تاريخ الإحصاء الحيوي ، مجال الدراسة والتطبيقات

ال الإحصاء الحيوي هو العلم الذي هو جزء من الإحصاءات ، ويتم تطبيقه على التخصصات الأخرى في مجال البيولوجيا والطب ، بشكل رئيسي.

علم الأحياء هو مجال واسع مسؤول عن دراسة التنوع الهائل من الأشكال الحية الموجودة على الأرض - الفيروسات والحيوانات والنباتات ، وما إلى ذلك - من وجهات نظر مختلفة.

الإحصاء الحيوي هو أداة مفيدة للغاية يمكن تطبيقها على دراسة هذه الكائنات ، بما في ذلك التصميم التجريبي ، وجمع البيانات لإجراء الدراسة وملخص النتائج التي تم الحصول عليها..

وبالتالي ، يمكن تحليل البيانات بطريقة منهجية ، مما يؤدي إلى الحصول على استنتاجات ذات صلة وموضوعية. بنفس الطريقة ، فإنه يحتوي على أدوات تتيح التمثيل البياني للنتائج.

للإحصاء الحيوي مجموعة واسعة من التخصصات الفرعية في البيولوجيا الجزيئية ، وعلم الوراثة ، والدراسات الزراعية ، والبحوث الحيوانية - سواء في الحقل أو في المختبر ، والعلاجات السريرية لدى البشر ، من بين أمور أخرى.

مؤشر

• 1 التاريخ
  • 1.1 جيمس برنولي
  • 1.2 يوهان كارل فريدريش غاوس
  • 1.3 بيير تشارلز ألكسندر لويس
  • 1.4 فرانسيس غالتون
  • 1.5 رونالد فيشر
• 2 ماذا دراسة الإحصاء الحيوي؟ (مجال الدراسة)
• 3 تطبيقات
  • 3.1 العلوم الصحية
  • 3.2 العلوم البيولوجية
• 4 اختبارات أساسية
  • 4.1 اختبارات لمتغير واحد
  • 4.2 اختبارات متعددة المتغيرات
• 5 البرامج الأكثر استخداما
  • 5.1 SPSS
  • 5.2 S-plus و Statistica
  • 5.3 ر
• 6 المراجع

تاريخ

في منتصف القرن السابع عشر ، تنشأ النظرية الإحصائية الحديثة مع إدخال نظرية الاحتمالات ونظرية الألعاب والفرصة ، التي وضعها مفكرين من فرنسا وألمانيا وإنجلترا. تعتبر نظرية الاحتمالات مفهوما حاسما ، وتعتبر "العمود الفقري" للإحصاءات الحديثة.

فيما يلي بعض أبرز المساهمين في مجال الإحصاء الحيوي ، والإحصاءات بشكل عام:

جيمس برنولي

كان برنولي عالمًا وعالمًا سويسريًا مهمًا في عصره. يعود الفضل إلى برنولي في أول معاهدة لنظرية الاحتمال ، والتوزيع ذي الحدين. تم نشره تحفة فنية من قبل ابن أخته ، في عام 1713 بعنوان آرس كونيكاندي.

يوهان كارل فريدريش جاوس

يعد غاوس أحد أبرز العلماء في الإحصاء. من سن مبكرة أثبت أنه طفل معجزة ، وجعل نفسه معروفا في المجال العلمي لأنه كان مجرد طالب شاب في المدرسة الثانوية.

كان أحد أهم إسهاماته في العلوم هو العمل التشوهات الحسابية, نشرت عندما كان غاوس 21 سنة.

في هذا الكتاب ، كشف العالم الألماني نظرية الأعداد ، والتي تجمع أيضًا نتائج سلسلة من علماء الرياضيات مثل فيرما ، أويلر ، لاجرانج ، و ليجيندري..

بيير تشارلز ألكسندر لويس

تُعزى الدراسة الأولى للطب التي شملت استخدام الأساليب الإحصائية إلى الطبيب بيير تشارلز ألكسندر لويس ، وهو مواطن فرنسي. قام بتطبيق الطريقة العددية على الدراسات المتعلقة بالسل ، وكان له تأثير كبير على طلاب الطب في ذلك الوقت.

حفزت الدراسة أطباء آخرين على استخدام الأساليب الإحصائية في أبحاثهم ، مما أثرى التخصصات بدرجة كبيرة ، خاصة تلك المتعلقة بعلم الأوبئة..

