El método científico supone que los eventos ocurren en patrones consistentes que pueden ser comprendidos a través de la comparación cuidadosa y el estudio sistemático. El conocimiento es producido a través de una serie de pasos durante los cuales los datos se acumulan de manera metódica, las fortalezas y debilidades de la información se evalúan, y el conocimiento sobre las relaciones causales se infiere. En el proceso, los científicos también desarrollan una comprensión de los límites de ese conocimiento (por ejemplo, la precisión de las observaciones), la naturaleza inferida de las relaciones, y las hipótesis fundamentales detrás de las inferencias. Las hipótesis se desarrollan, se miden con los datos, y son ó apoyadas ó refutadas.
Los científicos continuamente observan, prueban y modifican el cuerpo de conocimientos. En lugar de reclamar la verdad absoluta, la ciencia se acerca a la verdad sea a través de descubrimientos o avances por etapas, probando teorías en forma repetida. La evidencia es obtenida a través de observaciones y mediciones realizadas en el entorno natural o en el laboratorio. En el laboratorio, los científicos pueden controlar y modificar las condiciones con el fin de aislar efectos exclusivos y por lo tanto comprender mejor los factores que influyen en ciertos resultados. Por lo general, los experimentos o las observaciones deben realizarse en un amplio rango de condiciones, antes que el funcionamiento de factores específicos, patrones o variables se puedan entender. Los métodos para reducir errores son parte del diseño del estudio, de modo que, por ejemplo, el tamaño del estudio es elegido para proveer suficiente poder estadístico como para sacar conclusiones con un alto nivel de confianza, o para entender los factores que podrían confundir los resultados. A lo largo de las investigaciones científicas, el investigador debe estar lo más libre de prejuicios como sea posible, y las prácticas se ponen en marcha para detectar parcialidades (como las que surgen a partir de mediciones y la interpretación humana) y de minimizar sus efectos sobre las conclusiones.
En última instancia, el objetivo es la construcción de explicaciones ("teorías") de los fenómenos que son coherentes con los principios científicos generales, tales como las leyes de la termodinámica o de la selección natural. Estas teorías, y las investigaciones de ellas a través de experimentos y datos/información observados, son compartidos a través de conferencias, publicaciones, e interacciones colegiadas, que empujan al científico para que explique su trabajo de manera clara y que plantea cuestiones que podrían no haber sido consideradas. El proceso de compartir datos y resultados requiere el mantenimiento de un archivo mantenido cuidadosamente. Además, la necesidad de credibilidad entre sus pares lleva a los investigadores a evitar conflictos de interés. La aceptación del trabajo aparece a medida que los resultados y las teorías se continúan manteniendo, incluso bajo el escrutinio de los compañeros, en un ambiente que alienta a un sano escepticismo. Ese control se debe extender también a la reproducción independiente de los resultados o los experimentos diseñados para probar la teoría bajo diferentes condiciones. A medida que se acumula credibilidad a los datos y teorías, se acepta como hecho establecido y se convierte en el "andamiaje" sobre el que se construyen otras investigaciones.
Esta descripción de cómo la ciencia crea nuevas teorías ilustra los elementos clave de la buena práctica científica: precisión en la definición de términos, procesos, contexto, resultados y limitaciones; la apertura a nuevas ideas, incluida la crítica y la refutación, y protecciones contra la discriminación y la exageración (que va más allá de los hechos). A pesar de que estos elementos se han discutido en el contexto de la creación de nuevos métodos y conocimientos, los mismos principios aplican con los procedimientos conocidos o conocimiento. En el trabajo día a día de la ciencia forense, el proceso de formular y probar hipótesis se sustituye con la cuidadosa preparación y análisis de las muestras y la interpretación de los resultados. Pero ese trabajo aplicado, si se hace bien, aún exhibe las características mismas de la ciencia básica: el uso de métodos validados y el cuidado en el seguimiento de sus protocolos, la elaboración de una documentación detallada y adecuada, el evitar parcialidades, y la interpretación realizada dentro de los límites de lo que la ciencia permita.
Validación de Nuevos Métodos
Una tarea particular de la ciencia es la validación de nuevos métodos para determinar su fiabilidad en diferentes condiciones y sus limitaciones. Estos estudios comienzan con una hipótesis clara (por ejemplo, "nuevo método X puede asociar evidencia biológica, de forma fiable con su fuente"). Un experimento sin prejuicios está diseñado para proporcionar datos útiles acerca de la hipótesis. Los datos recogidos a través de mediciones de observaciones metódicas, bajo condiciones bien especificadas y controladas, se analizan para apoyar o refutar la hipótesis. Los umbrales para apoyar o refutar la hipótesis están claramente definidos antes de que el experimento se ejecute. Los resultados más importantes de un estudio de validación son (1) información sobre si el método puede discriminar la hipótesis de una alternativa, y (2) evaluaciones de las fuentes de errores y sus consecuencias sobre las decisiones que devuelve el método. Estos dos resultados se combinan para ofrecer precisión y claridad acerca de lo que se entiende por "asociado fiable”.
Por un método que no ha sido objeto de amplio estudio anterior, un investigador puede diseñar un experimento amplio para ayudar a acceder al conocimiento de su rendimiento sobre su desempeño, en una serie de condiciones. Estos datos se analizan para cualquier patrón subyacente que pueda ser útil en la planificación o interpretación de las pruebas que utilizan el nuevo método. En otras situaciones, ya ha sido formulado un proceso a partir de datos experimentales existentes, el conocimiento y la teoría (por ejemplo, "los marcadores biológicos A, B y C se pueden utilizar en las investigaciones forenses de ADN, para vincular la evidencia con el sospechoso").
