Hallazgos falsos

Cada celda representa una hipótesis que pone a prueba una disciplina; el punto indica que es cierta. Elige cuántas son verdaderas, la potencia de cada estudio y cuánto sesgo se cuela. Luego recorre paso a paso el proceso: ejecutar los estudios, dejar entrar el sesgo, publicar lo que resulte significativo y replicar cada estudio publicado.

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Lección

La teoría — Hallazgos falsos

El valor predictivo positivo (VPP) de los hallazgos de una disciplina es la proporción de sus resultados estadísticamente significativos que son verdaderos. Si una fracción π de las hipótesis contrastadas son ciertas, cada estudio tiene una potencia P con un nivel de significación α y una fracción u de los análisis sin hallazgo se publica de todos modos, las hipótesis ciertas se convierten en hallazgos con probabilidad P + u(1 − P) y las falsas con probabilidad α + u(1 − α), de donde PPV = π[P + u(1 − P)] / (π[P + u(1 − P)] + (1 − π)[α + u(1 − α)]). Es la fórmula que John Ioannidis planteó en 2005, expresada con π en lugar de su razón de probabilidades a priori R = π/(1 − π). Una replicación sin sesgo con la misma potencia confirma una proporción PPV·P + (1 − PPV)·α de los hallazgos.

Qué significa cada símbolo

π
proporción de hipótesis contrastadas que son ciertas
P
potencia de cada estudio, 1 − β: probabilidad de detectar un efecto real
α
nivel de significación, 0,05: probabilidad de que un estudio sobre una hipótesis falsa alcance p < 0,05
u
sesgo: fracción de análisis sin hallazgo que aun así se publican
PPV
proporción de los hallazgos publicados que son verdaderos
Supone
Todos los estudios de la disciplina comparten la misma potencia; cada hipótesis se pone a prueba una sola vez antes de publicarse; el sesgo solo interviene cuando no se detectó nada; se publica todo hallazgo y únicamente los hallazgos; una replicación consiste en repetir el mismo estudio con idéntica potencia y sin sesgo. Aquí un hallazgo carece de magnitud o dirección: la sobreestimación del tamaño del efecto en los estudios significativos corresponde a la maldición del ganador, abordada en el escalón anterior.

Un mismo p < 0,05 vale menos si el estudio es débil 🖖

Pulsa Potencia del 80 %. Una de cada diez hipótesis es cierta y nadie manipula los datos: un hallazgo exige p < 0,05 y nada más. Por cada 1.000 hipótesis, la disciplina arroja 80 hallazgos verdaderos y 45 falsos. El 64,0 % de lo que publica es real. Pulsa ahora Potencia del 20 %. Los hallazgos falsos siguen clavados en 45. Proceden de las 900 hipótesis falsas con α = 5 %, un terreno donde la potencia no interviene; en esta tirada son las mismas 48 celdas sin punto y en las mismas posiciones con ambos ajustes. En cambio, los hallazgos verdaderos caen a 20, y la proporción real se desploma al 30,8 %. Solemos pensar que una potencia baja solo perjudica al investigador al hacerle perder efectos reales. También perjudica al lector: un resultado estadísticamente significativo procedente de un estudio débil superó el mismo filtro, pero vale menos porque una fracción menor de quienes lo superan dice la verdad. John Ioannidis formuló la condición en un solo renglón en 2005: un hallazgo tiene más opciones de ser verdadero que falso cuando (1 − β)R > α, siendo 1 − β la potencia y R la razón a priori entre hipótesis ciertas y falsas. Con una de cada diez, R = 1/9, lo que exige superar el 45 % de potencia.

La potencia no puede compensar el sesgo 🖖

Pulsa Sesgo del 10 %. Los estudios conservan la misma fuerza que antes, un 80 % de potencia, pero uno de cada diez análisis que no detectaron nada acaba publicándose como un hallazgo: basta cambiar la variable principal, aislar un subgrupo o descartar un dato incómodo. Ioannidis denota esa fracción con u. Apenas beneficia a las hipótesis ciertas, que casi siempre salían a la luz de todos modos (el 80 % pasa al 82 %). En cambio, castiga con dureza a las falsas, que un análisis riguroso descartaría el 95 % de las veces. El 10 % de ese 95 % supone 9,5 puntos: una hipótesis falsa se cuela ahora como hallazgo el 14,5 % de las veces, casi el triple que antes. La proporción de hallazgos que son reales se desploma del 64,0 % al 38,6 %. La fila de resultados inferior ilustra el precio de esa trampa: una disciplina limpia alcanza ese mismo 38,6 % con estudios a solo el 28,3 % de potencia. Si arrastras la potencia hasta el 99 %, el campo sesgado apenas sube al 43,2 %; con un 100 % de potencia llega al 43,4 %, y ningún estudio puede aspirar a más. Pulsa ahora Sin sesgo, 35 %: 43,8 %. Una disciplina rigurosa al 35 % de potencia publica resultados tan fiables como los que jamás alcanzará una con potencia perfecta y u = 10 %. El punto de corte, α/(α + u(1 − α)) = 34,5 %, no depende de π. Mueve el primer control deslizante y comprobarás que no se inmuta.

