Seminario

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LA  HIPÓTESIS ESTADÍSTICA

La hipótesis es una proposición del investigador sobre la cual hay que decidir si es verdadera o falsa; esta proposición se expresa en el enunciado del estudio; de tal modo que la existencia de la hipótesis está directamente relacionada con el enunciado; si el enunciado del estudio es una proposición, el estudio llevará hipótesis, pero si el enunciado del estudio no es una proposición, el estudio no llevará hipótesis.

Existe el mito o la falsa creencia de que los estudios descriptivos no llevan hipótesis; la existencia de la hipótesis en un estudio no está relacionada al tipo de estudio sino a su enunciado. Ejemplo de un estudio descriptivo con hipótesis: la prevalencia de diabetes en la ciudad de Arequipa es mayor al 5%; este enunciado es una proposición, porque puede ser calificado como verdadero o falso, por lo tanto hay que realizar la prueba de hipótesis.

Ahora veamos un ejemplo de estudio analítico sin hipótesis; valor predictivo del Papanicolaou para el diagnóstico de cáncer cervical corroborado con biopsia; aquí no podemos emitir una hipótesis, porque no buscamos saber si es verdadero o falso; sino que deseamos conocer la magnitud del valor predictivo para la prueba diagnóstica, por tanto, el estudio no lleva hipótesis, a pesar de tratarse de un estudio analítico.
1. Formulación gramatical

Desde el punto de vista gramatical, la hipótesis tiene dos partes: fundamento y deducción;  el fundamento es el que nos permite sostener la hipótesis planteada, sin embargo las hipótesis no siempre llevan fundamento: las hipótesis relacionales carecen de fundamento porque nacen de la experiencia del investigador, mientras que las hipótesis explicativas se fundamentan en los antecedentes investigativos.

Las hipótesis sin fundamento

En el desarrollo de una línea de investigación, por lo general las hipótesis aparecen en el nivel investigativo relacional, como en este punto se originan las hipótesis, es de esperar que carezcan de fundamento, porque solo buscan demostrar dependencia probabilística entre los hechos, asociación o correlación; pero en ningún caso plantear relaciones de causalidad.

Podríamos decir que son hipótesis exploratorias, porque lo único que buscan saber es si existe o no existe relación entre variables, esto es asociación o correlación dependiendo de la naturaleza de las variables; esta posible asociación o correlación nace de la percepción subjetiva del investigador; y es que, lo que observa un primer investigador no necesariamente será lo que observa un segundo investigador.

De modo que el argumento o fundamento que emita el investigador para sostener su hipótesis empírica carece de importancia, porque además es subjetiva a su percepción; es por esta razón que algunos investigadores sostienen que en este caso, no es necesario escribir un fundamento para la hipótesis. En este caso de escribir un fundamento, ello no representará una justificación del estudio por su naturaleza subjetiva.

Las hipótesis con fundamento

Cuando planteamos estudios de causa y efecto, donde queremos probar la relación causal entre dos variables necesitamos fundamentar nuestra hipótesis, sobre todo si estamos planeando desarrollar un experimento. Esto es porque en el campo de las ciencias de la salud, la unidad de estudio es un ser humano, y experimentar con humanos solo puede justificarse si tenemos un sólido fundamento o razón para hacerlo.

Por otro lado, un experimento requiere de la inversión de tiempo, recursos y unidades experimentales, las unidades experimentales son eventos que se modifican luego de experimentar con ellas; así que no podemos desarrollar un experimento si no tenemos una razón seria para llevarlo a cabo, este argumento es el fundamento no solo para nuestra hipótesis sino para llevar a cabo el estudio.

En los estudios con intervención, el fundamento es parte de la justificación del estudio, es decir que su función va más allá de sugerir la prueba de hipótesis, sino que es parte de la justificación del estudio, o la razón por la cual decidimos dar un paso más dentro de nuestra línea de investigación, o la razón por la cual planteamos el propósito específico de nuestro estudio.

La deducción

En los estudios en los que se cuenta con una hipótesis, la deducción es el enunciado del estudio escrito en forma afirmativa; dicho de otro modo a nuestro enunciado le otorgamos el valor de verdad de verdadero. La deducción es la hipótesis misma denominada hipótesis del investigador; estadísticamente se refiere a la hipótesis alterna y deber ser sometida a contraste.

