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En la ciencia experimental, el objetivo central es alterar un factor y observar su efecto. El factor alterado intencionalmente por el investigador se llama variable manipulada. . Los ejemplos comunes incluyen cambiar la temperatura de una solución, la duración de la exposición a un estímulo o la dosis de un fármaco administrado a un animal.
Si bien muchos experimentos introductorios se centran en un solo factor, la investigación del mundo real a menudo investiga cómo interactúan dos o más variables. Una variable que parece no tener ningún efecto de forma aislada puede producir un resultado significativo cuando se combina con otro factor. Además, a veces los investigadores introducen una segunda variable para controlar un posible factor de confusión. Por ejemplo, al estudiar el crecimiento de las plantas bajo diferentes niveles de luz, un científico también podría ajustar el riego para garantizar que las diferencias en el crecimiento se deban realmente a la luz, no a la humedad.
La Universidad Estatal de Carolina del Norte señala que los diseños experimentales pueden adaptarse a cualquier número de variables manipuladas, siempre que el investigador tenga los recursos para gestionarlas. Sin embargo, agregar más variables aumenta la complejidad del diseño, los costos, los tamaños de muestra requeridos y los métodos estadísticos necesarios para el análisis. En el aula, esta complejidad adicional puede abrumar a estudiantes y profesores, razón por la cual muchos proyectos escolares se ciñen a una sola variable.
Consideremos un estudio sobre la mortalidad temprana de ratas genéticamente predispuestas. Los científicos plantean la hipótesis de que la presencia de un gen específico provoca una muerte prematura sólo cuando las ratas consumen una dieta rica en grasas. Para probar este efecto de interacción, los investigadores dividieron las ratas en cuatro grupos:genes positivos con una dieta alta en grasas, genes positivos con una dieta estándar, genes negativos con una dieta alta en grasas y genes negativos con una dieta estándar. Este diseño aísla la influencia combinada de la genética y la dieta.
