ביוסטטיסטיקה: היסטוריה, תחום לימודים ויישומים - ביולוגיה - 2025

הביו - סטטיסטיקה היא מדע המהווה חלק מהסטטיסטיקה, ומיושם בעיקר על תחומים אחרים בתחום הביולוגיה והרפואה.

ביולוגיה היא תחום נרחב שאחראי על חקר המגוון העצום של צורות החיים הקיימות על פני האדמה - וירוסים, בעלי חיים, צמחים וכו '- מנקודות מבט שונות.

מקור: pixabay.com

ביו-סטטיסטיקה הוא כלי שימושי מאוד שניתן ליישם על חקר האורגניזמים הללו, כולל תכנון ניסיוני, איסוף נתונים לביצוע המחקר וסיכום התוצאות שהתקבלו.

כך ניתן לנתח את הנתונים בצורה שיטתית, מה שמוביל להשגת מסקנות רלוונטיות ואובייקטיביות. באותו אופן, יש לו כלים המאפשרים ייצוג גרפי של התוצאות.

לביו-סטטיסטיקה יש סדרה רחבה של תת-מומחיות בביולוגיה מולקולרית, גנטיקה, מחקרים חקלאיים, מחקרי בעלי חיים - הן בתחום והן במעבדה, טיפולים קליניים בבני אדם, בין היתר.

הִיסטוֹרִיָה

באמצע המאה השבע-עשרה צצה תיאוריה סטטיסטית מודרנית עם הצגת תיאוריית ההסתברות ותורת המשחקים והמקריות, שפותחה על ידי הוגים מצרפת, גרמניה ואנגליה. תורת ההסתברות היא מושג קריטי, והיא נחשבת ל"עמוד השדרה "של הסטטיסטיקה המודרנית.

להלן מספר התורמים הבולטים בתחום הביוסטטיסטיקה והסטטיסטיקה בכלל:

ג'יימס ברנולי

ברנולי היה מדען ומתמטיקאי שוויצרי חשוב בתקופתו. לזכותו של ברנולי יש את החיבור הראשון בנושא תורת ההסתברות, וההפצה הבינומית. יצירת המופת שלו פורסמה על ידי אחיינו בשנת 1713 וכותרתו Ars Conjectandi.

יוהן קרל פרידריך גאוס

גאוס הוא אחד המדענים המצטיינים בסטטיסטיקה. מגיל צעיר הוא הוכיח את עצמו כילד פלא, והכיר את עצמו בתחום המדעי מאז שהיה סתם תלמיד תיכון צעיר.

אחת התרומות החשובות ביותר שלו למדע הייתה העבודה Disquisitiones arithmeticae, שפורסמה כאשר גאוס היה בן 21.

בספר זה חושף המדען הגרמני תורת המספרים, המרכיבה גם את התוצאות של סדרה של מתמטיקאים כמו פרמה, אוילר, לגראנג 'ולג'נדרה.

פייר צ'ארלס-אלכסנדר לואי

המחקר הראשון ברפואה שכלל שימוש בשיטות סטטיסטיות מיוחס לרופא פייר צ'ארלס-אלכסנדר לואי, יליד צרפת. הוא השתמש בשיטה המספרית על מחקרים הקשורים לשחפת, והשפיעו באופן משמעותי על הסטודנטים לרפואה באותה תקופה.

המחקר הניע רופאים אחרים להשתמש בשיטות סטטיסטיות במחקר שלהם, אשר העשירו מאוד את הדיסציפלינות, במיוחד אלה הקשורות לאפידמיולוגיה.

פרנסיס גלטון

פרנסיס גלטון היה דמות שתרמה רבות למדע, ונחשבת למייסדת הביומטיקה הסטטיסטית. גלטון היה בן דודו של חוקר הטבע הבריטי צ'ארלס דארווין, ומחקריו התבססו על תערובת של תיאוריות בן דודו עם החברה, במה שנקרא דארוויניזם חברתי.

התיאוריות של דארווין השפיעו רבות על גלטון, שהרגיש צורך לפתח מודל סטטיסטי שיבטיח את יציבות האוכלוסייה.

