Quand les erreurs deviennent des pistes
Philosophie des sciences pour la recherche sur les médicaments : dans le cadre d'un cours, les étudiants en pharmacie apprennent comment la théorie, la méthode et l'expérience influent sur un résultat scientifique et comment ils peuvent évaluer la pertinence des résultats.
Que se passe-t-il dans le cerveau lorsque les gens mentent ? C'est vendredi après-midi au "Fünffinger Dock" sur le campus du H?nggerberg. Dix-huit étudiants en sciences pharmaceutiques discutent de la pertinence et des limites des concepts et méthodes scientifiques. Trois d'entre eux, Sara Dylgieri, Severin Lustenberger et Frederik Pei?ert, présentent une étude de cas. Des chercheurs y ont étudié les régions du cerveau activées par le mensonge. Ils ont constaté que les régions frontales et latérales du cerveau sont actives lorsqu'une personne ment, et que d'autres régions du cerveau sont actives lorsqu'on invente un mensonge plut?t que lorsqu'on l'énonce.
Certes, la discussion des étudiants porte moins sur le résultat que sur la manière dont il a été obtenu. La démarche est typique de la recherche scientifique, résument-ils. Les chercheurs ont travaillé sur la base de suppositions théoriques, appelées hypothèses, qu'ils ont examinées de manière expérimentale. Ils ont ensuite comparé leurs résultats avec les connaissances existantes dans la littérature scientifique et en ont déduit la meilleure explication possible à l'heure actuelle.
Les étudiants discutent intensivement des hypothèses qui sous-tendent l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Cette méthode d'imagerie est utilisée pour représenter en couleur les régions cérébrales activées avec une haute résolution spatiale dans une image numérique. En fait, l'IRMf mesure l'oxygène et le flux sanguin dans les vaisseaux. La conclusion sur l'activité cérébrale est donc indirecte.
Tirer les bonnes conclusions à partir d'images suppose une connaissance méthodique de ce qui est exactement mesuré et de la manière dont une image est créée. L'imagerie comprend en effet plusieurs étapes de "traduction" pas toujours totalement transparentes et univoques : les propriétés biologiques sont traduites en mesures physiques, converties mathématiquement en coordonnées spatiales et assemblées en une image numérique.
Sélectionner : Aucune méthode ne dit tout
Le savoir-faire permettant d'évaluer les hypothèses, les justifications et les conclusions d'une approche scientifique, les étudiants en pharmacie l'ont acquis dans le cours "Notions et méthodes scientifiques". Au cours d'une semaine, ils découvrent l'impact du choix d'une théorie et d'une méthode particulières sur un travail scientifique et ce à quoi ils doivent faire attention lorsqu'ils vérifient les hypothèses et les concepts fondamentaux de leur propre travail de projet.
"Quiconque étudie une question de recherche ouverte devrait pouvoir justifier les théories, les approches et les expériences qu'il utilise. Pour choisir les plus appropriées, il faut conna?tre leurs points forts et leurs limites", explique Vivianne Otto, privat-docente à l'Institut des sciences pharmaceutiques (IPW) de l'EPFZ. Elle a con?u le cours avec Elvan Kut, également enseignante à l'IPW.
Ce cours fait partie du cursus de master en sciences pharmaceutiques entièrement remanié et proposé pour la première fois depuis l'automne 2017. Celui-ci permet d'effectuer un travail scientifique dans la recherche fondamentale et dans l'industrie (à la différence du "Master de pharmacie" qui prépare au travail dans les pharmacies).
Outre les bases chimiques, physiques et biologiques nécessaires à la recherche et au développement de nouveaux médicaments, les études permettent d'acquérir des compétences réflexives et pratiques telles que la philosophie des sciences, l'éthique, la rédaction scientifique, la biostatistique et la gestion de projet.
Soumettre les résultats à la discussion
La science implique également que les chercheurs remettent en question de manière critique la validité et la cohérence de leurs découvertes et qu'ils soumettent leurs résultats à la discussion. En conséquence, le cours fait partie de l'initiative "Critical Thinking" de l'ETH Zurich.
"La recherche pharmaceutique utilise et combine aujourd'hui des techniques sophistiquées et des méthodes de calcul. Cela demande beaucoup de connaissances et encore plus de réflexion pour choisir les approches les plus utilisables et évaluer ce que les résultats signifient à chaque fois", explique Kut. "C'est pourquoi nous enseignons la philosophie des sciences directement en lien avec les méthodes actuelles des sciences naturelles", explique Norman Sieroka, privat-docent de philosophie et directeur du Turing Centre de Zurich, et troisième enseignant de la Confédération suisse. " Pour ce faire, nous avons invité un expert chaque jour de cours, qui explique aux étudiants les tenants et aboutissants, les possibilités et les limites des méthodes de recherche les plus actuelles. "
Expériences : tester les théories, explorer de nouveaux territoires
La théorie et l'expérimentation jouent un r?le clé dans l'obtention de connaissances scientifiques reconnues. "On a souvent recours à l'expérimentation pour en savoir plus sur les théories", explique Sieroka. Dans le cadre d'une théorie, les chercheurs font certaines suppositions, des hypothèses, et formulent des relations de type "si-alors". Ils les étudient dans le cadre d'expériences, les données de mesure soutenant ou affaiblissant les hypothèses théoriques.
"Outre l'étude de théories, les expériences se prêtent également à l'examen de domaines inconnus et de nouveaux phénomènes", poursuit Sieroka. De telles expériences "exploratoires" permettent de trouver des régularités, de déduire des relations si-alors et de définir de nouveaux concepts. Il existe en outre des expériences sans théorie préalable : par exemple, lorsqu'on utilise des algorithmes intelligents pour extraire des régularités de grandes quantités de données.
Les étudiants accueillent cette distinction avec intérêt et enthousiasme et la transposent à la recherche pharmaceutique : dans la recherche de médicaments assistée par ordinateur, dit l'un d'eux, le test des théories joue un r?le important. Les hypothèses de base sont simulées sur ordinateur, puis vérifiées par l'expérience. En réalité, les molécules ne se comportent pas toujours comme dans la simulation informatique.
Savoir réagir consciemment à des événements inattendus est un objectif d'apprentissage, explique Otto : "Tout résultat étrange n'est pas forcément une erreur de mesure. Parfois, cela conduit plut?t à devoir modifier ou abandonner une hypothèse théorique. "
Du cours "Concepts et méthodes scientifiques".
