłoby różnic. Nie byłoby selekcji. Różnorodność genów i kodowanych przez nie cech sprawia, że w obliczu takich zmian środowiska niektóre osobniki radzą sobie nieco lepiej niż inne. To daje najlepiej przystosowanym zauważalną przewagę, jeśli chodzi o skuteczne rozmnażanie się i przekazywanie genów.

### Interakcje geny–środowisko

Geny nie działają w próżni. Choć wszyscy jesteśmy żywymi organizmami, istniejemy w środowisku, które jest niezwykle istotne w określaniu nie tylko tego, kiedy i jak nasze geny dochodzą do głosu, ale także tego, jaka kombinacja genów da jaką cechę. Każdy z nas uczestniczy w wyjątkowej interakcji między własnym genotypem a środowiskiem, w którym żyje.
Jednym ze sposobów opisu tej interakcji jest koncepcja zakresu (normy) reakcji. Zakres reakcji (ang. ) oznacza, że nasze geny wyznaczają granice, w ramach których możemy działać, otoczenie zaś oddziałuje z genami, by określić, gdzie dokładnie w tych granicach się znajdziemy. Jeśli np. genotyp osobnika predysponuje go do osiągnięć intelektualnych, i taki osobnik będzie się wychowywać w bogatym, stymulującym otoczeniu, będzie mieć większe szanse na osiągnięcie pełni swojego potencjału, niż gdyby wzrastał w ubogim otoczeniu, pozbawionym bodźców stymulujących. Zgodnie z koncepcją zakresu reakcji geny wyznaczają nieprzekraczalne granice potencjału, a środowisko określa, ile z tego potencjału uda się osiągnąć. Niektórzy nie zgadzają się z tą teorią i twierdzą, że geny nie wyznaczają granic potencjału jednostki.
Inną perspektywę interakcji między genami a środowiskiem daje koncepcja korelacji genotyp–środowisko (ang. ). Najprościej rzecz ujmując, mówi ona, że nasze geny wpływają na otoczenie zewnętrzne, a otoczenie wpływa na ekspresję naszych genów (). Nie chodzi tylko o interakcję między nimi, jak w teorii o zakresie reakcji, ale o wzajemne wpływy. Np. dziecko koszykarza z ligi pewnie od wczesnego dzieciństwa będzie trenować ten sport, co może pozwolić mu wykorzystać wrodzone zdolności. Jak widać, geny, które dziecko dostało od rodzica, wpływają na otoczenie, w którym ono wzrasta, otoczenie zaś jest dobrze przygotowane, by pomóc dziecku wykorzystać genetyczny potencjał.
Inne podejście do interakcji genów ze środowiskiem reprezentuje epigenetyka (ang. ). Bada ona nie sam genotyp, lecz to, jak jeden i ten sam zestaw genów może się uaktywniać na różne sposoby. Innymi słowy naukowcy badają, w jaki sposób ten sam genotyp może dawać różne fenotypy. Jak już wcześniej wspomniano, na ekspresję genów często wpływa środowisko i to w sposób nie do końca oczywisty. Bliźnięta jednojajowe (ang. ) na przykład mają taki sam genotyp: powstają z pojedynczej, zapłodnionej komórki jajowej, która dzieli się na dwa organizmy, więc materiał genetyczny jest w obu dokładnie taki sam; w przeciwieństwie do nich bliźnięta dwujajowe (ang. ) powstają z dwóch niezależnych komórek jajowych zapłodnionych przez dwa różne plemniki, więc ich materiał genetyczny różni się tak samo jak u rodzeństwa w różnym wieku. Ale nawet przy identycznych genach pozostaje niewiarygodna zmienność ekspresji tych genów w ciągu życia każdego z bliźniaków jednojajowych. Czasem jedno ulega jakiejś chorobie, a drugie nie. Przykład? Aliya, jedna z pary bliźniąt jednojajowych, zmarła na raka w wieku 7 lat, natomiast jej siostra, dziś dziewiętnastoletnia, nigdy raka nie miała. Choć geny obu dziewcząt były identyczne, ich fenotypy różniły się na skutek różnic w ekspresji informacji genetycznej w czasie. Hipotezy epigenetyki dotyczące interakcji genów ze środowiskiem bardzo różnią się od tych związanych z zakresem reakcji. Dla epigenetyka genotyp nie jest bowiem czymś stałym i niezmiennym.
Geny wpływają nie tylko na nasze cechy fizyczne. Naukowcy znaleźli związki między genami a szeregiem zmiennych, od podstawowych cech osobowości przez orientację seksualną po duchowość (przykłady znajdziesz np. u: Mustanski et al., 2005; Comings, Gonzales, Saucier, Johnson, MacMurray, 2000). Geny są też związane z temperamentem i szeregiem zaburzeń psychicznych, takich jak depresja i schizofrenia. Więc choć to prawda, że stanowią dla naszych komórek, tkanek i narządów coś w rodzaju biologicznej matrycy, wywierają też znaczący wpływ na nasze doświadczenia i zachowania.
Mając w pamięci trzy poglądy na interakcję genów ze środowiskiem, przyjrzyjmy się teraz poniższym danym dotyczącym schizofrenii. Który pogląd twoim zdaniem najlepiej wyjaśnia te dowody?
W badaniu obejmującym oddane do adopcji dzieci wykazano, że te z nich, które wzrastały w zaburzonym środowisku rodzinnym, a ich matki biologiczne cierpiały na schizofrenię, miały wyższe ryzyko rozwoju schizofrenii (ang. ) lub innej psychozy niż którakolwiek z innych grup uczestniczących w badaniu.
1.
          u dzieci adoptowanych, których biologiczne matki cierpiały na schizofrenię (wysokie ryzyko genetyczne) i wzrastały w zaburzonym środowisku rodzinnym, ryzyko rozwoju schizofrenii wynosiło 36,8%

