Historia, kierunek i zastosowania biostatystyki

4532
David Holt

Plik biostatystyka jest nauką, która jest częścią statystyki i jest stosowana w innych dyscyplinach, głównie z zakresu biologii i medycyny.

Biologia to rozległa dziedzina odpowiedzialna za badanie ogromnej różnorodności form życia, które istnieją na Ziemi - wirusów, zwierząt, roślin itp. - z różnych punktów widzenia..

Źródło: pixabay.com

Biostatystyka jest bardzo przydatnym narzędziem, które można zastosować do badań tych organizmów, w tym do projektowania eksperymentu, zbierania danych do przeprowadzenia badań i podsumowania uzyskanych wyników..

Dzięki temu dane można systematycznie analizować, prowadząc do trafnych i obiektywnych wniosków. W ten sam sposób ma narzędzia, które umożliwiają graficzną reprezentację wyników.

Biostatystyka ma szeroki zakres specjalizacji z zakresu biologii molekularnej, genetyki, badań rolniczych, badań na zwierzętach - zarówno w terenie, jak iw laboratorium, między innymi leczenia klinicznego ludzi..

Indeks artykułów

  • 1 Historia
    • 1.1 James Bernoulli
    • 1.2 Johann Carl Friedrich Gauss
    • 1.3 Pierre Charles-Alexandre Louis
    • 1.4 Francis Galton
    • 1,5 Ronalda Fishera
  • 2 Czym zajmuje się biostatystyka? (Kierunek studiów)
  • 3 Aplikacje
    • 3.1 Nauki o zdrowiu
    • 3.2 Nauki biologiczne
  • 4 Testy podstawowe
    • 4.1 Testy dla jednej zmiennej
    • 4.2 Testy wielowymiarowe
  • 5 najczęściej używanych programów
    • 5.1 SPSS
    • 5.2 S-plus i Statistica
    • 5,3 R
  • 6 Odnośniki

Fabuła

W połowie XVII wieku, wraz z wprowadzeniem teorii prawdopodobieństwa oraz teorii gier i przypadku, rozwiniętych przez myślicieli z Francji, Niemiec i Anglii, pojawiła się nowoczesna teoria statystyczna. Teoria prawdopodobieństwa jest pojęciem krytycznym i jest uważana za „kręgosłup” współczesnej statystyki..

Niektórzy z najbardziej znaczących współautorów w dziedzinie biostatystyki i ogólnie statystyki zostaną wymienieni poniżej:

James Bernoulli

Bernoulli był wówczas ważnym szwajcarskim naukowcem i matematykiem. Bernoulliemu przypisuje się pierwszy traktat o teorii prawdopodobieństwa i rozkład dwumianowy. Jego arcydzieło zostało opublikowane przez jego siostrzeńca w 1713 roku i nosi tytuł Ars Conjectandi.

Johann Carl Friedrich Gauss

Gauss jest jednym z najwybitniejszych naukowców w dziedzinie statystyki. Od najmłodszych lat okazał się cudownym dzieckiem, dając się poznać w dziedzinie nauki, ponieważ był zaledwie młodym licealistą.

Jednym z jego najważniejszych wkładów w naukę była praca Disquisitiones arithmeticae, opublikowany, gdy Gauss miał 21 lat.

W tej książce niemiecki naukowiec ujawnia teorię liczb, która jest również kompilacją wyników szeregu matematyków, takich jak Fermat, Euler, Lagrange i Legendre..

Pierre Charles-Alexandre Louis

Pierwsze badanie medycyny, w którym zastosowano metody statystyczne, przypisuje się pochodzącemu z Francji lekarzowi Pierre Charles-Alexandre Louis. Metodę numeryczną zastosował do badań dotyczących gruźlicy, mających znaczący wpływ na ówczesnych studentów medycyny.

Badanie zmotywowało innych lekarzy do stosowania w badaniach metod statystycznych, co znacznie wzbogaciło dyscypliny, wyróżniając się na tle epidemiologicznym..

