Усереднені групові і маргінальні величини залежної змінної у гіпотетичному експерименті

Основний ефект для дії кофеїну можна встановити шляхом порівняння маргінальних (граничних) величин, отриманих з усереднених показників залежної змінної, що становить в умовах дії кофеїну (25), з відповідною величиною, отриманою при усередненні показників залежної змінної в умовах дії плацебо (19,8). Звернемо увагу на те, що усереднений показник кількості правильно ідентифікованих сигналів вищий в умовах дії кофеїну на функціональний стан суб’єкта, ніж в умовах застосування плацебо.

Подібний аналіз можна здійснити і для другої незалежної змінної – характеристик експериментального середовища. Як видно з табл. 4, показник ефективності розпізнавання в умовах дії дистракторів (19,6) нижчий, ніж в у мовах без дистракторів (25,2). Якщо ця різниця є статистично значущою, це свідчить про наявність основного ефекту і для другої незалежної змінної.

В експериментальних планах 2X 2 наявність ефекту взаємодії змінних встановлюють за наявністю розбіжностей у впливі змінної В для різних рівнів змінної А. Що це означає стосовно наведеного вище гіпотетичного дослідження? Взаємодія означає, що вплив кофеїну на ефективність розпізнавання сигналів залежить від того, знаходяться досліджувані в умовах дії дистракторів чи виконують експериментальні завдання в умовах без дистракторів.

Дослідники повинні бути обережними, коли виявляють значущу взаємодію між факторами, оскільки такий результат може призвести до необґрунтованого висновку стосовно основного ефекту. Така проблема могла б виникнути і в розглянутому нами вище гіпотетичному дослідженні. На підставі отриманих даних у нас може з’явитися бажання зробити висновок, що основний ефект викликаний дією кофеїну. Проте з табл. 4 видно, що тільки в одній секції (в якій представлена експериментальна умова а₁в₂ – наявність дистракторів і не вживання кофеїну) усереднені показники залежної змінної відрізняються від показників у других експериментальних умовах і становлять 14,6, в той час як в інших умовах вони майже ідентичні – 24,6; 25,4 і 25.

В іншій групі, якій також було запропоновано плацебо замість кофеїну, але яка виконувала експериментальне завдання в умовах без дистракторів, показники залежної змінної майже не відрізняються від інших груп, що вживали кофе. Ці дані дають підстави вважати, що вплив кофеїну залежить від типу експериментального оточення, у якому виконується експеримент.

Результати факторного експерименту легше інтерпретувати, якщо усереднені показники залежної змінної представлені графічно. Якщо ми використовуємо план з двома незалежними змінними, то можемо представити рівні однієї змінної як точки на осі X, а рівні другої змінної – у вигляді окремих ліній. Графік, що ілюструє факторний план 2X 2, містить дві лінії з двома точками для кожної з них, а для факторного плану 3X 4 – три лінії, кожна з яких містить по чотири точки. На рис. 1 графічно представлені результати щойно проаналізованого гіпотетичного дослідження.

Рис. 1. Графік, що ілюструє взаємодію факторів функціонального стану та експериментального оточення

Аналізуючи наведений вище графік, помічаємо, що лінія, яка презентує експериментальне оточення без дистракторів, майже паралельна осі X, у той час як лінія, що відповідає умовам з дією дистракторів, має уклін донизу від точки, якою позначено вживання кофеїну. Це свідчить, що показники залежної змінної були майже ідентичними, якщо досліджуваним давали кофеїн і плацебо в ситуації без дистракторів, проте відрізнялись, якщо експериментальне випробування проводилось у приміщенні з дистракторами. Отже, було доведено, що зміна функціонального стану завдяки дії кофеїну впливає на ефективність сенсомоторних реакцій переважно в умовах наявності перешкод (дистракторів).

Ці дані свідчать про взаємодію між станом і типом експериментальних умов, в яких вивчається перебіг сенсомоторної діяльності. Непаралельність ліній на графіку свідчить про взаємодію змінних, і навпаки, паралельні лінії свідчать про відсутність ефекту взаємодії. З цього графіка також виходить, що основні ефекти двох незалежних змінних виявляються виключно завдяки одній конкретній умові, коли досліджуваним не давали збуджувальну речовину (кофеїн) в експериментальному оточенні з дистракторами. Загальний висновок з цього гіпотетичного дослідження може бути таким: кофеїн поліпшує показники сенсомоторної діяльності, якщо досліджуваних тестують в несприятливих умовах (з наявністю відволікаючих перешкод). Цей приклад ілюструє також необхідність бути обережними при формулюванні узагальнюючих висновків. Якщо повернутися до результатів первинного дослідження впливу кофеїну на показники уваги (без урахування умов експериментального оточення), то воно давало підстави для висновків про те, що кофеїн підвищує концентрацію уваги. Але на підставі даного дослідження необхідно зробити уточнення, що цей основний ефект виявляється тільки за певних умов.

На рис (а)представлений результат, який свідчить про відсутність основних ефектів і взаємодії між змінними.