2.
          u dzieci adoptowanych, których biologiczne matki cierpiały na schizofrenię (wysokie ryzyko genetyczne) i wzrastały w zdrowym otoczeniu, ryzyko rozwoju schizofrenii wynosiło 5,8%

3.
          u dzieci adoptowanych niskiego ryzyka (biologiczne matki nie cierpiały na schizofrenię), które wzrastały w zaburzonym środowisku rodzinnym, ryzyko rozwoju schizofrenii wynosiło 5,3%

4.
          u dzieci adoptowanych niskiego ryzyka (biologiczne matki nie cierpiały na schizofrenię), które wzrastały w zdrowym otoczeniu, ryzyko rozwoju schizofrenii wynosiło 4,8% (Tienari et al., 2004)

To badanie pokazuje, że adoptowane dzieci o wysokim ryzyku genetycznym były szczególnie narażone na rozwój schizofrenii wtedy, gdy wzrastały w zaburzonym środowisku rodzinnym. Wspiera ono pogląd, że do rozwoju tej choroby potrzebna jest zarówno podatność genetyczna, jak i stres środowiskowy, i że same geny nie decydują o rozwoju schizofrenii.

### Podsumowanie

Geny to fragmenty cząsteczki DNA kodujące określoną cechę. Odmienne wersje jednego genu nazywamy allelami. Czasem allele możemy sklasyfikować jako dominujące bądź recesywne. Allel dominujący zawsze daje dominujący fenotyp. By ujawnił się fenotyp recesywny, osobnik musi być homozygotą względem allelu recesywnego. Geny wpływają zarówno na cechy fizyczne, jak i psychiczne. O tym, jak i kiedy gen się ujawni (fachowo: ulegnie ekspresji) i jaki będzie tego efekt (zarówno w zakresie cech fizycznych, jak i psychicznych), decyduje interakcja genów ze środowiskiem, w którym żyjemy.

### Review Questions

### Critical Thinking Questions

### Personal Application Questions