2. Formulación lógica

Desde el punto de vista de la lógica proposicional, la hipótesis tiene dos orígenes: empíricas y racionales. David Hume, conocido como el padre del empirismo, sostiene que el conocimiento y por tanto las hipótesis nacen de la experiencia; por otro lado René Descartes, plantea que el conocimiento necesariamente nace del conocimiento previo, que no puede haber conocimiento que se genere espontáneamente.

Las hipótesis empíricas

En el desarrollo natural de una línea de investigación, primero descubrimos y conceptualizamos problemas, luego los cuantificamos, para enseguida buscar los factores asociados o los factores de riesgo que lo estarían condicionando, es en ese punto donde nacen las hipótesis, como es lógico mientras más experiencia tenga el investigador mayor será el número de factores que plantee, el origen de las hipótesis es la experiencia.

La hipótesis empírica por lo general se encuentra en el nivel investigativo relacional; porque son afirmaciones respecto a las relaciones entre dos o más variables, como nacen de la observación y la experiencia, no tienen fundamento, únicamente buscan concordancia entre hechos y generan la necesidad de plantear hipótesis explicativas, son inductivas porque buscan generalizar leyes a partir de la experiencia.

Como la experiencia es muy subjetiva, y la capacidad de observación de un investigador y otro es muy variable, hoy en día podemos apoyarnos en el análisis de las bases de datos, mediante técnicas asociación y clasificación de la minerías de datos, para detectar asociaciones que a simple vista hubieran pasado desapercibidas, en ese caso la razón por la cual planteamos la asociación es una mera exploración de asociaciones.

Las hipótesis racionales

El padre del racionalismo, René Descartes sostiene que las hipótesis deben estar relacionadas con el conocimiento existente, que los nuevos conocimientos deben ser posibles de ser deducidos de los conocimientos previos, por eso, las hipótesis racionales son consideradas deductivas; y tienen que existir antecedentes investigativos para poder sustentarlas, para poder sostenerlas, lo cual constituirá su fundamento.

Lo anteriormente comentado, es completamente compatible con el razonamiento por analogía que plantea Bradford Hill en sus criterios de causalidad: para poder demostrar una relación causal entre dos variables debe existir conocimiento previo, deben existir estudios anteriores que nos ayuden a sostener el nuevo concepto que estamos planteando en calidad de hipótesis.

El concepto de explicación tentativa para definir a la hipótesis es válida únicamente para las hipótesis racionales, que corresponden al nivel investigativo explicativo; donde uno de los criterios de causalidad más importantes después de la asociación y la fuerza de asociación es la experimentación, y esta requiere de una hipótesis fundamentada en los antecedentes investigativos, esto es una hipótesis racional.

La hipótesis racional le prosigue a la hipótesis empírica; esto es que: las variables a las cuales se le plantea una relación de causalidad previamente deben haber demostrado dependencia estadística o probabilística en un estudio anterior, en un estudio donde se planteó una hipótesis empírica, en un nivel investigativo anterior que corresponde al relacional. Demostrada la relación causal, lo que sigue es predecir la consecuencia a partir de la causa.

3. Formulación matemática

Desde el punto de vista matemático la hipótesis tiene dos proposiciones: la hipótesis nula y la hipótesis alterna, correspondientes a los dos valores de verdad que se le pueden asignar a toda proposición; como la hipótesis es una proposición, puede ser calificada como verdadero y falso, lo cual corresponde al juicio de valor al que debe ser sometido toda proposición.

La hipótesis alterna corresponde al valor de verdad de verdadero, y la hipótesis nula corresponde al valor de verdad del falso; por tanto, la hipótesis alterna es la hipótesis del investigador porque esta afirmación es la que el investigador desea probar, y se da por verdadera cuando rechazamos a la hipótesis nula; como existe la posibilidad de que nos equivoquemos tenemos que estimar la probabilidad que esto ocurra.

La hipótesis alterna

Una forma práctica de escribir, sin cometer errores el sistema de hipótesis para nuestro estudio, es escribir en primer lugar la hipótesis alterna, y luego la hipótesis nula; ahora, la forma de escribir la hipótesis alterna o hipótesis del investigador dependerá exclusivamente del objetivo estadístico, porque utilizará la terminología del objetivo y también su intencionalidad.

El objetivo estadístico más frecuentemente utilizado es el objetivo comparativo, en este caso la hipótesis alterna es la que nos dice que hay diferencias entre los grupos; en un estudio de asociación la hipótesis alterna nos dice que existe tal asociación; en un estudio de correlación, la hipótesis alterna afirma la correlación. La hipótesis alterna es la que corresponde a lo que el investigador desea demostrar.

