Experimento natural

Un experimento natural es un estudio empírico en el que los individuos (o grupos de individuos) se exponen a las condiciones experimentales y de control que están determinadas por la naturaleza o por otros factores fuera del control de los investigadores. Podría decirse que el proceso que rige las exposiciones se asemeja a la asignación aleatoria. Por lo tanto, los experimentos naturales son estudios de observación y no están controlados en el sentido tradicional de un experimento aleatorio (un estudio de intervención). Los experimentos naturales son más útiles cuando ha habido una exposición claramente definida que involucra a una subpoblación bien definida (y la ausencia de exposición en una subpoblación similar) de modo que los cambios en los resultados puedan atribuirse plausiblemente a la exposición. En este sentido, la diferencia entre un experimento natural y un estudio observacional no experimental es que el primero incluye una comparación de condiciones que allanan el camino para la inferencia causal, pero el segundo no.

Los experimentos naturales se emplean como diseños de estudio cuando la experimentación controlada es extremadamente difícil de implementar o poco ética, como en varias áreas de investigación abordadas por la epidemiología (como evaluar el impacto en la salud de diversos grados de exposición a la radiación ionizante en personas que viven cerca de Hiroshima en la época de la explosión atómica) y economía (como estimar el rendimiento económico de la cantidad de escolaridad en los adultos estadounidenses).

Historia

El mapa de John Snow muestra el agrupamiento de casos de cólera en Soho durante la epidemia de Londres de 1854

Uno de los primeros experimentos naturales más conocidos fue el brote de cólera de 1854 en Broad Street en Londres, Inglaterra. El 31 de agosto de 1854, un gran brote de cólera golpeó el Soho. Durante los siguientes tres días, 127 personas cerca de Broad Street murieron. Al final del brote, 616 personas murieron. El médico John Snow identificó la fuente del brote como la bomba de agua pública más cercana, utilizando un mapa de muertes y enfermedades que reveló un grupo de casos alrededor de la bomba.

En este ejemplo, Snow descubrió una fuerte asociación entre el uso del agua de la bomba y las muertes y enfermedades causadas por el cólera. Snow descubrió que Southwark and Vauxhall Waterworks Company, que abastecía de agua a los distritos con altas tasas de ataque, obtenía el agua del Támesis río abajo desde donde se descargaban las aguas residuales sin tratar en el río. Por el contrario, los distritos que fueron abastecidos de agua por Lambeth Waterworks Company, que obtuvo agua aguas arriba de los puntos de descarga de aguas residuales, tuvieron tasas de ataque bajas. Dado el desarrollo de mosaicos casi al azar del suministro de agua a mediados del siglo XIX en Londres, Snow vio los desarrollos como "un experimento... en la escala más grande". Por supuesto, la exposición al agua contaminada no estaba bajo el control de ningún científico. Por lo tanto, esta exposición ha sido reconocida como un experimento natural.

Ejemplos recientes

Tamaño de la familia

Un objetivo de un estudio de Angrist y Evans (1998) fue estimar el efecto del tamaño de la familia en los resultados del mercado laboral de la madre. Por al menos dos razones, las correlaciones entre el tamaño de la familia y varios resultados (por ejemplo, ingresos) no nos informan sobre cómo el tamaño de la familia afecta causalmente los resultados del mercado laboral. En primer lugar, tanto los resultados del mercado laboral como el tamaño de la familia pueden verse afectados por un 'tercio' no observado. variables (por ejemplo, preferencias personales). En segundo lugar, los propios resultados del mercado laboral pueden afectar el tamaño de la familia (lo que se denomina "causalidad inversa"). Por ejemplo, una mujer puede posponer tener un hijo si obtiene un aumento en el trabajo. Los autores observaron que las familias de dos hijos con dos niños o dos niñas tienen muchas más probabilidades de tener un tercer hijo que las familias de dos hijos con un niño y una niña. El sexo de los dos primeros hijos constituye, pues, una especie de experimento natural: es como si un experimentador hubiera asignado aleatoriamente a unas familias dos hijos ya otras tres. Luego, los autores pudieron estimar de manera creíble el efecto causal de tener un tercer hijo en los resultados del mercado laboral. Angrist y Evans encontraron que tener hijos tenía un mayor impacto en las mujeres pobres y menos educadas que en las mujeres con un alto nivel educativo, aunque el impacto en los ingresos de tener un tercer hijo tendía a desaparecer al cumplir 13 años. También encontraron que tener un tercer hijo tenía poco impacto en los maridos & # 39; ganancias.