Для змінної А: основний ефект відсутній, бо: 1) маргінальні величини а₁ і а₂ або дуже близькі, або ідентичні; 2) дуже мала або повністю відсутня вертикальна відстань між лініями на графіку, що представляють кількісні показники залежної змінної для рівнів а₁ і а₂.

Для змінної В. Основний ефект відсутній, бо: 1) маргінальні величини в₁ і в₂ не відрізняються; 2) лінії, що представляють на графіку кількісні показники залежної змінної для умов а₁ і а₂, не змінюються залежно від в₁ і в₂. Вони паралельні осі X. Паралельність ліній свідчить також про відсутність ефекту взаємодії між змінними.

На рис. (б)представлений результат гіпотетичного дослідження, згідно з яким змінна В (функціональний стан, зумовлений вживанням кофеїну або плацебо) має основний ефект, а змінна А (тип експериментального оточення) – не має.

Крім того, змінні не взаємодіють. Вплив кофеїну на показники залежної змінної відображено як у маргінальних величинах усереднених показників залежної змінної, так і на графіку. Маргінальні величини для двох рівнів змінної В відрізняються (в₁ – 24,6; в₂ = 16,5), а лінії для експериментальних умов з наявністю і відсутністю дистракторів мають негативний уклін (донизу), зумовлений зменшенням показників залежної змінної при переході від умов в₁ до в₂. Як таблиця, так і графік свідчать також про відсутність основного ефекту для змінної типу «експериментальне оточення» і відсутність взаємодії між станом досліджуваних і типом експериментального оточення. Про це свідчить те, що лінії для двох умов з дією дистракторів мають невеликий вертикальний розрив і є паралельними.

На рис. (в)наведено приклад того, який вигляд можуть мати таблиця і графік, якщо змінна А (тип експериментального оточення) має основний ефект, а змінна В (стан досліджуваного, зумовлений вживанням кофеїну або плацебо) не має основного ефекту і дві змінні не взаємодіють.

Цього разу маргінальні величини для двох рівнів змінної А відрізняються, а лінії паралельні, але з великим вертикальним розривом між ними. Звернемо увагу, що показники залежної змінної для умов відсутності дистракторів вищі, ніж показники для умов з дистракторами. Проте, функціональний стан досліджуваного, як свідчать дані, не впливає на залежну змінну. Це видно з того, що вплив експериментального оточення залишається ідентичним як при вживанні кофеїну, так і при застосуванні плацебо.

На рис. (г)представлений результат, згідно з яким як змінна А, так і змінна В мають основний ефект, хоча обидві змінні не взаємодіють.

У цьому випадку маргінальні величини обох змінних відрізняються і лінії мають негативний уклін, проте вони паралельні і розташовані на різній висоті відносно осі Y (тобто між ними є вертикальна відстань). Це означає, що на ефективність виконання експериментального завдання впливає як функціональний стан суб’єкта, зумовлений вживанням кофе або плацебо, так і наявність дистракторів в експериментальному оточенні. Проте ефект від впливу кофеїну чи плацебо залишається однаковим, незалежно від того, в якому експериментальному оточенні досліджувані проходять тестування на визначення показників залежної змінної.

Рис. (д)відображає цікавий результат, згідно з яким жодна зі змінних не справляє основного впливу на залежну змінну, проте обидві вони взаємодіють. Зверніть увагу на те, що маргінальні величини у стовпчиках свідчать про відсутність ефекту від вживання кофеїну, а маргінальні величини у рядках – про відсутність ефекту під впливом типу експериментального оточення. Але лінія, що представляє експериментальну умову без дії дистракторів має позитивний уклін (вгору), а лінія, що представляє умови з наявністю дистракторів, – негативний уклін (донизу).

Цей тип залежностей дає можливість припустити, що функціональний стан досліджуваних справляє протилежний ефект на діяльність суб’єктів, залежно від того, в якому експериментальному оточенні вони виконують завдання (за наявності чи відсутності дистракторів). Показники діяльності покращуються, якщо суб’єкти не вживають кофе і проходять експериментальне випробування в приміщенні з дистракторами. Дані свідчать також про те, що взаємодія змінних є причиною відсутності основного ефекту.

На рис. (е) продемонстровано результат дослідження, в якому були виявлені основні ефекти для двох змінних і взаємодія.

На графіку видно, що лінії, які представляють два рівні змінної А (функціональний стан) для умов з дією дистракторів і без них, вертикально розділені з негативними нахилом. Проте лінії, які представляють виконання експериментальних завдань в оточенні з дистракторами і без них, не паралельні. Якщо порівняти різницю в ефективності виконання експериментальної діяльності при різних показниках функціонального стану (після вживання кофеїну і застосування плацебо), можна спостерігати більше зниження ефективності для умов з дією дистракторів. Ці результати вказують на те, що як стан досліджуваного, так і тип експериментального оточення впливають на ефективність сенсомоторних реакцій, але стан справляє більший вплив, якщо досліджувані проходять експериментальне випробування в умовах, що передбачають наявність дистракторів.