La hipótesis nula

La hipótesis nula es conocida también como la hipótesis de trabajo, porque es la alternativa que se somete a contraste, es decir, que corresponde a la oración que se rechaza o no se rechaza; la hipótesis nula niega la afirmación que plantea el investigador, es exactamente lo opuesto a la hipótesis alterna, se puede expresar utilizando la palabra NO, antes de toda la oración correspondiente a la hipótesis alterna.

¿Por qué existe la hipótesis nula? El principio de la relación entre variables, corresponde al principio de independencia; esto es análogo al principio jurídico que indica que “todos son inocentes hasta que se demuestre lo contrario” en estadística y probabilidad sería “dos variables son independientes hasta que se demuestre lo  contrario”, donde la independencia entre dos variables corresponde a la hipótesis nula.

Como todas las pruebas estadísticas están basadas en supuestos: en un estudio de asociación, el supuesto es la independencia entre los hechos, es la independencia entre las variables, y lo que nosotros debemos hacer es descartar esta independencia, si descartamos la independencia, rechazamos la hipótesis nula, nos quedamos con la alterna, que representa a la dependencia, es decir, a la asociación.

En un estudio comparativo partimos del principio de que los grupos son iguales y debemos descartar este hecho; por eso, todas las pruebas estadísticas se desarrollan en función a la hipótesis nula, y deseamos rechazarla para quedarnos con la hipótesis alterna, que es la hipótesis del investigador; es posible que en este proceso de rechazar la hipótesis nula nos equivoquemos, la tarea de la estadística es estimar la probabilidad de que eso ocurra.

4. Formulación de contraste.

El objetivo estadístico más utilizado es el objetivo comparativo , y habitualmente cuando pensamos en comparar, partimos del principio de que los dos grupos son iguales y debemos descartar este hecho, de manera que es natural que busquemos la diferencia entre los grupos, lo cual corresponde a una hipótesis de dos colas, pero no siempre es así; en ocasiones buscamos demostrar desigualdad a favor de uno de los grupos.

Hipótesis de dos colas (bilateral)

En el desarrollo de la línea de investigación las hipótesis aparecen en el nivel investigativo relacional y las denominamos hipótesis exploratorias, puesto que cuando comparamos dos grupos solo para ver si son diferentes; pero la diferencia tiene dos connotaciones diferentes, puede ser que el primer grupo sea mayor que el segundo o que el primer grupo sea menor que el segundo grupo.

Dentro de la línea de investigación aparecen primero las hipótesis de dos colas, que plantean únicamente diferencias, y pretendemos saber si los dos grupos son diferentes, corresponde al punto de partida para analizar diferencias y habitualmente corresponden al nivel investigativo relacional, dicho de otro modo a las hipótesis que se plantean en los estudios observacionales.

Las primeras comparaciones entre grupos que aparecen en una línea de investigación son hipótesis a dos colas, porque se tratan de hipótesis exploratorias, porque se plantean solo para saber si hay relación entre variables, con esta intención se desarrollan por ejemplo las matrices de correlación, así como la asociación y la clasificación de la minería de datos.

Hipótesis de una cola (unilateral)

Puede parecer que la hipótesis a una sola cola sea más simple que una hipótesis a dos colas; sin embargo por corresponder a un segundo momento de la prueba de hipótesis suele ser algo más compleja que una hipótesis a dos colas, sobre todo cuando trabajamos con objetivos estadísticos distinto al objetivo comparativo.

En los estudios observacionales las hipótesis a una sola cola aparecen en las comparaciones entre medidas, puesto que si comparamos dos medidas de un solo grupo, es porque sospechamos que la segunda medida no solamente es diferente a la primera medida, sino que sospechamos sea menor o mayor dependiendo de las variables involucradas.

En los estudios experimentales, todas las hipótesis son a una sola cola, y este es el error más frecuente que suelen cometer los investigadores noveles, puesto que si realizamos una intervención, buscamos incrementos o disminuciones y no solamente diferencias; por ejemplo si administramos captopril a un grupo de pacientes hipertensos esperamos que la segunda medida de la presión arterial sea menor que la primera medida.

Cuando el objetivo del estudio es comparativo la hipótesis a una sola cola, nos indica que un grupo es mayor que el otro, pero cuando trabajamos con el objetivo asociar, la hipótesis de una sola cola, nos indica direccionalidad, lo cual es más fácil de entender en un estudio de correlación, donde las correlaciones directas o inversas corresponden a hipótesis de una sola cola. En síntesis las medidas de asociación y correlación siempre se aplican con una hipótesis de una sola cola.