學好AP還能助力新冠疫苗研究?雙盲實驗了解一下!

2021-01-10 TestDaily

人心惶惶的2020年,對於留學生來說,更是難上加難。前有疫情不說,後有海外的疫情防控工作做不到位,以致很多留學生選擇回國上網課來「避難」;更有很多人由於政策、機票的原因沒有辦法回到國內來,在這裡希望大家都能做好防護健康平安。

新冠肺炎疫苗

在7月28日陳薇院士通報了關於疫苗研究進展的好消息!我們一起來看一下通報內容以及當中涉及到的AP統計知識點。

陳薇院士28日通報最新新冠疫苗進展,簡單概括來說就是目前世界上,中國在新冠疫苗的研發上處於世界領先水平,並且因中國疫苗引發的不良反應都是優於其他國家疫苗的。

目前中國疫苗的二期實驗已經完成,效果非常好。不過為保穩妥,實驗已經開始進入第三期實驗,預計九月就可能接種第一人,產業化預計年底能生產滿足全球的數十億隻疫苗。

AP統計

作為一個統計學老師,最吸引我注意的還是下面這張圖:

在4月12日的二期實驗當中,臨床採取了隨機、雙盲、安慰劑對照的實驗。這個實驗方法是醫學當中非常常用的手段,同樣的,在AP統計考試當中也是非常重要的考點。我們今天就來講講雙盲實驗。

什麼是雙盲實驗

從定義上看:雙盲實驗是指在實驗過程中,測試者和被測試者都不知道自己所屬的組別。

為什麼要進行雙盲實驗

舉個簡單的例子(非雙盲實驗),假設有一個新型抗抑鬱的藥物要進入到臨床試驗,這個時候我們隨機的把參加實驗的抑鬱症患者分成兩組,本著實驗需要有對照的原則,一組讓他們服用藥物,另外一組不採取任何措施作為對照。

那麼這個時候就會出現一種情況:沒有分到藥的對照組的患者會不會認為自己沒有吃藥,所以導致他們的情緒更糟糕;反之,分到藥的患者會不會因為自己吃了藥,從而給到自己一種自己會越來越開心的心理暗示呢?那麼如果實驗組的患者(服用藥物)病情越來越好,我們又要如何確定這是心理暗示的結果還是藥物的作用呢?

所以進行雙盲實驗是一個非常必要的舉措。我們需要保證的是讓實驗對象不知道自己是實驗組還是對照組。最簡單的辦法就是讓兩個組別當中的treatment(措施)看起來一樣。

在剛才的例子當中,我們只需要再給對照組中的患者服用一種沒有作用也沒有療效的安慰劑(placebo)就可以了。作為沒有醫療知識的患者本身,就無法分辨自己吃到的藥片是真正有作用的藥,還是沒有作用的安慰劑了。這樣就做到了單盲(single-blind)。

同樣的,作為測試者的研究人員,如果在配發藥品的時候透露了這個病人屬於哪一個組別,也會對患者心態造成一定程度上的影響,那我們只要讓負責發配藥品的工作人員不知道自己手中的是什麼即可。

比如統籌人員可以把藥片去除包裝裝到透明袋子裡,然後讓分配藥品的醫生按照編號把藥品發給患者就可以了。這樣研究人員(發配藥品的醫生)也不知道自己發的藥片是什麼,這樣就完成了雙盲(double-blind)(注意:雙盲實驗中一定會有一個統籌人員安排全局,這個人知道一切,否則最後沒有辦法分析數據)。

我們不難看出,進行雙盲實驗的時候,研究人員是很好「瞞」過的,最難「瞞」過的是被測試者(也就是上面例子當中的患者)。「瞞」過被測試者的唯一方法就是:讓所有患者受到的treatment「看起來一樣」。

所以雙盲試驗是否可行就是要看受試者接受到的treatment能否看起來一樣。

AP統計會怎麼考

雙盲實驗是現代科學中一種常見的技術手段,因此我們在AP考題當中也會經常看到以雙盲實驗作為題目背景。例如下面這一道題:

這一道題的考察重點雖然是有關假設檢驗問題的,但是題目卻用很大篇幅去描述了雙盲實驗的過程,因此很多同學會思路混亂認為這道題目是在考察雙盲實驗的問題,分不清考點從而失分。

其實在AP統計當中真正關於雙盲實驗的考點是雙盲試驗可行性的問題,比如下面這兩道題:

這道題所描述的題目背景是探究用卡片和電腦背誦乘法口訣,哪一種方法對小孩子有幫助。研究人員將小朋友分別帶到了放有卡片或者電腦的房間。已知性別是一個混淆變量(confounding variable)問為什麼在此場景中,我們不可能進行雙盲實驗。

根據我們上面所說的,如果要進行雙盲實驗,瞞過研究人員非常的容易,最難的事情是如何瞞過實驗對象,也就是本文中的孩子們。我們需要做的是讓孩子們受到的treatment看起來一樣,然而卡片和電腦是不可能看起來一樣的。所以這就是為什麼不能進行雙盲實驗的原因,答案選擇C。

接下來我們再來看第二道題。題目背景是:有兩種藥物,其中藥物A是針劑,藥物B是藥片,同樣的還是問我們是否可以進行雙盲實驗。這道題的正確率非常低,而且在做錯題的學生當中,不乏對知識的掌握很熟悉的「學霸」。

同樣的,還是根據上面的內容。判斷能否進行雙盲實驗的唯一指標就是在實驗當中能否做到讓treatment「看起來」一樣。那麼在做這道題的時候我們很容易想當然的認為針劑和藥片不可能一樣,因此回答了NO。

但是我們仔細想想,雙盲實驗只需要讓實驗看起來一樣即可,那為什麼不能夠給針劑組的人打針的同時在吃一片安慰藥片,再給藥片組的人同時打一針安慰針呢?

看到答案之後,大家會覺得恍然大悟,為什麼自己沒有想到這麼簡單的解決辦法呢。這是因為AP統計學考試是要求我們用統計學知識解決實際問題的。

現實中,實驗的條件一定是多樣且複雜的,就比如要對比兩種不同形態的藥物的療效,從書本當中來看,是不可能做到雙盲實驗的,然而現實生活中的研究人員還是想出辦法克服了困難。所以在考試題目當中也會出現需要我們開動腦筋才能解決的的題目。

學以致用

今天,我們通過新冠疫苗的二期實驗報告學習到了雙盲實驗及其可行性的判定。通過這幾道例題不難發現,生活處處有學問,同學們在學習新知識點的時候,不能夠僅僅是會做書本上的題目,而是要在學習課本知識的同時,在生活中多多思考,讓教材上晦澀難懂的名詞真正的跟我們的生活聯繫起來,拒絕「紙上談兵」,這樣才能在考試中有更出色的發揮。

最後,願疫苗早日完成試驗進入市場!

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