BIOSTATISTIK: HISTORIE, STUDIERETNING OG APPLIKATIONER - BIOLOGI - 2025

De biostatistik er en videnskab, der er en del af statistikken, og anvendes på andre discipliner inden for biologi og medicin, hovedsagelig.

Biologi er et omfattende felt, der er ansvarlig for at studere den enorme række livsformer, der findes på jorden - vira, dyr, planter osv. - fra forskellige synsvinkler.

Kilde: pixabay.com

Biostatistik er et meget nyttigt værktøj, der kan anvendes til undersøgelsen af ​​disse organismer, herunder eksperimentelt design, indsamling af data til udførelse af undersøgelsen og resumé af de opnåede resultater.

Således kan dataene analyseres på en systematisk måde, hvilket fører til opnåelse af relevante og objektive konklusioner. På samme måde har det værktøjer, der tillader en grafisk repræsentation af resultaterne.

Biostatistik har en bred række underspecialiteter inden for molekylærbiologi, genetik, landbrugsundersøgelser, dyreforsøg - både inden for området og på laboratoriet, kliniske behandlinger hos mennesker.

Historie

I midten af ​​det syttende århundrede opstod moderne statistisk teori med introduktionen af ​​sandsynlighedsteorien og teorien om spil og chance, udviklet af tænkere fra Frankrig, Tyskland og England. Sandsynlighedsteori er et kritisk koncept, og det betragtes som "rygraden" i moderne statistikker.

Nogle af de mest bemærkelsesværdige bidragydere inden for biostatistik og statistik generelt er anført nedenfor:

James Bernoulli

Bernoulli var en vigtig schweizisk videnskabsmand og matematiker i sin tid. Bernoulli krediteres den første afhandling om sandsynlighedsteori og binomialfordelingen. Hans mesterværk blev udgivet af hans nevø i 1713 og har titlen Ars Conjectandi.

Johann Carl Friedrich Gauss

Gauss er en af ​​de mest fremragende forskere inden for statistik. Fra en tidlig alder viste han sig at være et vidunderbarn og gjorde sig kendt på det videnskabelige område, da han bare var en ung gymnasiestudent.

Et af hans vigtigste bidrag til videnskaben var værket Disquisitiones arithmeticae, der blev offentliggjort da Gauss var 21 år gammel.

I denne bog afslører den tyske videnskabsmand talteori, som også samler resultaterne fra en række matematikere som Fermat, Euler, Lagrange og Legendre.

Pierre Charles-Alexandre Louis

Den første medicinundersøgelse, der involverede brugen af ​​statistiske metoder, tilskrives lægen Pierre Charles-Alexandre Louis, der er hjemmehørende i Frankrig. Han anvendte den numeriske metode til undersøgelser relateret til tuberkulose, der havde en betydelig indflydelse på datidens medicinske studerende.

Undersøgelsen motiverede andre læger til at bruge statistiske metoder i deres forskning, hvilket i høj grad berigede disciplinerne, især dem, der var relateret til epidemiologi.

Francis Galton

Francis Galton var en karakter, der havde flere bidrag til videnskab og betragtes som grundlæggeren af ​​statistisk biometri. Galton var fætter til den britiske naturforsker Charles Darwin, og hans studier var baseret på en blanding af hans fætter's teorier med samfundet, i det, der blev kaldt social darwinisme.

Darwins teorier havde stor indflydelse på Galton, der mente behov for at udvikle en statistisk model, der ville garantere befolkningens stabilitet.

Takket være denne bekymring udviklede Galton korrelations- og regressionsmodellerne, som er vidt brugt i dag, som vi vil se senere.

Ronald fisker

Han er kendt som statistikens far. Udviklingen af ​​modernisering af biostatistik teknikker tilskrives Ronald Fisher og hans samarbejdspartnere.

Da Charles Darwin udgav oprindelsen af ​​arter, havde biologi stadig ikke nøjagtige fortolkninger af karakterernes arv.

År senere, med genopdagelse af Gregor Mendels værker, udviklede en gruppe videnskabsmænd den moderne syntese af evolution ved at fusionere begge videnlegemer: teorien om evolution gennem naturlig udvælgelse og arvelovene..

Sammen med Fisher udviklede Sewall G. Wright og JBS Haldane syntesen og etablerede principperne for befolkningsgenetik.

Syntesen bragte en ny arv inden for biostatistik, og de udviklede teknikker har været nøglen i biologien. Blandt dem skiller prøveuddelingen, variansen, analysen af ​​variansen og det eksperimentelle design sig ud. Disse teknikker har en lang række anvendelser, fra landbrug til genetik.

Hvad undersøger biostatistik? (Studieområde)

Biostatistik er en gren af ​​statistikker, der fokuserer på design og udførelse af videnskabelige eksperimenter, der udføres i levende væsener, på erhvervelse og analyse af data opnået gennem nævnte eksperimenter og på den efterfølgende fortolkning og præsentation af resultaterne fra analyserne.

