Pseudoreplikace - Pseudoreplication

Pseudoreplikace je proces umělého nafukování počtu vzorků nebo replikátů[1]. Výsledkem je, že statistické testy prováděné na datech jsou neplatné.

Pseudoreplikace byla původně definována v roce 1984 autorem Stuart H. Hurlbert[2] jako speciální případ nedostatečné specifikace náhodných faktorů, kde jsou přítomny jak náhodné, tak pevné faktory.[3]Problém nedostatečné specifikace nastává, když jsou ošetření přiřazena jednotkám, které jsou podvzorkovány, a poměr F ošetření v analýze rozptylu (ANOVA ) Tabulka je vytvořena s ohledem na zbytkový střední čtverec, nikoli s ohledem na střední střední čtverec. Poměr F vzhledem k střední jednotce střední čtverce je citlivý na matoucí účinků ošetření a jednotek, zejména když je počet experimentálních jednotek malý (např. čtyři jednotky nádrže, dvě nádrže ošetřené, dvě neošetřené, několik podvzorků na nádrž). Problém je odstraněn vytvořením poměru F ve vztahu ke správnému střednímu čtverci v tabulce ANOVA (ve výše uvedeném příkladu s úpravou MS), kde je to možné. Problém je vyřešen použitím smíšených modelů.[3]

Hurlbert hlásil „pseudoreplikaci“ ve 48% studií, které zkoumal, a které využívaly inferenční statistiky.[2] Několik studií zkoumajících vědecké práce publikované do roku 2016 podobně zjistilo, že přibližně polovina příspěvků byla podezřelá z pseudoreplikace.[1] Když čas a zdroje omezují počet experimentální jednotky a jednotkové efekty nelze statisticky eliminovat testováním přes jednotkovou odchylku, je důležité použít jiné zdroje informací k vyhodnocení míry, do jaké je poměr F zaměněn jednotkovými efekty.

Replikace

Replikace zvyšuje přesnost odhadu, zatímco randomizace řeší širší použitelnost vzorku na populaci. Replikace musí být vhodná: kromě replikace v jednotkách je třeba vzít v úvahu replikaci na úrovni experimentální jednotky.

Testování hypotéz

Statistické testy (např. t-test a související rodina testů ANOVA) se při odhadu spoléhají na odpovídající replikaci statistická významnost. Testy založené na rozdělení t a F předpokládají homogenní, normální a nezávislé chyby. Korelované chyby mohou vést k falešné přesnosti a p-hodnotám, které jsou příliš malé.[4]

Typy

Hurlbert (1984) definoval čtyři typy pseudoreplikace.

  • Jednoduchá pseudoreplikace (obrázek 5a v Hurlbert 1984) nastává, když na jednu léčbu existuje jedna experimentální jednotka. Inferenční statistiky nemohou oddělit variabilitu kvůli léčbě od variability kvůli experimentálním jednotkám, pokud je na jednotku pouze jedno měření.
  • Časová pseudoreplikace (obrázek 5c v Hurlbert 1984) nastává, když se experimentální jednotky časově liší natolik, že jsou pravděpodobné časové efekty mezi jednotkami, a účinky léčby korelují s časovými efekty. Inferenční statistiky nemohou oddělit variabilitu kvůli léčbě od variability kvůli experimentálním jednotkám, pokud je na jednotku pouze jedno měření.
  • Obětní pseudoreplikace (obrázek 5b v Hurlbert 1984) nastává, když jsou v analýze použity prostředky v rámci léčby a tyto prostředky jsou testovány v rámci rozptylu jednotek. Na obrázku 5b bude chybný poměr F mít 1 df v čitateli (ošetření) střední kvadrát a 4 df ve jmenovateli střední čtverec (2-1 = 1 df pro každou experimentální jednotku). Správný poměr F bude mít 1 df v čitateli (ošetření) a 2 df ve jmenovateli (2-1 = 1 df pro každé ošetření). Správné kontroly poměru F pro účinky experimentálních jednotek, ale s 2 df ve jmenovateli bude mít malou schopnost detekovat rozdíly v léčbě.
  • K implicitní pseudoreplikaci dochází, když jsou v experimentálních jednotkách odhadovány standardní chyby (nebo limity spolehlivosti). Stejně jako u jiných zdrojů pseudoreplikace nelze účinky léčby statisticky oddělit od účinků kvůli rozdílům mezi experimentálními jednotkami.

Reference

  1. ^ A b Gholipour, Bahar (2018-03-15). „Statistické chyby mohou poskvrnit až polovinu studií na myších“. Spektrum | Novinky z výzkumu autismu. Citováno 2018-03-24.
  2. ^ A b Hurlbert, Stuart H. (1984). „Pseudoreplikace a návrh experimentů v ekologickém poli“ (PDF). Ekologické monografie. Ekologická společnost Ameriky. 54 (2): 187–211. doi:10.2307/1942661. JSTOR  1942661.
  3. ^ A b Millar, R.B .; Anderson, M.R. (2004). "Opravné prostředky pro pseudoreplikaci". Výzkum v oblasti rybolovu. 70 (2–3): 397–407. doi:10.1016 / j.fishres.2004.08.016.
  4. ^ Lazic, SE (2010). „Problém pseudoreplikace v neurovědeckých studiích: ovlivňuje to vaši analýzu?“. BMC Neuroscience. 11:5: 5. doi:10.1186/1471-2202-11-5. PMC  2817684. PMID  20074371.