فرانسيس غالتون

كان فرانسيس غالتون شخصية له إسهامات متعددة في العلوم ، ويعتبر مؤسس القياسات الحيوية الإحصائية. كان جالتون ابن عم عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين ، واستندت دراساته على مزيج من نظريات ابن عمه مع المجتمع ، في ما كان يسمى الداروينية الاجتماعية.

كان لنظريات داروين تأثير كبير على جالتون ، الذي شعر بالحاجة إلى تطوير نموذج إحصائي تمكن من ضمان استقرار السكان..

بفضل هذا الاهتمام ، طور غالتون نماذج الارتباط والانحدار ، والتي تستخدم على نطاق واسع اليوم ، كما سنرى لاحقًا.

رونالد فيشر

ومن المعروف باسم والد الإحصاء. ويعزى تطوير تحديث تقنيات الإحصاء الحيوي إلى رونالد فيشر ومعاونيه.

عندما نشر تشارلز داروين أصل الأنواع, علم الأحياء لا يزال لم يكن لديك تفسيرات دقيقة لميراث الشخصيات.

بعد سنوات ، مع اكتشاف أعمال جريجور مندل ، طورت مجموعة من العلماء التوليف الحديث للتطور ، من خلال دمج كل من كيان المعرفة: نظرية التطور من خلال الانتقاء الطبيعي ، وقوانين الميراث.

جنبا إلى جنب مع فيشر ، طور سيوال جي رايت وج. ب. هالدين التوليف ووضع مبادئ الوراثة السكانية.

جلبت التوليفة معها إرثًا جديدًا في الإحصاء الحيوي ، وكانت التقنيات التي تم تطويرها أساسية في علم الأحياء. من بينها ، تبرز توزيع العينات ، التباين ، تحليل التباين والتصميم التجريبي. هذه التقنيات لها مجموعة واسعة من الاستخدامات ، من الزراعة إلى علم الوراثة.

ماذا دراسة الإحصاء الحيوي؟ (مجال الدراسة)

الإحصاء الحيوي هو فرع من الإحصاءات التي تركز على تصميم وتنفيذ التجارب العلمية التي تجري في الكائنات الحية ، في الحصول على وتحليل البيانات التي تم الحصول عليها من خلال هذه التجارب ، وفي تفسير وعرض لاحق من نتائج التحليلات.

بالنظر إلى أن العلوم البيولوجية تضم سلسلة واسعة من أهداف الدراسة ، يجب أن يكون الإحصاء الحيوي متنوعًا بنفس القدر ، وأن يتمكن من التكيف مع مجموعة متنوعة من الموضوعات التي تهدف البيولوجيا إلى دراسة أشكال الحياة وتوصيفها وتحليلها.

تطبيقات

تطبيقات الإحصاء الحيوي متنوعة للغاية. تطبيق الأساليب الإحصائية هو خطوة جوهرية في المنهج العلمي ، لذلك يجب على أي باحث أن يقوم بتكييف الإحصائيات لاختبار فرضيات العمل لديهم.

العلوم الصحية

يستخدم الإحصاء الحيوي في مجال الصحة ، لتحقيق نتائج تتعلق بالأوبئة ، والدراسات الغذائية ، وغيرها.

كما أنه يستخدم في الدراسات الطبية مباشرة وفي تطوير علاجات جديدة. تسمح الإحصاءات بالتمييز بموضوعية إذا كان للدواء آثار إيجابية أو سلبية أو محايدة على تطور مرض معين.

العلوم البيولوجية

بالنسبة لأي عالم أحياء ، تعتبر الإحصائيات أداة لا غنى عنها في البحث. مع وجود استثناءات قليلة من الأعمال الوصفية فقط ، تتطلب التحقيقات في العلوم البيولوجية تفسيرًا للنتائج ، والتي من الضروري تطبيق الاختبارات الإحصائية عليها.

تسمح لنا الإحصاءات بمعرفة ما إذا كانت الاختلافات التي نلاحظها في النظم البيولوجية ترجع إلى الصدفة أم أنها تعكس اختلافات كبيرة يجب مراعاتها.

بالطريقة نفسها ، يسمح بإنشاء نماذج للتنبؤ بسلوك بعض المتغيرات ، عن طريق تطبيق الارتباطات ، على سبيل المثال.

الاختبارات الأساسية

في علم الأحياء ، يمكن الإشارة إلى سلسلة من الاختبارات التي تتم بشكل متكرر في التحقيقات. يعتمد اختيار الاختبار المناسب على السؤال البيولوجي المطلوب الإجابة عليه ، وخصائص معينة من البيانات ، مثل توزيعها على تجانس الفروق.