בזכות דאגה זו פיתחה גלטון את מודלי המתאם והרגרסיה, הנמצאים בשימוש נרחב כיום, כפי שנראה בהמשך.

רונלד פישר

הוא ידוע כאבי הסטטיסטיקה. פיתוח המודרניזציה של טכניקות ביו-סטטיסטיקה מיוחס לרונלד פישר ומשתפי הפעולה שלו.

כשפרסם צ'ארלס דארווין את מקור המינים, עדיין לא היו לביולוגיה פירושים מדויקים לרשת הדמויות.

שנים לאחר מכן, עם גילוי מחדש של עבודותיו של גרגור מנדל, קבוצת מדענים פיתחה את הסינתזה המודרנית של האבולוציה, על ידי מיזוג שני גופי הידע: תורת האבולוציה דרך הברירה הטבעית, וחוקי הירושה. .

יחד עם פישר, סוואל ג 'רייט ו- JBS הלדאן פיתחו את הסינתזה וביססו את עקרונות הגנטיקה של האוכלוסייה.

הסינתזה הביאה עמה מורשת חדשה בביו-סטטיסטיקה, והטכניקות שפותחו היו המפתח בביולוגיה. ביניהם בולטות חלוקת הדגימה, השונות, ניתוח השונות והתכנון הניסוי. לטכניקות אלה יש מגוון רחב של שימושים, מחקלאות ועד גנטיקה.

מה לומד ביו-סטטיסטיקה? (תחום הלימוד)

ביו-סטטיסטיקה הוא ענף של נתונים סטטיסטיים המתמקד בתכנון וביצוע של ניסויים מדעיים המתבצעים ביצורים חיים, ברכישה וניתוח של נתונים המתקבלים באמצעות ניסויים כאמור, ובפירוש והצגתם הבאים של תוצאות הניתוחים.

מכיוון שהמדעים הביולוגיים כוללים סדרה נרחבת של יעדי לימוד, על הביו-סטטיסטיקה להיות מגוונת באותה מידה ומצליחה לעסוק במגוון הנושאים שהביולוגיה שואפת ללמוד, לאפיין ולנתח צורות חיים.

יישומים

יישומי הביו-סטטיסטיקה מגוונים ביותר. יישום שיטות סטטיסטיות הוא שלב מהותי בשיטה המדעית, ולכן על כל חוקר לשלב סטטיסטיקות כדי לבחון את השערות העבודה שלהם.

מדעי הבריאות

ביו-סטטיסטיקה משמשת בתחום הבריאות לייצור תוצאות הקשורות למגפות, מחקרים תזונתיים ועוד.

הוא משמש גם ישירות במחקרים רפואיים ובפיתוח טיפולים חדשים. הסטטיסטיקה מאפשרת להבחין באופן אובייקטיבי אם לתרופה היו השפעות חיוביות, שליליות או ניטרליות על התפתחותה של מחלה ספציפית.

מדעי הביולוגיה

עבור כל ביולוג, סטטיסטיקה היא כלי חיוני במחקר. למעט מעט חריגים מיצירות תיאוריות גרידא, מחקרים במדעים הביולוגיים מחייבים פרשנות של התוצאות, עבורן יש צורך ליישם בדיקות סטטיסטיות.

הסטטיסטיקה מאפשרת לנו לדעת אם ההבדלים שאנו צופים במערכות ביולוגיות נובעים מקריות, או אם הם משקפים הבדלים משמעותיים שיש לקחת בחשבון.

באותו אופן, היא מאפשרת ליצור מודלים לחיזוי התנהגות של משתנה כלשהו, ​​על ידי יישום מתאם, למשל.

בדיקות בסיסיות

בביולוגיה ניתן לציין סדרה של בדיקות הנעשות לעתים קרובות במחקר. בחירת הבדיקה המתאימה תלויה בשאלה הביולוגית שיש לענות עליה, ובמאפיינים מסוימים של הנתונים, כמו התפלגות ההומוגניות של השונות.

בדיקות למשתנה אחד

מבחן פשוט הוא השוואת הזוגות של התלמיד. הוא נמצא בשימוש נרחב בפרסומים רפואיים ובנושאי בריאות. באופן כללי משתמשים בו כדי להשוות בין שתי דגימות לגודל הקטן מ -30. הוא מניח שוויון בשונות ובפיזור הרגיל. יש גרסאות לדגימות מזווגות או לא מותאמות.

