Definizione
Una variabile controllata è un termine comunemente usato nel campo della ricerca scientifica, dove trovare prove a sostegno di una teoria è raramente semplice. Nel caso delle scienze naturali, alcune caratteristiche di ricerca sono costanti, ma la maggior parte di queste presenta incongruenze. Queste incongruenze sono note come variabili.,
Panoramica
Affinché un esperimento dia risultati statisticamente utili, ogni aspetto del soggetto di studio e dell’ambiente deve essere lo stesso, o il più simile possibile. Gli studi sono costituiti da variabili indipendenti (gli effetti di un cambiamento specifico che il ricercatore desidera osservare), la variabile dipendente (la misurazione di questo cambiamento) e la variabile controllata. Una variabile controllata crea un ambiente simile su tutta la linea, in modo che il cambiamento che viene studiato non sia influenzato da molteplici fattori incontrollati.,
Se le piantine vengono testate per i loro tassi di crescita a due diversi livelli di luce, i risultati della variabile indipendente (livelli di luce) e della variabile dipendente (millimetri di crescita) saranno molto più accurati se le piantine sono esattamente le stesse. Questo non si riferisce solo alla loro composizione genetica (la dimensione del seme, le piante madri, la specie), ma anche variabili esterne come temperatura, livelli di umidità, contenuto minerale del suolo, qualità dell’aria, posizione e molti altri.,
utilizzando geneticamente clonato semi in un preparato con cura la crescita media inserito all’interno di una chiusa e ambiente altamente controllato, e dalle seguenti orari precisi per la semina e il tempo di misura – come è il caso nell’immagine sopra, questo studio può quindi giungere alla conclusione che qualsiasi cambiamento nella crescita a causa di livelli di luce, piuttosto che ad altri cambiamenti., Le variabili controllate dovrebbero rendere i soggetti di studio e il loro ambiente il più simili possibile. L’esperimento perfetto controlla tutte le variabili tranne la variabile dipendente – il risultato.
Esempi di variabili controllate
Nella scienza e nella ricerca di base e applicata, le variabili sono innumerevoli. Dal più semplice degli elementi agli organismi più complessi, qualsiasi numero di differenze può cambiare i risultati di una linea di studio. Le conclusioni di un esperimento condotto in una struttura possono differire da quelle di un’altra, anche quando vengono applicati gli stessi metodi., Gli organismi viventi sono spesso troppo complicati per essere tenuti a reagire esattamente allo stesso modo, sia che si riferisca al soggetto di ricerca, sia che si riferisca al ricercatore.
Materiali non viventi
Gli esempi di variabili controllate nei materiali non viventi sono più facili da implementare rispetto alla ricerca sugli organismi viventi. La ricerca che esamina la reazione di un materiale non vivente ad un altro ha il potenziale per implementare controlli sperimentali quasi perfetti., Un esempio di uno studio sui materiali non viventi potrebbe essere il test di due diversi processi di levigatura su quattro diverse marche di cemento dentale. I test possono essere effettuati ‘in vitro’, cioè al di fuori di un organismo vivente, e quindi rimuovendo innumerevoli variabili potenziali.
Le variabili controllate di questo esperimento includerebbero il metodo e i materiali di applicazione, le intensità fotopolimerizzabili sul cemento, la conservazione del campione (temperatura e durata), la durata del processo di lucidatura, le impostazioni del microscopio elettronico e la velocità di rotazione del dispositivo di lucidatura., L’aggiunta di un gruppo di controllo sarebbe una suddivisione della variabile controllata. Un gruppo di controllo è un gruppo che subisce la stessa preparazione e viene mantenuto nello stesso ambiente dei campioni testati, ma non è esposto alla variabile indipendente. Nell’esempio precedente, il gruppo di controllo presenta cemento lasciato non lucidato. Ciò elimina la possibilità che processi naturali come l’ossidazione o l’umidità dell’aria che potrebbero influenzare la levigatezza del cemento non trattato vengano conteggiati per l’effetto dei processi di levigatura meccanica.,
Ciò che questo esperimento troverebbe difficile da controllare sarebbe quanto identico sarebbe ogni campione di cemento, poiché i campioni fabbricati possono differire. La distribuzione degli ingredienti nei composti fabbricati non può essere considerata identica a meno che non vengano effettuati test rigorosi prima dell’inizio della ricerca.