Da de biologiske videnskaber omfatter en omfattende række studiemål, skal biostatistik være lige så forskelligartet og formår at engagere sig i de forskellige emner, som biologien sigter mod at studere, karakterisere og analysere livsformer.

Applikationer

Anvendelser af biostatistik er ekstremt forskellige. Anvendelse af statistiske metoder er et iboende trin i den videnskabelige metode, så enhver forsker skal kombinere statistik for at teste deres arbejdshypoteser.

Sundhedsvidenskab

Biostatistik bruges i sundhedsområdet til at producere resultater relateret til blandt andet epidemier, ernæringsundersøgelser.

Det bruges også direkte i medicinske undersøgelser og i udviklingen af ​​nye behandlinger. Statistikker gør det muligt objektivt at skelne mellem, om et lægemiddel havde positive, negative eller neutrale virkninger på udviklingen af ​​en bestemt sygdom.

Biologiske videnskaber

For enhver biolog er statistik et uundværligt værktøj i forskningen. Med få undtagelser fra rent beskrivende værker kræver forskning i biologiske videnskaber en fortolkning af resultaterne, som anvendelsen af ​​statistiske prøver er nødvendig for.

Statistik giver os mulighed for at vide, om de forskelle, vi observerer i biologiske systemer, skyldes en chance, eller om de afspejler betydelige forskelle, der skal tages i betragtning.

På samme måde tillader det at oprette modeller til at forudsige adfærd for en eller flere variabler ved f.eks. At anvende korrelationer.

Grundlæggende test

I biologi kan en række tests, der ofte udføres i forskning, specificeres. Valget af den passende test afhænger af det biologiske spørgsmål, der skal besvares, og af visse egenskaber ved dataene, såsom dets fordeling af homogenitet af varianter.

Test for en variabel

En simpel test er studerendes t-par-sammenligning. Det er vidt brugt i medicinske publikationer og i sundhedsspørgsmål. Generelt bruges det til at sammenligne to prøver med en størrelse mindre end 30. Det antager lighed i afvigelser og normalfordeling. Der er varianter til parrede eller uparrede prøver.

Hvis prøven ikke opfylder antagelsen om den normale fordeling, er der test, der bruges i disse tilfælde, og disse er kendt som ikke-parametriske tests. For t-testen er det ikke-parametriske alternativ Wilcoxon rangtest.

Variansanalyse (forkortet ANOVA) bruges også vidt og giver mulighed for at skelne mellem, om flere prøver adskiller sig markant fra hinanden. Ligesom den studerendes t-test antager den lighed i afvigelser og normal fordeling. Det ikke-parametriske alternativ er Kruskal-Wallis-testen.

Hvis du vil etablere forholdet mellem to variabler, anvendes en korrelation. Den parametriske test er Pearson-korrelation, og den ikke-parametriske er Spearman-rangskorrelation.

Multivariate tests

Det er almindeligt at ønske at studere mere end to variabler, så multivariate tests er meget nyttige. Disse inkluderer regressionsundersøgelser, kanonisk korrelationsanalyse, diskriminerende analyse, multivariat variansanalyse (MANOVA), logistisk regression, analyse af hovedkomponenter osv.

Mest anvendte programmer

Biostatistik er et vigtigt redskab i biologiske videnskaber. Disse analyser udføres af specialiserede programmer til statistisk analyse af data.

SPSS

En af de mest anvendte på verdensplan i det akademiske miljø er SPSS. Blandt dens fordele er håndteringen af ​​store mængder data og evnen til at omkode variabler.

S-plus og Statistica

S-plus er et andet udbredt program, der tillader - ligesom SPSS - at udføre basale statistiske test på store datamængder. Statistica er også meget anvendt og er kendetegnet ved dens intuitive håndtering og den mangfoldighed af grafik, den tilbyder.

R

I dag vælger de fleste biologer at udføre deres statistiske analyse i R. Denne software er kendetegnet ved dens alsidighed, da der oprettes nye pakker med flere funktioner hver dag. I modsætning til de tidligere programmer skal du i R finde den pakke, der udfører den test, du vil udføre, og downloade den.

Selvom R muligvis ikke synes meget brugervenligt og brugervenligt, giver det en lang række nyttige tests og funktioner til biologer. Derudover er der visse pakker (som ggplot), der tillader visualisering af dataene på en meget professionel måde.

Referencer

1. Bali, J. (2017) Basics of Biostatistics: A Manual for Medical Practitioners. Jaypee Brothers Medical Publisher.
2. Hazra, A., & Gogtay, N. (2016). Biostatistik-modul 1: Grundlæggende om biostatistik. Indisk tidsskrift for dermatologi, 61 (1), 10.
3. Saha, I., & Paul, B. (2016). Det vigtigste ved biostatistik: for studerende i medicinsk videnskab, biomedicinsk videnskab og forskere. Akademiske forlag.
4. Trapp, RG, & Dawson, B. (1994). Grundlæggende og klinisk biostatistik. Appleton & Lange.
5. Zhao, Y., & Chen, DG (2018). New Frontiers of Biostatistics and Bioinformatics. Springer.