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淺談動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)研究中不可忽視的盲實(shí)驗(yàn)法
閱讀：1814 發(fā)布時(shí)間：2020-12-25摘要：被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科中的盲實(shí)驗(yàn)法，是一種為避免由于人為主觀性而對實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果產(chǎn)生偏差的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。然而，該方法在動(dòng)物行為研究領(lǐng)域一直不被重視。近年來有學(xué)者逐漸意識(shí)到這個(gè)問題，并通過文獻(xiàn)綜述和分析，發(fā)現(xiàn)大部分需要采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究均忽略了此設(shè)計(jì)方法，使得其研究結(jié)果的效應(yīng)量明顯高于采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究，說明實(shí)驗(yàn)中觀測者的主觀偏見對研究結(jié)果造成了影響。本文通過對盲實(shí)驗(yàn)法的介紹，強(qiáng)調(diào)了其在動(dòng)物行為研究中的重要性，并對其在該研究領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和建議。
在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如何排除人為干擾和人為主觀性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是非常重要的，一旦實(shí)驗(yàn)結(jié)果包含這些不利因素所引起的效應(yīng)，其可靠性將大打折扣，甚至?xí)贸?相悖和錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，除了實(shí)驗(yàn)組，對照組被普遍應(yīng)用于科學(xué)研究中，以排除人為干擾或其他變量的影響（Johnson et al. 2002）。盲實(shí)驗(yàn)法（blinded methods）是一種為了避免由于人為主觀性而對實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果產(chǎn)生偏差的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（Holman et al. 2015）。該實(shí)驗(yàn)法被普遍應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科，具有舉足輕重的地位，然而，在動(dòng)物行為學(xué)研究領(lǐng)域，
該方法卻被過度忽視（Tuyttens et al. 2014）。近年來有學(xué)者逐漸意識(shí)到這種現(xiàn)象，并通過對動(dòng)物行為研究相關(guān)文獻(xiàn)的綜合分析，揭示了盲實(shí)驗(yàn)法的缺失對動(dòng)物行為研究所帶來的負(fù)面影響（van Wilgenburg et al. 2013，Kardish et al. 2015），這種缺失勢必影響動(dòng)物行為研究文獻(xiàn)的可靠性，甚至?xí)`導(dǎo)讀者進(jìn)而影響今后的研究。本文對盲實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行了介紹，并對其在動(dòng)物行為研究領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和建議，強(qiáng)調(diào)其在該領(lǐng)域研究中的重要性和必要性。
1、盲實(shí)驗(yàn)法的產(chǎn)生
所謂“盲”，即在實(shí)驗(yàn)中排除操作者和參與者有意識(shí)或下意識(shí)的個(gè)人主觀性和偏愛。盲實(shí)驗(yàn)法初的雛形在 19 世紀(jì)晚期由法國生理學(xué)家 Claude Bernard 提出，他建議所有的科學(xué)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該將構(gòu)思設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的人和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)的人分開，前者是熟悉相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)者，而后者則是沒有接受過任何訓(xùn)練，對相關(guān)理論和假說不知情的人。而這與當(dāng)時(shí)的啟蒙運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)大相徑庭，后者認(rèn)為只有接受過良好教育、見多識(shí)廣的科學(xué)家，才能對科學(xué)研究作出客觀有效的觀測（Daston 2005）。