Francis Galton

Francis Galton był postacią, która miała wiele wkładów w naukę i jest uważana za twórcę biometrii statystycznej. Galton był kuzynem brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina, a jego badania opierały się na pomieszaniu teorii jego kuzyna ze społeczeństwem, w tak zwanym społecznym darwinizmie..

Teorie Darwina wywarły ogromny wpływ na Galtona, który czuł potrzebę opracowania modelu statystycznego, który gwarantowałby stabilność populacji..

Dzięki tej trosce Galton opracował modele korelacji i regresji, które są dziś szeroko stosowane, o czym przekonamy się później..

Ronald Fisher

Znany jest jako ojciec statystyki. Rozwój modernizacji technik biostatystyki przypisuje się Ronaldowi Fisherowi i jego współpracownikom.

Kiedy Charles Darwin opublikował Pochodzenie gatunków, biologia nie miała jeszcze dokładnych interpretacji dziedziczenia postaci.

Wiele lat później, wraz z ponownym odkryciem dzieł Gregora Mendla, grupa naukowców opracowała nowoczesną syntezę ewolucji, łącząc oba zbiory wiedzy: teorię ewolucji poprzez dobór naturalny i prawa dziedziczenia..

Sewall G. Wright i J. B. S. Haldane wspólnie z Fisherem opracowali syntezę i ustalili zasady genetyki populacyjnej..

Synteza przyniosła ze sobą nowe dziedzictwo w biostatystyce, a opracowane techniki odegrały kluczową rolę w biologii. Wśród nich wyróżnia się rozkład próbkowania, wariancja, analiza wariancji i projekt eksperymentu. Techniki te mają szeroki zakres zastosowań, od rolnictwa po genetykę..

Co bada biostatystyka? (Kierunek studiów)

Biostatystyka to dziedzina statystyki, która koncentruje się na projektowaniu i przeprowadzaniu eksperymentów naukowych przeprowadzanych na istotach żywych, na pozyskiwaniu i analizie danych uzyskanych w ramach wspomnianych eksperymentów oraz na późniejszej interpretacji i prezentacji wyników analiz..

Ponieważ nauki biologiczne obejmują obszerną serię celów badawczych, biostatystyka musi być równie zróżnicowana i potrafi zajmować się różnorodnymi tematami, które biologia ma na celu badanie, charakteryzowanie i analizowanie form życia..

Aplikacje

Zastosowania biostatystyki są niezwykle zróżnicowane. Stosowanie metod statystycznych jest nieodłącznym krokiem metody naukowej, więc każdy badacz musi łączyć statystyki, aby przetestować swoje hipotezy robocze.

Nauki o Zdrowiu

Biostatystyka jest wykorzystywana w obszarze zdrowia do dostarczania wyników związanych między innymi z epidemiami, badaniami żywieniowymi..

Jest również stosowany bezpośrednio w badaniach medycznych i przy opracowywaniu nowych metod leczenia. Statystyki pozwalają obiektywnie stwierdzić, czy lek miał pozytywny, negatywny czy neutralny wpływ na rozwój określonej choroby.

nauki biologiczne

Dla każdego biologa statystyka jest niezbędnym narzędziem w badaniach. Z nielicznymi wyjątkami prac czysto opisowych, badania w naukach biologicznych wymagają interpretacji wyników, dla których konieczne jest zastosowanie testów statystycznych.

Statystyki pozwalają nam wiedzieć, czy różnice, które obserwujemy w układach biologicznych, są wynikiem przypadku, czy też odzwierciedlają istotne różnice, które należy wziąć pod uwagę..

W ten sam sposób pozwala na tworzenie modeli przewidujących zachowanie jakiejś zmiennej, np. Poprzez zastosowanie korelacji.

Podstawowe testy

W biologii można wyszczególnić serię testów, które są często wykonywane w badaniach. Wybór odpowiedniego testu zależy od pytania biologicznego, na które należy odpowiedzieć, oraz od pewnych cech danych, takich jak rozkład jednorodności wariancji..