Para confirmar la validez de un método o proceso para un fin determinado (por ejemplo, para una investigación forense), deben realizarse los estudios de validación.
La Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha desarrollado un documento conjunto, "Requisitos generales para la competencia de laboratorios de ensayo y calibración" (comúnmente conocida como "ISO 17025"), que incluye una lista consolidada de las técnicas que se pueden utilizar solas o en combinación, para validar un método:
· calibración utilizando patrones de referencia o materiales de referencia;
· comparación de los resultados obtenidos con otros métodos;
· comparaciones entre laboratorios;
· evaluación sistemática de los factores que influyen en el resultado, y
· evaluación de la incertidumbre de los resultados basados en la comprensión científica de los principios teóricos del método y la experiencia práctica.
Un paso crítico en los estudios de validación, es su publicación en revistas revisadas por pares, por lo que los expertos en el campo pueden revisar, cuestionar y comprobar la reproducibilidad de los resultados. Estas publicaciones deben incluir información clara de las hipótesis en estudio, así como suficientes detalles sobre los experimentos, los datos resultantes y el análisis de datos para que los estudios puedan ser replicados. La replicación expondrá no sólo las fuentes adicionales de variabilidad, sino también más aspectos del proceso, para fortalecer la comprensión y el conocimiento científico que puede ser utilizado para mejorar el método. Los métodos que se especifican con mayor detalle (como el análisis de ADN) tendrán una mayor credibilidad y también serán más susceptibles de mejora sistemática, que aquellos que dependen más de los juzgamientos del investigador.
La validación de los resultados con el tiempo aumenta la confianza. Por otra parte, la cultura científica alienta a perseverar en el interrogatorio y la mejora. Por lo tanto, la comunidad científica relevante sigue comprobando los resultados establecidos que todavía se mantienen bajo nuevas condiciones y que se siguen celebrando en la mira de los nuevos conocimientos. La participación de los investigadores estudiantes de posgrado en la investigación científica, contribuye en gran medida a esta diligencia, porque parte de su educación es leer con atención y cuestionar los así llamados métodos establecidos. Esta cultura da lugar al continuo re-examen de la investigación del pasado y por lo tanto, un mayor conocimiento.
En el caso de los análisis de ADN, los estudios han evaluado la precisión, confiabilidad, y la incertidumbre de los métodos. Estos conocimientos han sido utilizados para definir los procedimientos normalizados que, cuando son seguidos, conducen a pruebas fiables. Por ejemplo, lo siguiente es una breve muestra de las especificaciones requeridas por la Oficina de Pruebas de los Laboratorios Forenses del FBI, para el ADN, con el fin de garantizar la fiabilidad del análisis:
· Los laboratorios de ensayo deben tener un protocolo de operación estándar para cada técnica de análisis utilizada, especificando los reactivos, preparación de muestras, extracción, equipos y controles que son normales para los análisis de ADN e interpretación de datos.
· El laboratorio debe supervisar los procedimientos analíticos con los controles y normas adecuados, incluidas las normas de cuantificación que estiman la cantidad de ADN nuclear humano recuperado por extracción, amplificación de los controles positivos y negativos, y espacios en blanco de reactivo.
· El laboratorio debe verificar sus procedimientos de ADN al año o cada vez que se introduzcan cambios sustanciales en el protocolo (s).
· El laboratorio debe tener por escrito y seguir las directrices generales para la interpretación de los datos.
· El laboratorio debe verificar que todos los resultados de los controles están dentro de los límites de tolerancia establecidos.
· Donde sea apropiado, las coincidencias visuales tendrán el apoyo de un criterio de coincidencia numérica.
· Para una población determinada (s) y / o hipótesis de relación, la interpretación estadística se adoptará siguiendo las recomendaciones 4,1 ; 4,2 o 4,3 cuando se considere aplicables, del informe del Consejo Nacional de Investigación, titulado La evaluación de las pruebas forenses de ADN (1996) y / o un método que indique la corte. Estos cálculos se derivan de una base de datos de población documentada, adecuada para el cálculo.
Este nivel de especificidad es consistente con el espíritu de las guías presentadas en la norma ISO 17025. La segunda edición (15 de mayo de 2005) de esas guías, incluyen el mínimo siguiente de información para especificar correctamente el proceso de cualquier nuevo método analítico:
a. identificación apropiada;
b. ámbito de aplicación;
d. descripción del tipo de elemento que se va a ensayar o calibrar;
e. parámetros o cantidades y rangos que se determinen;
f. aparatos y equipos, incluidos los requisitos de desempeño técnico;
g. patrones de referencia y materiales de referencia necesarios;
h. las condiciones ambientales requeridas y cualquier período de estabilización que sea necesario;
i. descripción del procedimiento, incluyendo
o colocación de marcas de identificación, manipulación, transporte, almacenamiento y preparación de los envíos;
o controles que deben realizarse antes de comenzar el trabajo;
o comprobar que el equipo está funcionando correctamente y, en su caso, calibración y ajuste del equipo antes de cada uso;
o método de registro de las observaciones y resultados;
o cualquier medida de seguridad que deba respetarse;
i. criterios y / o requisitos para su aprobación o rechazo;
j. datos que deben registrarse y método de análisis y presentación;
k. la incertidumbre o el procedimiento para la estimación de la incertidumbre.
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