اختبارات لمتغير

اختبار بسيط هو مقارنة أزواج أو ر الطالب. يستخدم على نطاق واسع في المنشورات الطبية والقضايا الصحية. بشكل عام ، يتم استخدامه لمقارنة عينتين بحجم أصغر من 30. إنه يفترض المساواة في الفروق والتوزيع الطبيعي. هناك بدائل للعينات المقترنة أو غير المزاوجة.

إذا كانت العينة لا تفي بافتراض التوزيع الطبيعي ، فهناك اختبارات تُستخدم في هذه الحالات ، وتعرف باسم الاختبارات غير البارامترية. بالنسبة للاختبار t ، فإن البديل غير المحدد هو اختبار رتبة Wilcoxon.

يستخدم تحليل التباين (يختصر باسم ANOVA) أيضًا على نطاق واسع ويسمح بالتمييز إذا كانت هناك عدة عينات تختلف اختلافًا كبيرًا. مثل اختبار الطالب ، فإنه يفترض المساواة في الفروق والتوزيع الطبيعي. البديل غير المعلمي هو اختبار Kruskal-Wallis.

إذا كنت ترغب في تأسيس العلاقة بين متغيرين ، فسيتم تطبيق الارتباط. اختبار حدودي هو ارتباط بيرسون ، و nonparametric هو ارتباط رتبة سبيرمان.

اختبارات متعددة المتغيرات

من الشائع أن ترغب في دراسة أكثر من متغيرين ، لذلك فإن الاختبارات متعددة المتغيرات مفيدة للغاية. وتشمل هذه الدراسات الانحدار ، وتحليل الارتباط الكنسي ، التحليل التمييزي ، التحليل متعدد المتغيرات للفرق (MANOVA) ، الانحدار اللوجستي ، تحليل المكونات الرئيسية ، إلخ..

معظم البرامج المستخدمة

الإحصاء الحيوي هو أداة أساسية في العلوم البيولوجية. يتم إجراء هذه التحليلات بواسطة برامج متخصصة لتحليل البيانات الإحصائية.

SPSS

واحدة من أكثرها استخداما في جميع أنحاء العالم ، في البيئة الأكاديمية ، SPSS. من بين مزاياها إدارة كمية كبيرة من البيانات والقدرة على إعادة ترميز المتغيرات.

S-plus و Statistica

S-plus هو برنامج آخر يستخدم على نطاق واسع ، والذي يسمح - مثل SPSS - بإجراء اختبارات إحصائية أساسية على كميات البيانات الكبيرة. يستخدم Statistica أيضًا على نطاق واسع ، ويتميز بمعالجته البديهية ومجموعة متنوعة من الرسومات المقدمة.

R

في الوقت الحاضر ، يختار معظم علماء الأحياء إجراء تحليلهم الإحصائي في R. يتميز هذا البرنامج بتنوعه ، حيث يتم إنشاء حزم جديدة مع وظائف متعددة كل يوم. على عكس البرامج السابقة ، في R ، يجب عليك البحث عن الحزمة التي تقوم بإجراء الاختبار الذي تريد القيام به ، وتنزيله.

على الرغم من أن R يبدو أنه غير ودود للغاية وسهل الاستخدام ، إلا أنه يوفر مجموعة واسعة من الاختبارات والوظائف ذات الفائدة الكبيرة لعلماء الأحياء. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حزم معينة (مثل ggplot) تسمح بتصور البيانات بطريقة احترافية للغاية.

مراجع

1. بالي ، J. (2017). أساسيات الإحصاء الحيوي: دليل للممارسين الطبيين. Jaypee Brothers دار النشر الطبية.
2. Hazra، A.، & Gogtay، N. (2016). وحدة سلسلة الإحصاء الحيوي 1: أساسيات الإحصاء الحيوي. المجلة الهندية للأمراض الجلدية, 61(1) ، 10.
3. ساها ، الأول ، وبول ، ب. (2016). أساسيات الإحصاء الحيوي: للطلاب الجامعيين وطلاب الدراسات العليا للعلوم الطبية والعلوم الطبية الحيوية والباحثين. الناشرين الأكاديميين.
4. Trapp، R. G.، & Dawson، B. (1994). الإحصاء الحيوي الأساسي والسريري. أبليتون و لانج.
5. Zhao، Y.، & Chen، D. G. (2018). حدود جديدة للإحصاء الحيوي والمعلوماتية الحيوية. عارضة خشبية.