Las presiones institucionales y culturales llevan a los científicos a evitar asumir riesgos y elegir estrategias de investigación ineficientes, concluyen dos nuevos artículos de la Universidad de Chicago. A pesar de las mayores oportunidades para experimentos innovadores, la mayoría de los científicos eligen estrategias de investigación conservadoras para reducir el riesgo personal, lo que hace que el descubrimiento colectivo sea más lentoy más caro
Sin embargo, estos estudios computacionales también descubrieron enfoques más eficientes para maximizar el descubrimiento e identificaron los enfoques utilizados con mayor frecuencia por los científicos que han ganado premios Nobel y otros premios prestigiosos.
Juntos, los estudios en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS y American Sociological Review ASR cuantifican las ventajas y desventajas de la ciencia moderna y proponen pasos para un futuro más productivo.
"La idea aquí era realmente descubrir cuánta actividad científica es innovadora y cambia los contornos del campo, y cuánto es tradicional y refuerza los conocimientos establecidos", dijo James Evans, profesor asociado de sociología en UChicago y director de ConocimientoLaboratorio en el Computation Institute CI, una iniciativa conjunta de UChicago y Argonne National Laboratory. "Las instituciones de ciencias recompensan a los científicos por ampliar gradualmente el conocimiento existente, incluso ante la explosión de oportunidades. Encontramos que esto conduce a una exploración ineficiente de laespacio de descubrimientos, especialmente a medida que los campos maduran "
Ambos artículos se basaron en nuevas redes de conocimiento científico extraídas de millones de artículos de revistas biomédicas y patentes. Los coautores Evans, Andrey Rzhetsky y Jacob Foster de la Universidad de California-Los Ángeles con la incorporación del director de CI Ian Foster en el PNAS papel clasificó artículos y patentes basados en las moléculas utilizadas en la investigación, con un enlace de red creado entre cada par de moléculas que aparecen juntas en el mismo documento.
Las redes resultantes, formadas por miles de "nodos" moleculares y millones de enlaces, permitieron a los investigadores determinar la estrategia utilizada por cada artículo científico. Reportó una relación nueva entre dos moléculas, creando un nuevo enlace en la red¿O ha replicado un enlace previamente conocido? La organización espontánea de la red en "grupos de conocimiento" que corresponden a campos científicos permitió a los investigadores detectar si un nuevo enlace conectaba moléculas distantes, previamente no relacionadas o entidades vecinas consolidadas dentro de un solo grupo.utiliza redes para medir el ritmo al que se revela el nuevo conocimiento.
"Al observar cómo se producen y evolucionan las combinaciones de nombres químicos en millones de publicaciones a lo largo del tiempo, podemos modelar el conocimiento científico como una red de conexiones entre moléculas importantes", dijo Rzhetsky, profesor de medicina y genética humana en UChicago, CI SeniorMiembro y director del Centro Conte para Genómica Neuropsiquiátrica Computacional: "Esto nos permite ver cómo los investigadores trabajan actualmente para descubrir esta red y cuáles podrían ser las estrategias óptimas".
El primer artículo, publicado en PNAS , utilizó una red de conocimiento para determinar la eficiencia de la investigación científica; por ejemplo, midiendo cuántos experimentos fueron necesarios para descubrir nuevos conocimientos críticos. Históricamente, según el análisis, la investigación dentro de un campo se vuelve más conservadora con el tiempo, con científicoscentrándose más en moléculas centrales bien estudiadas.
Por el contrario, las estrategias más eficientes, determinadas mediante la prueba de miles de estrategias diferentes en la supercomputadora Beagle de la Universidad de Chicago, adoptan el enfoque opuesto, con experimentos cada vez más riesgosos y buscando conexiones más distantes con el tiempo. Si la investigación de alto riesgo se incentiva mejor, una mayor publicación de experimentos fallidos también acelerará el ritmo de descubrimiento, encontraron los investigadores.
"Los científicos a menudo pueden quedar atrapados concentrándose en una pequeña parte de la red y gastando grandes cantidades de recursos tratando de resolver el mismo problema", dijo Rzhetsky. "Esto funciona para nuevos campos, donde muchos experimentos tienen una alta probabilidad de éxito con éxitorevelando una nueva conexión. Pero se debe gastar mucho más esfuerzo, tiempo y recursos para hacer nuevos descubrimientos en campos bien establecidos. Para maximizar el ritmo de los avances científicos exitosos, el mejor enfoque es ser aventurero y explorar lo más ampliamente posible ".
En el artículo de ASR, los investigadores probaron la "tensión esencial" de la ciencia: el equilibrio entre la investigación conservadora incremental y las estrategias innovadoras e innovadoras. Los autores encontraron que los científicos tenían seis veces más probabilidades de realizar investigaciones "repetidas" que los estudios quecreó nuevos vínculos entre los productos químicos, una proporción que se mantuvo estable durante los 25 años estudiados a pesar de la gran cantidad de nuevas oportunidades de investigación.
Si se publican, los documentos innovadores que establecen nuevos vínculos tenían más probabilidades de ser citados, con una variación más amplia en las citas y un recuento de citas promedio más alto que los hallazgos más tradicionales. Además, documentos de autores que ganaron el Premio Nobel u otros prestigiosos premios científicosintrodujo nuevas moléculas y relaciones con mucha más frecuencia, pero los autores sostienen que estas recompensas adicionales aún no equilibran los mayores riesgos de la investigación innovadora.
La preferencia sostenida por la investigación conservadora, a pesar del acceso enormemente ampliado a nuevas moléculas, métodos y colaboraciones y la posibilidad de mayores recompensas, sugiere que las estructuras institucionales incentivan la investigación de bajo riesgo. Por ejemplo, un joven investigador presionado para publicar con frecuencia favoreceráexperimentos incrementales con mayor probabilidad de ser aceptados por las revistas.
"Si queremos aumentar ese riesgo, entonces tendremos que cambiar la receta", dijo Evans. "Tendremos que recompensar a nivel de grupo, como hizo Bell Labs en su apogeo, o financiar a investigadores individuales de forma independientedel proyecto, para que puedan asignar de manera inteligente el riesgo en sus carteras de investigación personal "
"Tradición e innovación en las estrategias de investigación de los científicos" por Jacob Foster, Andrey Rzhetsky y James Evans fue publicado en línea el 1 de septiembre de 2015, por American Sociological Review. "Elección de experimentos para acelerar el descubrimiento" por Rzhetsky, Jacob Foster, Ian Foster, y Evans se publicará en línea el 9 de noviembre de 2015 por Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Ambos documentos fueron apoyados por la subvención NSF SBE 0915730 y la Fundación John Templeton; el PNAS el papel también fue respaldado por las subvenciones NIH 1P50MH094267 y U01HL108634-01, el contrato DARPA Big Mechanism W911NF1410333 y la subvención AFOSR FA9550-15-1-0162.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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