PWS invloed mind muscle connection op spieractiviteit

[MilanL]

Hallo,
Wij zijn VWO 6 leerlingen met de NG-T-profiel en voor ons PWS hebben wij momenteel de volgende onderzoeksvraag:
“In welke mate beïnvloedt een interne focus de elektromyografische activiteit van de musculus biceps brachii tijdens een bicep curl, in vergelijking met een externe focus?”

In overleg met onze begeleider hebben we besproken dat we voor het onderzoek een specifieke doelgroep moeten kiezen. Daarnaast willen we graag bepalen hoeveel proefpersonen we nodig hebben om met voldoende betrouwbaarheid een eventueel verschil tussen een interne en externe focus te kunnen aantonen.

Daarom hebben we een aantal vragen:
Is onze onderzoeksvraag voldoende concreet, of zouden we deze nog verder moeten specificeren, bijvoorbeeld door de doelgroep of andere variabelen al in de onderzoeksvraag op te nemen?
Hoe kunnen we berekenen hoeveel proefpersonen we nodig hebben voor dit onderzoek?
Hoe kunnen we rekening houden met een bepaalde foutmarge en ervoor zorgen dat we voldoende proefpersonen testen om een statistisch significant verschil tussen de interne en externe focus te kunnen detecteren?
Is er een bepaalde doelgroep die vanuit statistisch of experimenteel oogpunt geschikt zou zijn voor dit onderzoek, bijvoorbeeld mensen met of zonder ervaring met krachttraining?

Alvast bedankt voor jullie hulp!

[Tadjiro]

Beste MilanL,

Ik vind het mooi dat jullie de onderzoeksvraag al wat hebben uitgewerkt! Sommige PWS hoofdvragen worden "vriendelijk gehouden" om het begrijpbaar te houden, maar missen daarom een stukje wetenschappelijke diepgang. In jullie geval hebben jullie daar al een stap vandaan gezet.

Hij zou nog wel een stukje scherper kunnen door inderdaad de doelgroep te specificeren. Ik zou dat kort houden door iets als "onder jongeren" toe te voegen. Je zou nog de opzet (random control trial oid) kunnen toevoegen, de belasting (20% lichaamsgewicht), of de specifieke uitkomstmaat (gemiddelde RMS amplitude) in de hoofdvraag kunnen verwerken, maar gewoonlijk houd ik er meer van om dat pas in de introductie en methode naar voren te laten komen.

Ik denk dat jullie tijdens het PWS (en ervoor ook al) zullen tegenkomen dat vooral PWS-begeleiders sterke meningen hebben over hoe de hoofdvraag opgesteld moet worden, maar dat dit op de universiteit wat meer wordt losgelaten. Voor nu dus vooral even kortsluiten met jullie eigen begeleider.

Voor de hoeveelheid proefpersonen moet je een power analyse doen. Hiervoor moet je weten hoe groot het effect is dat je wilt kunnen waarnemen. Dit kan bijvoorbeeld een verschil van 10% zijn. Verder moet je de kans instellen dat je het effect ook daadwerkelijk opmerkt. Het kan namelijk zijn dat het verschil er wel is, maar dat je hem door toeval niet hebt gemeten. Dat noemt men de power (tussen 0 en 1). Je hebt ook de alpha nodig. Dat is de kans dat het effect er niet is, maar je hem wel meet door toeval (vals positief). De meeste calculatoren vragen ook wat je verwacht als de standaarddeviatie en het gemiddelde in groep 1 en groep 2.

https://clincalc.com/stats/samplesize.aspx

Hiermee bouw je dus een foutmarge in.
Je noemt "statistisch significant verschil" en hier zit eigenlijk al een foutmarge bij ingebouwd. De grens voor statistisch significant (alpha = 0.05) betekent dat je 1 op de 20 keer een effect meet wat er eigenlijk niet is. Op basis van je berekening voor de statistische significantie kom je dus tegen wat je foutmarge is. Het enige dat je vooraf moet doen is kritisch zijn over de methode waarmee je meet en met data outliers.

Ik raad aan dat je iets als een paired t-test gebruikt, zodat je individuen met zichzelf vergelijkt in plaats van verschillende groepen. Dan check je voor elk persoon "wat is het verschil tussen deze persoon in conditie 1 en conditie 2) in plaats van "wat is het verschil tussen groep 1 en groep 2). Let op: voor de power analyse heb je dan een andere tool nodig (https://www.statscalculators.com/calculators/hypothesis-testing/sample-size-and-power-analysis-calculator) . Zo heb je wat minder invloed van overige factoren binnen de groep, zoals geslacht.

Ik zou elke persoon meedere metingen laten doen binnen dezelfde conditie (bijvoorbeeld 3 sets extern en 3 sets intern). Dan kan je kiezen of je de 3e set wil gebruiken, omdat proefpersonen de conditie van beter begrijpen, of het gemiddelde wil nemen van de sets. EMG signalen zijn namelijk nogal ruisgevoelig.
Als je deze eerste methode gebruikt is het effect van ervaring ook iets kleiner, omdat je niet de eerste set telt. Ik denk wel dat er een kans is dat het effect groter is bij ervaring met krachttraining, omdat interne en externe focus vereist dat je niet bezig bent met hoe je de beweging uberhaupt moet maken.
Zet ook een limiet op de hoeveelheid reps binnen een set, zodat de metingen met elkaar representatief blijven. Als je het effect van focus goed wilt meten, zal je niet-gerelateerde subanalyses zoals de hoeveelheid reps die een persoon kan leveren of welk percentage lichaamsgewicht getild kan worden, even moeten laten liggen.

Als jullie nog vragen hebben, hoor ik het graag!
Tadjiro Velzel
Onderzoeker neurorobotica Erasmus MC & elektrotechnicus