Testy dla jednej zmiennej

Prostym testem jest porównanie parami lub test t-Studenta. Jest szeroko stosowany w publikacjach medycznych oraz w sprawach zdrowotnych. Zwykle służy do porównywania dwóch próbek o rozmiarze mniejszym niż 30. Zakłada równość wariancji i rozkładu normalnego. Istnieją warianty dla sparowanych lub niesparowanych próbek.

Jeśli próbka nie spełnia założenia o rozkładzie normalnym, istnieją testy, które są używane w takich przypadkach i są one znane jako testy nieparametryczne. W przypadku testu t nieparametryczną alternatywą jest test rang Wilcoxona.

Analiza wariancji (w skrócie ANOVA) jest również szeroko stosowana i pozwala stwierdzić, czy kilka próbek różni się znacząco od siebie. Podobnie jak test t-Studenta zakłada równość w wariancjach i rozkładzie normalnym. Alternatywą nieparametryczną jest test Kruskala-Wallisa.

Jeśli chcesz ustalić związek między dwiema zmiennymi, zastosowana zostanie korelacja. Test parametryczny to korelacja Pearsona, a nieparametryczna to korelacja rang Spearmana.

Testy wielowymiarowe

Często chce się badać więcej niż dwie zmienne, więc testy na wielu zmiennych są bardzo przydatne. Obejmują one badania regresji, analizę korelacji kanonicznych, analizę dyskryminacyjną, wieloczynnikową analizę wariancji (MANOVA), regresję logistyczną, analizę składowych głównych itp..

Najczęściej używane programy

Biostatystyka jest podstawowym narzędziem nauk biologicznych. Analizy te są przeprowadzane przez specjalistyczne programy do statystycznej analizy danych..

SPSS

Jednym z najczęściej używanych na świecie w środowisku akademickim jest SPSS. Wśród jego zalet jest obsługa dużych ilości danych i możliwość rekodowania zmiennych.

S-plus i Statistica

S-plus to kolejny szeroko stosowany program, który umożliwia - podobnie jak SPSS - wykonywanie podstawowych testów statystycznych na dużych ilościach danych. Statistica jest również szeroko stosowana i charakteryzuje się intuicyjną obsługą oraz różnorodnością oferowanych grafik..

R

Obecnie większość biologów decyduje się na wykonywanie analiz statystycznych w R. Oprogramowanie to charakteryzuje się wszechstronnością, ponieważ codziennie tworzone są nowe pakiety z wieloma funkcjami. W przeciwieństwie do poprzednich programów, w R musisz znaleźć pakiet, który wykonuje test, który chcesz wykonać, i go pobrać.

Chociaż R może wydawać się niezbyt przyjazny dla użytkownika i przyjazny dla użytkownika, zapewnia biologom szeroką gamę przydatnych testów i funkcji. Ponadto istnieją pewne pakiety (takie jak ggplot), które pozwalają na wizualizację danych w bardzo profesjonalny sposób.

Bibliografia

  1. Bali, J. (2017), Basics of Biostatistics: A Manual for Medical Practitioners. Jaypee Brothers Medical Publishers.
  2. Hazra, A. i Gogtay, N. (2016). Moduł 1 serii biostatystyki: Podstawy biostatystyki. Indyjski dziennik dermatologii61(1), 10.
  3. Saha, I. i Paul, B. (2016). Podstawy biostatystyki: dla studentów studiów licencjackich i podyplomowych nauk medycznych, nauk biomedycznych i naukowców. Wydawcy akademiccy.
  4. Trapp, R. G., & Dawson, B. (1994). Biostatystyka podstawowa i kliniczna. Appleton & Lange.
  5. Zhao, Y., & Chen, D. G. (2018). Nowe granice biostatystyki i bioinformatyki. Skoczek.

Jeszcze bez komentarzy