Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
3.2.1. Опыты с вращающимся креслом
Самый простой подход к выявлению магнитного компасного чувства основан на опытах с вращающимся креслом. Испытуемого сажают в такое кресло, лишают его всех возможных ориентиров, кроме магнитного поля, вращают кресло в разные стороны и просят испытуемого указать направление, в которое он обращен лицом после остановки кресла. Если в этих условиях обнаруживается способность судить о направлении, то путем изменения магнитного поля можно проконтролировать, использует ли испытуемый механизм магниторецепции или же какой-либо другой механизм немагнитной природы.
С декабря 1980 г. более 800 разных испытуемых участвовали в таких опытах, проводимых мной и моими студентами из Манчестерского университета. При этом использовалось оборудование, изображенное на рис. 26.1.
Кресло было деревянным с арматурой из алюминия или медных сплавов. На испытуемого надевали очки-консервы, покрытые слоем пластилина, под которыми находилась хлопчатобумажная повязка, а также специальные плотные наушники. Перед каждым опытом экспериментатор поворачивал кресло сначала по часовой стрелке (270-540°), затем против нее (угол < 360°). В каждом опыте испытуемый должен был сделать 9 (или 8, как это было до 1983 г.) оценок направления, и в это время экспериментатор не произносил никаких слов.
Испытуемые знали, что магнитное поле, в котором они находятся, возможно, является искусственным; на них или надевали специальные шлемы, создающие вокрут головы электромагнитное поле, или укрепляли на голове металлические бруски. Шлемы могли быть «включены» или нет, бруски могли быть магнитными или латунными. Двойной слепой контроль осуществлялся благодаря тому, что условия тестирования задавались компьютером или же третьим лицом.
Последовательность направлений задавалась портативным компью-
Рис. 26.1. Постановка опытов с вращающимся креслом. Компьютер TRS 80, задающий условия опыта, обычно находится сзади от испытуемого и помещен сбоку только для иллюстрации.
тером TRS 80 и принтером. Направления вращения выбирались компьютером с использованием случайных чисел. Компьютер же регистрировал и печатал каждую оценку, сделанную испытуемым, а также вычислял средние значения (е°, г) из девяти угловых оценок, связанных с девятью
определениями компасного направления (здесь е°-средний угол, г-длина среднего вектора; см. Batschelet, 1981).
3.2.2. Статистический анализ
Данные, полученные в опытах с вращающимся креслом, можно анализировать на трех разных уровнях. Предположим, что десять испытуемых принимали участие в пяти опытах каждый и в опыте было сделано девять определений направления. Уровень 1 предполагает использование всех 450 оценок, уровень 2-50 средних (по одному среднему на опыт), уровень 3-10 средних (по одному среднему на испытуемого).
Эти эксперименты во многом сходны с опытами на птицах, помещенных в ориентационную клетку (см., например, Wiltschko, Wiltschko, 1978). Поскольку последовательные прыжки птицы в ходе опыта не являются независимыми, в таких опытах анализ на уровне 1 используется обычно лишь в некоторых специальных случаях. Аналогичным образом, последовательные оценки направления, производимые человеком в опыте с вращающимся креслом, тоже не могут быть независимыми, поэтому анализ на уровне 1 является неудовлетворительным. В опытах на птицах определяют одно среднее направление их перемещений в каждом опыте, а затем средние многих опытов подвергают анализу более высокого порядка. Обычно, однако, анализ проводят на уровне 2, даже если отдельных птиц испытывали в нескольких опытах. Хотя такой анализ широко распространен, у него есть один недостаток: нельзя исключить, что отдельные данные не являются независимыми.
Помимо того что оценки вероятности могут быть основаны на данных, не являющихся независимыми (разд. 3.3.2), имеются и другие распространенные в опытах по ориентации статистические погрешности, которых хотелось бы избежать при анализе результатов экспериментов с вращающимся креслом. Это, во-первых, одновременное использование нескольких гипотез (в особенности применение z- и V-критериев Рэлея к одному и тому же набору данных; см. разд. 3.3.2) и, во-вторых, использование апостериорного анализа.
Недостатки, связанные с отсутствием независимости отдельных данных в опытах с вращающимся креслом, можно в какой-то мере устранить, используя анализ на уровне 2 или 3. Приняв единую универсальную гипотезу для всех одиночных выборок и другую универсальную гипотезу для сравнения двух выборок, можно избежать одновременного использования нескольких гипотез и обойтись без апостериорного анализа.
В опытах с вращающимся креслом такая нулевая гипотеза для всех одиночных выборок состоит в том, что не существует значимого вектора в направлении е° = 0 или, если этот вектор является значимым, что 95%-ный доверительный интервал для среднего не включает 0° (Aneshansley, Larkin, 1981). Подходящим здесь является только V-кри-
терий (а не z) (Batschelet, 1981). При сравнении двух выборок нулевая гипотеза заключается в том, что разница в компасной ориентации отсутствует. Наиболее подходящим критерием в этом случае является модификация Уолрофа критерия Манна-Уитни (Batschelet, 1981, р. 127-128). В большинстве случаев можно четко указать направление оптимальной ориентации, поэтому подходящим является односторонний критерий. В противном случае следует использовать двусторонний критерий.
