Mitä kausaalivaikutuksista voidaan päätellä havainnoivissa

Mitä kausaalivaikutuksista voidaan päätellä havainnoivissa

Mitä kausaalivaikutuksista voidaan päätellä
havainnoivissa tutkimuksissa?
Mervi Eerola
Turun yliopisto
Sosiaalilääketieteen päivät 3.-4.11.2014
HS 27.9.2014: Juhana Vartiainen ja Kari
Hämäläinen (VATT): Satunnaistaminen
antaisi tietoa politiikan perustaksi
• Politiikan päätöksenteon tueksi tarvitaan
luotettavaa tietoa
• Tarvitaan pieniä kokeiluhankkeita, jotta
epäonnistuneiden hankkeiden haitat ovat
rajallisia
• Osallistujat kokeiluihin tulee valita
satunnaistamalla eikä poimimalla niitä, jotka
hyötyvät kokeilusta eniten
Satunnaistettu vs. havainnoiva tutkimus
• Satunnaistetussa tutkimuksessa tutkittavat jakaantuvat
vertailuryhmiin tunnetun satunnaismekanismin mukaisesti
• Havainnoivassa tutkimuksessa tämä mekanismi on
tuntematon ja tutkija voi vain havainnoiva miten tutkittavat
’luonnostaan’ ovat päätyneet vertailuryhmiin
Ennakkotehtävä kausaalipäättelyn kurssilla
Mieti jotakin hyvin tuntemaasi tutkimusongelmaa. Kuvaa jokin kahden ilmiön
välinen vaikutussuhde (kausaalisuhde), jota aineistollasi haluat tutkia.
• Unohda hetkeksi todellisuuden aiheuttamat rajoitukset: mieti mitä tietoa
tarvitsisit tuon vaikutussuhteen mahdollisimman luotettavaan selvittämiseen,
riippumatta siitä mitä tietoa todellisuudessa pystyt keräämään tai ylipäätään
edes mittaamaan.
• Määrittele käyttämäsi käsitteet sanallisesti ja miten niitä mittaisit (jos voisit)
• Tee kaavio, jossa kuvaat esim. nuolien avulla näiden käsitteiden merkityksen
tutkittavan vaikutussuhteen kannalta
• Käy läpi kaavio: mitä osia pystyt siitä mittaamaan keräämäsi aineiston
avulla, mistä osasta sinulla ylipäätään on jotain tietoa, ja mistä ei ollenkaan?
• Arvioi puuttuvien osien merkitystä tutkittavan kausaalisuhteen luotettavan
selvittämisen kannalta
Kausaalinen asetelma
• Y= seuraustekijä, vaste
• Z= syytekijä, käsittely (interventio, hoitotoimenpide jne.)
Kausaalikenttä:
• X= mitatut sekoittavat tekijät, taustatekijät
• U= ei-mitatut sekoittavat tekijät
X
Z
U
Y
Miksi satunnaistaa?
• Satunnaistaminen tasapainottaa tutkimusasetelman sekä
mitattujen (X) että piilevien (U) sekoittavien tekijöiden
suhteen
• Tutkittavat ovat silloin vertailuryhmien kannalta vaihdettavia
• Tutkimusasetelmassa ei tällöin ole valikoituneisuutta
X
Z
U
Y
Entä havainnoiva tutkimus?
• Koska vertailuryhmiin päätyminen on tuntematonta, täytyy
tutkijan itse varmistautua asetelman valikoimattomuudesta
• Tutkimusasetelmaa voi jälkikäteen tasapainottaa
taustatekijöiden suhteen
•
•
•
•
•
Osittamalla
Kaltaistamalla
Ehdollistamalla selittävänä tekijänä mallissa
Osittamalla tai kaltaistamalla propensiteettipistemäärien suhteen
Painottamalla tutkittavan käänteistodennäköisyydellä kuulua
ryhmään, johon tutkimuksessa kuuluu (IPTW)
Entä piilevät tekijät?
• Kuinka herkkä jollakin edellä mainituilla tavoilla tasapainotetusta
tutkimusasetelmasta estimoitu kausaalivaikutus on piilevälle
harhalle?
• Tilastollisin keinoin voidaan arvioida kuinka merkitsevä piilevän
tekijän tulisi olla, jotta se pyyhkisi pois estimoidun
kausaalivaikutuksen
• Tutkija on todennäköisesti tietoinen hyvin merkitsevistä piilevistä
tekijöistä, mutta liikuttaessa lähellä testisuureen viitearvoa, voidaan
estimoitua vaikutusta pitää sensitiivisenä piilevälle harhalle
Kausaalipäättelyn kolme koulukuntaa
• Kontrafaktuaalinen kausaliteetti:
• kausaalivaikutus on yksilötason potentiaalisten vasteiden erotus,
tutkimusjoukossa käsittelyryhmän ja kontrolliryhmän keskimääräisten
potentiaalisten vasteiden erotus
• Kausaaliset graafit:
• kausaalivaikutus on syytekijän suora vaikutus seuraukseen kun epäsuorat
kausaaliset polut on suljettu
• Ennustekausaliteetti:
• kausaalivaikutus on syytekijän vallitsevissa olosuhteissa aiheuttaman
muutoksen vaikutus seurauksen toteutumiselle
Eroja eri koulukuntien välillä
• Kausaalikentän merkitys
• Marginaaliset vasteet
• Epäsuorien vaikutusten ja välittäjien merkitys
• Kausaalisten ketjujen merkitys
• Ajallisuuden merkitys
• Staattisuus: kiinteä keskimääräinen vaikutus
• Staattisuus: kiinteä suora vaikutus
• Dynaamisuus: ajassa muuttuva kausaalinen vaikutus
Yhteistä eri koulukunnille
• Vertaileva asetelma: mitä jos syytekijä ei vaikuttaisi?
• Faktuaaliset ja kontrafaktuaaliset vasteet
• Syytekijän linkki seuraukseen ja linkin puuttuminen
• Seurauksen ennusteen muutos syytekijän toteuduttua verrattuna
siihen, ettei se toteutuisi/olisi toteutunut
• Muiden tekijöiden kontrollointi:
• Tutkimusasetelman tasapainottaminen
• Epäsuorien takaovipolkujen sulkeminen
• Syytekijän muutos on ainoa muutos vallitsevissa olosuhteissa