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如何让实验结果可重复?听这位CNS发到手软的顶级科学家怎么说

近年来,科研论文结果难以重复的问题引起了广泛的关注,各大期刊纷纷对此进行了报道。那么如何让实验结果可重复呢?我们一起来听听这位CNS发到手软的顶级科学家怎么说。

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Yusuf A. Hannun,纽约石溪大学癌症中心的主任

图源:https://www.lihti.net/yusuf-hannun


在我负责基础生物学实验室的三年中,我也有过同样的经历。作为一名科学家,我最大的挫败感之一,就是真的很难分辨出哪些结果是足够可靠的,以便在此基础上继续进行研究。当我指导那些青年科学家时,我一直努力提高他们发现不可重复结果的技能。例如,已发表的论文图像裁剪得很奇怪,或者声明提到可重复性尽管如此,我的学生仍然浪费了数十年的研究时间,去追逐那些无法证实的结果。科研工作仿佛进入了一场“屠龙”循环的怪圈。


目前,科研界已经意识到了实验结果难以重复的问题,并且对此采取了无数改善措施。例如:更好的报告,更好的职业激励,将探索性工作与验证性工作分开,以及为大型合作验证性实验开发基础设施。

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模糊的实验方案是研究人员遇到的复制障碍之一

图片来源:Patrick Hertzog/AFP/Getty


2022年关已至,新的一年,新的气象,更要思考未来如何改进实验结果不可重复问题。一个最本质的要求是提高文章的可信度。对此,我提出了两种新方法。


首先,每项已发表的研究都应阐明具体的可检验结论。在我的领域——癌症生物学——总的结论可能是酶Y调节癌症中的细胞迁移。这可以建立在一系列实验结果中,每个结果都应以定量的方式列出,并带有相关的指标。例如:(a) 化合物X在体外抑制Y,Ki(抑制的生化指标)为300 nM;(b) 化合物X抑制细胞中的Y,IC50(抑制50%的浓度)为1 μM;(c) 化合物X抑制细胞迁移,IC50为1 μM;(d) 敲除Y基因抑制细胞迁移> 50%。像上面这样的每句话都应包含一个“可重复部分”,这部分可以置于文末,放在“离散可验证观察概要”模块中。作者可以添加附件,在其中列出当前工作过程中验证的其他课题组工作中的特定可重复部分。


这样做的目的是让作者对他人工作给出明确的可检测式陈述。反过来,这会促使作者更清晰地阐明所需的实验条件。例如,详细说明结果是在一种细胞系还是几种癌细胞系中获得的。同时,这也将有利于如何进一步进推动研究工作(例如,在其他细胞类型中的检测结果)。

图源: David Parkins


其次,我建议科学家从文献中提取这些离散的观察结果,并将它们编译到一个可重复注册表中,该注册表可以列入本科或研究生实验室课程中。我的工作重点是生物活性脂质,主要研究它们在细胞信号通路中的作用,以及这些通路在癌症中是如何出错的。除了与许多博士后和研究生一起工作外,我还培训和指导了大约150名本科生和高中生。让受训人员学习可重复注册表是非常有意义的事情。这样的培训计划会让研究人员能够熟练地识别出不可重复的实验,避免“踩坑”,从加快产出科学成果。


可重复注册表具有很多好处首先,需要明确实验的哪些部分是可复制的,将减少夸大和过度概括结果的行为。当一组研究人员表明无法重复另一组的“工作”时,这可能会避免一些“口舌之争”。其次,如果有其他人进行重复工作,这会鼓励研究人员更完整地描述他们的实验。第三,受训者将学会以独立的思维评判生物科学的实验性质(目前对本科生的教育,还局限于强调现有知识体系的重要性,而不是其是如何构建的)。第四,可重复注册表有利于其他人判断某些结果是否已被重复,并可能揭示实验工作中一些“微妙”的要求,让实验得以顺利进行。另一方面,对于负责更新注册表的研究生和实习生,将获得实验可重复的实际见解。


当系统中有太多数据无法复制时,“学术灌水”就会犹如洪水猛兽般势不可挡,从而使学术界演变成“垃圾进,垃圾出”的大染缸。然而,一旦有了可重复注册表,那么合成和生物信息学技术将更具生产力和预测性。


当然,我这个想法也有一定的局限性。有些技术过于专业,有些实验过于昂贵,且资源密集,从而使重复具有一定的困难。在这些情况下,可重复注册表仍然有用,因为它可以阐明工作的特定单元,并且若研究结果对社会至关重要,则可能会促使研究者重点重复某一部分工作。这还将确立优先权,即在文章发表时只需要简单地要求提供可重复注册声明,那么就会促进研究人员报告在哪些条件下,哪些内容是可复制的。仅仅做到这一点,就可以让科研人员避免很多徒劳的工作。


参考文献:

https://doi.org/10.1038/d41586-021-03707-9


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