Programas de juegos

Dentro de la economía, los programas de juegos son una forma de experimento natural estudiada con frecuencia. Si bien los programas de juegos pueden parecer contextos artificiales, pueden considerarse experimentos naturales debido al hecho de que el contexto surge sin la interferencia del científico. Los programas de juegos se han utilizado para estudiar una amplia gama de diferentes tipos de comportamiento económico, como la toma de decisiones bajo riesgo y el comportamiento cooperativo.

Prohibición de fumar

En Helena, Montana, se prohibió fumar en todos los espacios públicos, incluidos bares y restaurantes, durante el período de seis meses de junio de 2002 a diciembre de 2002. Helena está geográficamente aislada y solo cuenta con un hospital. Los investigadores observaron que la tasa de ataques al corazón se redujo en un 40% mientras la prohibición de fumar estaba en vigor. Los opositores a la ley prevalecieron al lograr que se suspendiera la aplicación de la ley después de seis meses, después de lo cual la tasa de ataques cardíacos volvió a aumentar. Este estudio fue un ejemplo de un experimento natural, llamado experimento de cruce de casos, donde la exposición se elimina por un tiempo y luego se devuelve. El estudio también notó sus propias debilidades que potencialmente sugieren que la incapacidad para controlar las variables en los experimentos naturales puede impedir que los investigadores saquen conclusiones firmes.

Pruebas de armas nucleares

Las pruebas de armas nucleares liberaron grandes cantidades de isótopos radiactivos a la atmósfera, algunos de los cuales podrían incorporarse a los tejidos biológicos. El lanzamiento se detuvo después del Tratado de Prohibición Parcial de Pruebas Nucleares en 1963, que prohibió las pruebas nucleares atmosféricas. Esto se parecía a un experimento de persecución de pulsos a gran escala, pero no podría haberse realizado como un experimento regular en humanos debido a la ética científica. Se hicieron posibles varios tipos de observaciones (en personas nacidas antes de 1963), como la determinación de la tasa de reemplazo de células en diferentes tejidos humanos.

Borrador de la Guerra de Vietnam

Una pregunta importante en la investigación económica es qué determina las ganancias. Angrist (1990) evaluó los efectos del servicio militar en los ingresos de por vida. Usando métodos estadísticos desarrollados en econometría, Angrist aprovechó la asignación aleatoria aproximada de la lotería de la guerra de Vietnam y la utilizó como una variable instrumental asociada con la elegibilidad (o no elegibilidad) para el servicio militar. Debido a que muchos factores pueden predecir si alguien sirve en el ejército, la lotería del reclutamiento enmarca un experimento natural mediante el cual los reclutados en el ejército pueden compararse con los no reclutados porque los dos grupos no deben diferir sustancialmente antes del servicio militar. Angrist descubrió que los ingresos de los veteranos eran, en promedio, un 15 por ciento menos que los ingresos de los no veteranos.

Melanismo industrial

Con la Revolución Industrial en el siglo XIX, muchas especies de polillas, incluida la bien estudiada polilla moteada, respondieron a la contaminación atmosférica de dióxido de azufre y hollín alrededor de las ciudades con melanismo industrial, un aumento dramático en la frecuencia de formas oscuras. sobre las anteriormente abundantes formas pálidas y moteadas. En el siglo XX, a medida que mejoró la regulación y disminuyó la contaminación, proporcionando las condiciones para un experimento natural a gran escala, se invirtió la tendencia hacia el melanismo industrial y las formas melánicas se volvieron rápidamente escasas. El efecto llevó a los biólogos evolutivos L. M. Cook y J. R. G. Turner a concluir que "la selección natural es la única explicación creíble del declive general".