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科學研究中的真機制和假機制

前幾天在《科學選題要善于聯想》中提及科研中的真假機制研究的問題。今天就這個問題進行簡單分析,以引起大家關注和討論。在科學研究中,一般要提出假說,然后根據假說設計研究,根據設計開展具體研究,在具體研究中根據進展和當調整研究方案,必要時對原始假說進行修改,修訂研究設計和具體研究內容,最后完成實驗,形成論文并發表。

科研和論文是有高低分別的,根據對科學的貢獻可以對研究進行分類。好的科研和論文是引領潮流和方向的工作,一般的科研和論文是跟蹤別人的研究,差的研究是重復別人的研究。這樣可以把科研和論文分成三個層次。這是從宏觀上的分類。如果從技術層面,就是從具體的科研工作中,也可以進行分類。那就是可以分成:真機制、假機制和非機制。

什么是真機制研究?那就是能把一個假說從正反兩個方面,從前后兩個層面或多個層面把一個故事講明白。這類研究往往屬于有創新意義的,往往是能引領一個研究領域或方向的研究。例如關于氫氣效應的研究,2007年日本學者提出氫氣具有選擇性抗氧化作用,該研究從體外試驗中證明氫氣能選擇性中和毒性自由基,在細胞水平上證明氫氣的抗氧化作用,在整體動物水平上證明氫氣能治療腦缺血再關注損傷。每個層面上都有多種證據,能形成一個證據鏈。最終證明氫氣選擇性抗氧化的假說。雖然這個假說目前仍是假說,算不上理論。但從那以后,國際上有將近150篇文章引用該文章,用不同的模型證明氫氣對缺血再灌注、炎癥反應和各類氧化損傷具有治療作用。因此,可以說該文章基本上屬于真機制研究。

什么是假機制研究?如果只是根據別人的假說,換用不同的模型,或換用不同的損傷類型,繼續驗證別人提出的假說,那就是假機制研究。仍如氫氣效應的研究,采用不同的模型,后續的研究基本上都屬于這類研究。我們可以說這類研究屬于假機制研究。在這類研究中,往往不在進行比較細致的全面的研究,只是證明其有效性。這些研究的主要貢獻是為原始假說和機制提供更多證據,屬于資料積累性研究。有一定貢獻,但貢獻比較小。在學術領域,大量的研究都屬于這類研究。在開展這些研究中,比較重要的是少數研究發現與原始假說和機制互相矛盾的現象,如果比較敏感的學者能從中提出新的假說,并進行系統的研究和證明。推翻或修改舊的假說,就可以轉化成真機制研究。在這類研究中,比較容易出現的問題是篩選證據,往往因為對舊假說或學說的盲目崇拜,選擇有利的證據,屏蔽和忽視異常的結果。這類研究可能就淪為假的研究,對科學研究帶來不利甚至嚴重的惡劣影響。

什么是非機制研究?非機制研究是那些完全重復別人的研究,這類研究過去在國內比較多見,就是發現國際上有什么研究,馬上就從用同樣的研究手段進行重復,這樣的研究也是有一定價值的。因為如果是一種新的現象,或新的假說,需要有多個不同的實驗室證明,才能被廣泛認可。但是如果重復的研究內容本來就屬于跟蹤性研究,那么其價值就非常值得懷疑了。假如重復的研究屬于錯誤的研究,那么對研究者就是災難性后果了,如果發表這類研究,對科學研究是非常有害的。

因此,選擇科研方向和內容,最好能開展真機制的研究,適當開展假機制研究,理想的是對自己的真機制研究進行豐富和反復驗證。避免進行非機制的重復性工作。

我的一個老師建議:在生物學領域,具體在神經系統損傷方面,如果你希望開展真正的科學研究,必須把眼睛盯住兩個領域,一個是關于腫瘤的研究,另一個是關于免疫學的研究,這兩個領域往往領先其他研究,特別是組織損傷保護等領域10到20年。

你會經常發現,一個分子和一個機制,在腫瘤和免疫學領域早就研究多年,在腦損傷方面仍是新的概念。例如,羅卜硫素是Nrf2的特異性激動劑,Nrf2是二相解毒酶的轉錄因子,在腫瘤治療和腫瘤的化療耐藥性研究中已經有將近20年歷史,但把這個概念引入到中風和神經系統損傷方面,就是新的研究內容。再如免疫學中關于自噬的研究,關于Th-17細胞和Treg細胞的研究,在免疫學領域已經非常熱。但在神經系統損傷的研究只是在自身免疫性疾病MS的研究中比較多,在其他神經系統損傷的研究就比較少見,去年關于這兩個細胞與中風關系的研究都發表在Nature Med上。

目前大家熟悉的一些研究熱點,例如采用干細胞進行治療的研究,關于MicroRNA的研究都沒有大量進入神經系統損傷的研究。希望大家能從這些方面找到線索,開展比較有價值的真機制研究。


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