2、盲實(shí)驗(yàn)法的類型
盲實(shí)驗(yàn)法可以分為單盲法（single-blind trials）、雙盲法（double-blind trials）和三盲法
（triple-blind trials）。
單盲法指在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，研究對象對于自己是否處于實(shí)驗(yàn)中毫不知情，而實(shí)驗(yàn)觀測者在實(shí)驗(yàn)前便清楚不同研究對象所在的分組等各種實(shí)驗(yàn)信息，即只有一方對信息是“盲”的（Tuyttens et al. 2014）。這種信息不對稱，有利于實(shí)驗(yàn)觀測者實(shí)時(shí)掌握情況，和避免研究對象由于安慰劑效應(yīng)（placebo effect）對結(jié)果造成的影響（Holmes 2008）。比如評價(jià)某新藥在治療某種疾病的療效時(shí)，需要建立控制組，對控制組中的病人僅給予無療效的藥劑作對照，但如果該組的病人知道自己服用了某種藥物，其情緒、心理和神經(jīng)行為上的變化會(huì)影響自身的身體健康狀況，形成安慰劑效應(yīng)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果有偏差。單盲實(shí)驗(yàn)的前提是觀測者雖然掌握了實(shí)驗(yàn)的所有信息，但不會(huì)像研究對象那樣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。然而，實(shí)驗(yàn)觀測者在一些情況下也會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成偏差，如上面的例子中，觀測者知道每個(gè)病人所處的分組，即清楚每個(gè)病人所服用的是新藥還是安慰劑，其對服用新藥組的心理預(yù)期，即預(yù)期服用藥物的人會(huì)比控制組中的人康復(fù)快，可能會(huì)使其在評估藥效和記錄病人變化時(shí)形成下意識(shí)的偏倚。為了避免這種偏差，很必要使用雙盲法。
雙盲法指實(shí)驗(yàn)除了研究對象對實(shí)驗(yàn)信息不知情，觀測者也不知道研究對象所在的分組（即
實(shí)驗(yàn)組還是控制組）（Rivers et al. 1907）。只有在實(shí)驗(yàn)結(jié)束，數(shù)據(jù)記錄也完成以后，觀測者才知道結(jié)果，這有利于排除觀測者在實(shí)驗(yàn)操作和記錄中無意識(shí)的主觀偏差和個(gè)人偏好所帶來的影響，是一種更加嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。在雙盲法中，實(shí)驗(yàn)構(gòu)思和設(shè)計(jì)可能由觀測者來完成，
但實(shí)驗(yàn)信息往往需要交由第三方來進(jìn)行處理，在實(shí)驗(yàn)前不可告知觀測者，或者構(gòu)思和設(shè)計(jì)實(shí)
驗(yàn)的人同時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)信息，但讓不知情的人成為觀測者來執(zhí)行實(shí)驗(yàn)和記錄數(shù)據(jù)。在動(dòng)物行為 研究中，需要應(yīng)用雙盲法的情況一般是通過人為主觀對某種變量進(jìn)行量化的實(shí)驗(yàn)方法。如對
動(dòng)物的某種行為進(jìn)行觀察和主觀量化（楊曉軍1996）、對動(dòng)物棲息地的某種特征進(jìn)行主觀量化（徐霄等 2012）、對動(dòng)物某種特征之間的相似性進(jìn)行主觀量化（Stevens et al. 2009）。這些方面的研究如果沒有采用雙盲法，在實(shí)驗(yàn)中很容易由于觀測人的主觀預(yù)期而使數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，如動(dòng)物巢址選擇方面的研究，對于巢隱蔽性的量化往往通過觀測者進(jìn)行主觀估測，由于有經(jīng)驗(yàn)的觀測者受“隱蔽性高的巢被捕食的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該較小”這種心理預(yù)期的影響，在對完整巢和被捕食巢進(jìn)行隱蔽性估測的時(shí)候，就可能下意識(shí)地高估完整巢或低估被捕食巢的隱蔽性。要避免這種主觀偏倚，可以通過對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟恢榈牡谌綄ψ兞刻卣鬟M(jìn)行估測，或者通過更加客觀的方法對變量特征進(jìn)行量化。