אם המדגם אינו עומד בהנחת החלוקה הרגילה, ישנן בדיקות המשמשות במקרים אלה, ואלו ידועות כבדיקות לא פרמטריות. עבור מבחן ה- t, האלטרנטיבה הלא-פרמטרית היא מבחן הדירוג Wilcoxon.

ניתוח השונות (מקוצר ל- ANOVA) נמצא גם הוא בשימוש נרחב ומאפשר לאבחן האם מספר דגימות שונות זו מזו באופן משמעותי. בדומה למבחן ה- T של הסטודנט, הוא מניח שוויון בשונות ובחלוקה התקינה. האלטרנטיבה הלא-פרמטרית היא מבחן קרוסקאל-וואליס.

אם ברצונך לקבוע את הקשר בין שני משתנים, מיושם מתאם. המבחן הפרמטרי הוא מתאם פירסון, והבדיקה הלא-פרמטרית היא מתאם דרגת Spearman.

מבחנים רב משתנים

מקובל לרצות ללמוד יותר משני משתנים, כך שמבחנים רב-משתנים מועילים מאוד. אלה כוללים מחקרי רגרסיה, ניתוח מתאם קנוני, ניתוח מפלה, ניתוח משתנים משתנים (MANOVA), רגרסיה לוגיסטית, ניתוח רכיבים עיקריים וכו '.

התוכנות המשומשות ביותר

ביו-סטטיסטיקה היא כלי חיוני במדעי הביולוגיה. ניתוחים אלה מבוצעים על ידי תוכניות ייעודיות לניתוח סטטיסטי של נתונים.

SPSS

אחד המשומשים בעולם, בסביבה האקדמית, הוא SPSS. בין היתרונות שלה הוא טיפול בכמויות גדולות של נתונים והיכולת לקידוד משתנים.

S-plus וסטטיסטיקה

S-plus היא תוכנית נוספת הנמצאת בשימוש נרחב, המאפשרת - כמו SPSS - לבצע בדיקות סטטיסטיות בסיסיות על כמויות גדולות של נתונים. סטטיסטיקה נמצאת גם בשימוש נרחב, ומאופיינת בטיפול האינטואיטיבי שלה ובמגוון הגרפיקה שהיא מציעה.

ר

כיום, מרבית הביולוגים בוחרים לבצע את הניתוח הסטטיסטי שלהם ב- R. תוכנה זו מאופיינת ברב-גוניות שלה, שכן חבילות חדשות עם פונקציות מרובות נוצרות מדי יום. בניגוד לתוכניות הקודמות, ב- R עליכם למצוא את החבילה שמבצעת את הבדיקה שתרצו לעשות ולהוריד אותה.

למרות שייתכן כי R לא נראה מאוד ידידותי למשתמש וידידותי למשתמש, הוא מספק מגוון רחב של בדיקות ופונקציות שימושיות לביולוגים. בנוסף, ישנן חבילות מסוימות (כמו ggplot) המאפשרות הדמיית הנתונים בצורה מקצועית מאוד.

הפניות

1. Bali, J. (2017) יסודות הביוסטטיסטיקה: מדריך למתרגלים רפואיים. הוצאה לאור רפואית של האחים ג'ייפי.
2. Hazra, A., & Gogtay, N. (2016). סדרת ביו-סטטיסטיקה מודול 1: יסודות הבי-סטטיסטיקה. כתב עת הודי לרפואת עור, 61 (1), 10.
3. סאהא, אני ופול, ב '(2016). יסודות הביו-סטטיסטיקה: לסטודנטים לתארים מתקדמים, מדעי הרפואה, מדעי הביו-רפואה וחוקרים. מו"לים אקדמיים.
4. טראפ, RG, ודוסון, ב '(1994). ביוסטטיסטיקה בסיסית וקלינית. אפלטון ולנגה.
5. Zhao, Y., & Chen, DG (2018). גבולות חדשים לביוסטטיסטיקה וביואינפורמטיקה. שפרינגר.