Organismi viventi
Gli esempi di variabili controllate per gli organismi viventi sono molto più complessi che nella maggior parte delle ricerche sui materiali non viventi. Negli organismi viventi più complessi e prodotti naturalmente, le variabili sono prevalentemente incontrollate., Questo è il motivo principale per cui organismi molto semplici come i moscerini della frutta, o organismi molto simili come topi e ratti geneticamente clonati, vengono utilizzati negli ambienti di test. Una volta che i risultati statisticamente rilevanti sono disponibili in modelli non umani, i test umani vengono avviati su gruppi il più possibile non diversi. Il grafico seguente mostra i passaggi che tutti i farmaci approvati dalla FDA devono passare. Dalla fase pre-clinica alla fase III della sperimentazione clinica, le possibilità di implementare variabili controllate diminuiscono drasticamente.,
la Pubblicità per i soggetti di ricerca spesso chiedere alle persone di una certa fascia di età, sesso, indice di massa corporea. Si riferiscono anche a variabili mediche, comportamentali o di stile di vita come nessun consumo di sigarette o alcol, nessun uso di farmaci, nessuna comorbilità e livelli medio-alti di esercizio fisico. Implementando variabili controllate nella fase iniziale, un ricercatore può creare un gruppo in cui i risultati sono più generici.,
Se un potenziale soggetto di studio si adatta a questo brief iniziale, di solito vengono invitati per ulteriori analisi. Nel caso di un farmaco per la perdita di peso, ad esempio, questo potrebbe includere test di resistenza all’insulina e glucosio, funzione endocrina, emocromo, test di funzionalità cardiaca e polmonare e assunzione di anamnesi medica e familiare. Esempi di variabili controllate in questa fase potrebbero essere candidati senza alcuna storia familiare di diabete, o quelli che superano un test psicologico specifico.
Gli studi iniziali sono in grado di studiare gli effetti del trattamento in una popolazione molto generica e simile., L’importanza delle variabili psicologiche – qualcosa di meno influente nei modelli animali – non viene mai sottovalutata. Tuttavia, una volta che un farmaco, una sostanza chimica o una terapia devono essere testati sulla popolazione per la quale è stato progettato, variabili controllate diventano più difficili da raggiungere. Nel caso dell’esempio del farmaco per la perdita di peso, un adulto morbosamente obeso con un disturbo da binge-eating, stile di vita sedentario, ansia e diabete potrebbe non rispondere allo stesso modo di un adulto leggermente sovrappeso che ha guadagnato peso dopo essersi rotto una gamba e non ha comorbidità., Ma a quali variabili può essere attribuita una differenza di risposta?
In tutti i tipi di ricerca, limitare altri fattori che possono modificare l’azione della variabile indipendente o il risultato della variabile dipendente è essenziale per ottenere i dati di migliore qualità. Man mano che gli organismi diventano più complessi, la capacità di limitare questi fattori diminuisce progressivamente. Implementando il maggior numero possibile di variabili controllate, le prove scientifiche diventano più accurate e costituiscono una base più solida e affidabile per la prossima generazione di ricercatori.
Che cosa sono esattamente le variabili?,
Nei processi sperimentali, le variabili possono influenzare i risultati finali. I ricercatori devono tentare di limitare queste variabili ai cambiamenti specifici che stanno studiando. Una variabile rappresenta tutto ciò che subisce cambiamenti. Le variabili possono essere fluttuazioni di temperatura, comorbidità, comportamenti, ambienti, dieta, qualità dell’aria, livelli di stress, metabolismo o allergie. Anche gli eventi stagionali o globali possono avere un effetto sui risultati finali.
A scopo di ricerca, le variabili sono suddivise in tre gruppi., Il primo è la variabile indipendente (o manipolata) – il cambiamento che viene fatto consapevolmente per studiare una particolare azione o reazione, o cambiamento che è indipendente dal nostro controllo, vale a dire il tempo e il processo di invecchiamento.
La seconda variabile è la variabile dipendente (o rispondente), che il ricercatore misura per arrivare al risultato finale. Ad esempio, uno studio può esaminare l’effetto che una porzione di mirtilli ha sui risultati di un test di memoria con codice colore. La variabile indipendente è il cambiamento dietetico (mirtilli)., La variabile dipendente è il test di memoria utilizzato per misurare se i mirtilli influenzano la memoria. È facile immaginare come le variabili potenziali possano limitare l’accuratezza dei risultati del ricercatore. Il soggetto ha dormito bene? Il soggetto si sentiva male in quel momento? Il soggetto ha capito il concetto del gioco? Il soggetto è daltonico? Per limitare queste variabili, questo studio richiede un terzo tipo di variabile – la variabile controllata.