三盲法是對雙盲法的拓展，指實(shí)驗(yàn)觀測者、研究對象和數(shù)據(jù)分析者三方均不清楚實(shí)驗(yàn)的信 息，只有當(dāng)分析結(jié)果出來后才知曉（Friedman etal. 2010）。這種方法理論上從各方面降低了參與實(shí)驗(yàn)各方的主觀性帶來的偏差，但同時(shí)也降低了研究者對整個(gè)實(shí)驗(yàn)全局的了解，其執(zhí)行難度也較大，所以在科學(xué)研究中的應(yīng)用也較少（Andrade et al. 2009）。
3、忽視盲實(shí)驗(yàn)法對動(dòng)物行為研究的影響
近年來有若干學(xué)者逐漸意識(shí)到在動(dòng)物行為研究中，盲實(shí)驗(yàn)法的缺失對某些相關(guān)領(lǐng)域的負(fù)面影響，并通過對動(dòng)物行為研究中的重要文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析對此提供證據(jù)。van Wilgenburg等（2013）對蟻類親緣識(shí)別行為的研究進(jìn)行綜述和分析，發(fā)現(xiàn)觀測者在觀察和評估巢內(nèi)或巢間螞蟻之間的侵害行為時(shí)，很容易受到其專業(yè)知識(shí)背景的影響，即相信巢內(nèi)螞蟻之間的侵害行為低于巢間，結(jié)果未采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究所報(bào)道，巢內(nèi)侵害行為明顯低于采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究。
接著 Kardish 等（2015）對行為、生態(tài)和進(jìn)化研究領(lǐng)域的 492 篇文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，發(fā)現(xiàn)
其中 248 篇文獻(xiàn)的研究實(shí)驗(yàn)屬于具有觀測者主觀影響風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)容，但卻只有 13.3%的文獻(xiàn)使用了盲實(shí)驗(yàn)法。Holman 等（2015）通過對生命科學(xué)研究領(lǐng)域4 511個(gè)期刊的870 962篇文獻(xiàn)進(jìn)行綜述和綜合分析后，發(fā)現(xiàn)沒有采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究所報(bào)道的效應(yīng)量（effect size）明顯高于采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究，效應(yīng)量是衡量處理效應(yīng)大小的指標(biāo)，在不同研究之間可以進(jìn)行比較，未采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究呈現(xiàn)較高的效應(yīng)量，表明其研究結(jié)果相對于采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究具有較高的偏差。另外，未采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究結(jié)果所獲得的P 值顯著性也高于采用盲實(shí)驗(yàn)法的研究。
比利時(shí)根特大學(xué) Tuyttens 等（2014利用研究來證明盲實(shí)驗(yàn)法的缺失是如何影響觀測者的主觀評價(jià)的，首先他們向在校 157 名行為 研 究 領(lǐng) 域 的 學(xué) 生 進(jìn) 行 家 豬 （ Sus scrofadomesticus）互動(dòng)行為意義的教育，告知學(xué)生家豬的互動(dòng)行為可分為積極和消極兩種，積極互動(dòng)行為包括玩耍、嗅探和碰鼻，消極互動(dòng)行為包括撞頭、咬耳朵、咬尾巴或其他身體部位，而高度群居的成長環(huán)境有利于塑造家豬的積極互動(dòng)行為。接著將學(xué)生分成兩組（a 和 b），讓他們觀看 5 min 家豬互動(dòng)行為的視頻，并評估和記錄積極與消極互動(dòng)行為的次數(shù)，a 組的每位學(xué)生觀看 2 段視頻，并提前告知其中第 1 段視頻為控制組，而第 2 段視頻為實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)組中的家豬都是在高度群居的環(huán)境中養(yǎng)大的。