Un hallazgo verdadero puede no replicarse, y a menudo ocurre 🖖

Pulsa Potencia del 80 %, luego Reiniciar y avanza con Paso hasta la última fase, donde cada hallazgo publicado vuelve a ponerse a prueba sin sesgo y con la misma potencia. Un efecto verdadero se confirma el 80 % de las veces y uno falso solo el 5 %; por eso se replica el 53,0 % de los hallazgos publicados (en esta tirada, 69 de 129). Cuenta las cruces sobre un punto: 12 de los 60 fracasos correspondían a hipótesis verdaderas, y la proporción exacta es del 27,2 %. Nadie falseó nada ni aquellos estudios tenían defecto alguno: al 80 % de potencia, uno de cada cinco efectos reales se nos escapa, tanto la primera vez como la segunda. La tasa de replicación nunca debe interpretarse como la proporción de hipótesis ciertas de una disciplina. Jamás superará la potencia de las replicaciones, pues todo hallazgo verdadero reaparece a esa tasa y los falsos a nivel α, que siempre es menor. Una disciplina cuyas replicaciones operasen al 50 % de potencia vería fracasar la mitad de sus hallazgos aun cuando todos fuesen ciertos. Pulsa Sesgo del 10 % y esas mismas replicaciones rigurosas solo confirmarán el 33,9 %: gran parte de lo que intentan repetir nunca existió.

Problema resuelto al detalle

  1. Lo que augura un p = 0,04 al siguiente estudio 4 pasos

    Un estudio obtiene p = 0,04 en un contraste bilateral. Suponiendo que el efecto real sea exactamente el observado, ¿cuál es la probabilidad de que una replicación idéntica, con el mismo diseño y tamaño muestral, alcance p < 0,05 en la misma dirección? Introduce luego esa potencia en la herramienta, con una de cada diez hipótesis ciertas y sin sesgo, y comprueba qué proporción de los hallazgos de esa disciplina son reales y cuántos se replican.

    Abre este problema en la herramienta

    1. Recupera el valor z a partir del valor p. Como el contraste es bilateral, cada cola contiene 0,02, y el umbral para p < 0,05 corresponde al valor que deja 0,025 a su derecha:

    2. Si el efecto real coincide con el observado, la z de la replicación sigue una distribución normal con media 2,054 y desviación típica 1. Tendrá éxito si supera 1,960:

    3. Caer por debajo de −1,960 sería significativo en la dirección opuesta, lo que no constituye una replicación y resulta además despreciable:

    4. Pulsa Disciplina con p = 0,04: 54 % de potencia (el control avanza en porcentajes enteros), una de cada diez hipótesis cierta y sin sesgo.

    Respuesta

    53,7 %, apenas algo mejor que lanzar una moneda al aire; con p = 0,05, los mismos pasos dan exactamente el 50 %. Y ese es el escenario optimista: según la maldición del ganador, vista en el escalón anterior, un estudio significativo casi siempre sobreestima el efecto, por lo que la potencia real de la replicación será aún más baja. En una disciplina donde los estudios operen con un 54 % de potencia, el 54,5 % de los hallazgos son reales y el 31,7 % se replica. Para que una replicación idéntica tenga éxito cuatro de cada cinco veces bajo el mismo supuesto, el original necesitaría un p = 0,005, lo que confiere un 80,2 %.

Ruta de aprendizaje

Lo que p < 0,05 no promete

Referencias (1)
  • The page's model and formula: the positive predictive value of a claimed finding from power, the pre-study odds R and the bias u (Tables 1 and 2), the condition that a finding is more likely true than false when (1 − β)R > α, which the first insight quotes, the definition of u the second insight paraphrases, and Table 4, whose first row is the 'Ioannidis's trial' preset and all nine of whose rows check:compute reproduces: J. P. A. Ioannidis, "Why Most Published Research Findings Are False," PLoS Medicine 2(8): e124, 2005.