Основная цель медицины будущего не столько вылечить заболевание, сколько предотвратить появление тех или иных факторов, которые могут спровоцировать болезнь. В этом случае основной задачей является выявление причин появления заболевания. На сегодняшний день известно, что определенную роль в развитии порока или заболевания играют наследственность и среда. Вместе с тем, доля участия генетических и средовых факторов варьируется при разных состояниях.
С этой точки зрения формы отклонений от нормального развития принято делить на 2 группы: наследственные заболевания (хромосомные и генные), мультифакторные заболевания.
Развитие заболеваний первой группы целиком обусловлено дефектностью наследственной программы, а роль среды заключается в модификации проявлений болезни. Мультифакторные заболевания (болезни с наследственной предрасположенностью). Причинами их развития являются факторы окружающей среды, однако степень их реализации зависит от генной конституции организма. Силу влияния наследственности и окружающей среды можно определить с помощью дисперсионного анализа.
Дисперсионный анализ статистический метод, позволяющий анализировать влияние различных факторов на исследуемую переменную. Метод был разработан биологом Р. Фишером в 1925 году и применялся первоначально для оценки экспериментов в растениеводстве. В дальнейшем выяснилась общенаучная значимость дисперсионного анализа для экспериментов в психологии, педагогике, медицине и др.
В дисперсионном исследователь исходит из предположения, что одни переменные выступают как влияющие (именуемые факторами или независимыми переменными), а другие (результативные признаки или зависимые переменные) — подвержены влиянию этих факторов. Дисперсионный анализ — анализ изменчивости признака под влиянием каких-либо контролируемых переменных факторов. Влияние фактора на какой-либо признак проявляется в появлении дисперсии.
При наличии одного фактора, влияние которого исследуется, дисперсионный анализ именуется однофакторным, и распадается на две разновидности:
· Анализ несвязанных (то есть — различных) выборок.
· Анализ связанных выборок.
В случае, если исследуется одновременное воздействие двух или более факторов, мы имеем дело с многофакторным дисперсионным анализом, который также можно подразделить по типу выборки.
Если же воздействию факторов подвержено несколько переменных, — речь идет о многомерном анализе.
Задача дисперсионного анализа состоит в том, чтобы в общей дисперсии выделить три части:
· общая дисперсия, обусловленная действием всех факторов которые влияют на данный признак.
· факториальная дисперсия, обусловленная действием исследуемых исследуемых факторов (одного или нескольких).
· остаточная дисперсия, обусловленная всеми неучтенными обстоятельствами.
Показателем соотношения этих трех дисперсий является F — критерий Фишера. Основным понятием дисперсионного анализа является нулевая гипотеза — это предположение о том, что фактор не влияет на рассматриваемый признак. Такой вывод можно сделать, если в ходе исследования гипотеза подтверждается.
Рассмотрим возможности однофакторного и двухфакторного дисперсионного анализа при исследовании влияния факторов на исследуемый признак на примере влияния наследственного фактора на зрение студентов. Глаз — воспринимающий отдел зрительного анализатора, служащий для восприятия световых раздражений. Через глаза человек получает до 90 % информации об окружающем мире.
К самым распространенным дефектам зрения относятся близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия), связанные с излишней или недостаточной выпуклостью хрусталика.
Если хрусталик излишне выпукл, то оптическая сила глаза превышает норму. В этом случае положение заднего фокуса при ненапряженной кольцевой мышце оказывается перед сетчаткой.
Есть много разных теорий, которые пытаются объяснить причины, из-за которых развиваются глазные болезни. Несмотря на значительные усилия ученых, даже сейчас мы не на сто процентов уверены, что точная причина установлена… Акцент ставится на различные факторы, такие как диспропорции в развитии и росте глаза, неполноценности зрительного ткани, инфекционные заболевания, неправильное питание, чрезмерное напряжение глаз, недостаточное освещение, но, главным образом, наследственность. Современная медицина нашла более 1200 генов, отвечающих за возможность возникновения определенных заболеваний.
В ходе первого эксперимента были проведены следующие расчеты:
Общее количество испытуемых 52. Предлагалось оценить зрение самих испытуемых и зрение родителей
1 группа — «зрение в норме», 2 группа — «существуют ощутимые проблемы со зрением, не требующие корректировки», 3 группа — «существуют ощутимые проблемы со зрением, требующие корректировки»
Выделены 4 уровня фактора: Нет проблем со зрением у мамы и папы, есть проблемы со зрением у мамы, нет проблем со зрением у папы, есть проблемы со зрением у папы, нет проблем со зрением у мамы, есть проблемы со зрением у обоих родителей
Гипотеза: Фактор «наследственность» не влияет на зрение испытуемых
Расчеты: Методом однофакторного дисперсионного анализа были получены следующие результаты:
Факториальная дисперсия 23,33
Остаточная дисперсия 4.33
Фактическое значение критерия Фишера 5,38
Стандартное значение критерия Фишера 4.07 при вероятности 0.95
Доля влияния 0.59
Вывод: Фактическое значение критерия Фишера 5,38 > чем стандартное значение критерия Фишера 4.07, следовательно гипотеза отвергается, значит с вероятностью 95% можно заключить, что наследственность влияет на зрение человека. Примерно около 59% от общего варьирования уровня зрения у студентов выбранной группы обусловлено влиянием наследственного фактора.
В ходе второго эксперимента были проведены следующие расчеты:
Общее количество испытуемых 38. (студенты 1 курса, имеющие проблемы со зрением)
Предлагается оценить зрение мамы и папы. Выделены две группы факторов: фактор А — «наследственность мамы», фактор В — наследственность папы»
Для каждого фактора выделены 3 группы: 1 группа — «зрение в норме», 2 группа — «существуют ощутимые проблемы со зрением, не требующие корректировки», 3 группа — «существуют ощутимые проблемы со зрением, требующие корректировки»
Гипотезы:
1. Фактор А — «наследственность мамы» не влияет на зрение испытуемых
2. Фактор В — «наследственность папы» не влияет на зрение испытуемых
Расчеты: Методом двухфакторного дисперсионного анализа были получены следующие результаты: факториальная дисперсия фактора А 28.44, факториальная дисперсия фактора В 6.77, остаточная дисперсия 2.44, фактическое значение критерия Фишера для фактора А (мама) 11.63, фактическое значение критерия Фишера для фактора В (папа) 2.77, стандартное значение критерия Фишера 6.94 при вероятности 0.95
Вывод: фактор А: Фактическое значение критерия Фишера >, чем стандартное значение критерия Фишера, следовательно с вероятностью 95% гипотеза №1 отвергается, можно заключить, что фактор «наследственность мамы», влияет на зрение исследуемой группы. Фактор В: Фактическое значение критерия Фишера < чем стандартное значение критерия Фишера, следовательно с вероятностью 95% гипотеза №2 сохраняется, можно заключить, что фактор «наследственность папы», не влияет на зрение исследуемой группы.
Все расчеты были проведены на небольшой группе, поэтому выводы о влиянии наследственности на зрение делать рано, но мы в нашей статье показали приемлемость применения дисперсионного анализа.