而實(shí)際上 2 段視頻均屬于同一個(gè)視頻，但通過一些處理使學(xué)生認(rèn)為是不同視頻，第 2 個(gè)視頻是第 1 個(gè)視頻的鏡像（即視頻中動(dòng)物的移動(dòng)方向相反），視頻亮度也進(jìn)行了調(diào)整，并且視頻中顯示的記錄日期和時(shí)間等也各不相同。b 組的每位學(xué)生同樣觀看這 2段視頻，但視頻的順序顛倒，即被告知第 1 段視頻是實(shí)驗(yàn)組，而第 2 段視頻是控制組。結(jié)果表明，家豬行為的觀測結(jié)果明顯受到學(xué)生主觀偏見的影響，a 組和 b 組學(xué)生所記錄的實(shí)驗(yàn)組家豬積極互動(dòng)頻次均顯著高于控制組，而消極互動(dòng)頻次則低于控制組，但其實(shí)兩個(gè)視頻中的家豬行為并沒有差異。
4、總結(jié)與建議
綜上所述，未使用盲實(shí)驗(yàn)法會(huì)使一些動(dòng)物行為研究結(jié)果產(chǎn)生偏差。然而，并不是所有的動(dòng)物行為研究都需要使用盲實(shí)驗(yàn)法。研究動(dòng)物行為時(shí)，有些行為觀測需要研究者對其進(jìn)行主觀定義和量化，當(dāng)動(dòng)物行為迅速而不容易觀察、動(dòng)物行為和特征的定義模棱兩可且行為和特征難以量化的情況下，如未采用盲實(shí)驗(yàn)法所面臨的偏差風(fēng)險(xiǎn)就很大，尤其當(dāng)研究人員對某處理組具有很高的心理期待時(shí)。以上的文獻(xiàn)綜述和分析，便是針對這種類型的觀測數(shù)據(jù)，而其中所提到的盲實(shí)驗(yàn)法，實(shí)際上是雙盲法，因?yàn)閯?dòng)物行為研究中，動(dòng)物作為研究對象，并不能理解觀測者的研究意圖，所以動(dòng)物行為研究中所稱的盲實(shí)驗(yàn)法，是避免觀測者主觀偏見對研究結(jié)果造成影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。當(dāng)然，雖然作為研究對象的動(dòng)物對實(shí)驗(yàn)信息是盲的，但觀測者仍需對研究對象進(jìn)行隨機(jī)分組，并盡量避免動(dòng)物的背景因素（如年齡、大小、性別等）和環(huán)境因素（如溫度、海拔等）對研究結(jié)果的影響。
對于盲實(shí)驗(yàn)法在動(dòng)物行為研究中的應(yīng)用，建議：
（1）研究者在構(gòu)思和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)充分考慮到其研究類型具有主觀觀測偏差的風(fēng)險(xiǎn)，是否需要和是否能夠使用盲實(shí)驗(yàn)法；
（2）研究者應(yīng)盡量避免以人為主觀的角度對動(dòng)物的行為和特征進(jìn)行定義和量化，盡量使用儀器和相關(guān)技術(shù)來進(jìn)行客觀地定量化；
（3）在論文的研究方法中說明實(shí)驗(yàn)是否使用盲實(shí)驗(yàn)法，如未使用是基于什么緣由，這一點(diǎn)德國的學(xué)術(shù)期刊Behavioral Ecology and Sociobiology 在 2015 年 9 月已發(fā)文要求之后的投稿文章均需要注明是否使用盲實(shí)驗(yàn)法（Traniello et al. 2015）；
（4） 除了研究人員，學(xué)術(shù)期刊的編輯和審稿人也應(yīng)在審稿過程中對文章采用盲實(shí)驗(yàn)的必要性和情 況進(jìn)行監(jiān)督，當(dāng)然，由于不是所有的研究都需要或能夠使用盲實(shí)驗(yàn)法，所以，是否采用盲實(shí) 驗(yàn)法不應(yīng)成為評價(jià)文章水平高低的門檻。有些動(dòng)物行為特征有明顯區(qū)分且不受觀測者心理預(yù) 期的影響，所以不需要采用雙盲法。
換句話說，只有受觀測者主觀性和心理預(yù)期影響的變量估測，才需要采用雙盲法，特別是對于沒有明顯區(qū)分界限甚至模棱兩可的行為特征。這是觀測者和審稿人需要特別留意的。從事動(dòng)物行為研究的人員在國內(nèi)越來越多，中國動(dòng)物學(xué)會(huì)動(dòng)物行為學(xué)專業(yè)委員會(huì)也于2015 年 10 月在北京正式成立，這些建議符合目前學(xué)術(shù)界和動(dòng)物行為學(xué)研究的呼吁和需求，有利于促進(jìn)研究人員在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中采用更加科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸泛头椒?，也可降低學(xué)術(shù)文章中主觀性偏見對研究結(jié)果的影響，從而提高其可靠性和可比較性。