Історія біостатистики, сфера навчання та застосування

The біостатистика є наукою, що є частиною статистики, і застосовується, в основному, до інших дисциплін у галузі біології та медицини.

Біологія - це широке поле, яке відповідає за вивчення величезної різноманітності живих форм, що існують на Землі - віруси, тварини, рослини тощо - з різних точок зору.

Біостатистика є дуже корисним інструментом, який може бути застосований до вивчення таких організмів, включаючи експериментальний дизайн, збір даних для проведення дослідження та резюме отриманих результатів..

Таким чином, дані можуть бути проаналізовані систематичним шляхом, що призводить до отримання відповідних і об'єктивних висновків. Таким же чином, є інструменти, які дозволяють графічно відображати результати.

Біостатистика має широкий спектр спеціальностей з молекулярної біології, генетики, сільськогосподарських досліджень, досліджень на тваринах - як на місцях, так і в лабораторії, клінічне лікування у людей, серед інших.

Індекс

• 1 Історія
  • 1.1 Джеймс Бернуллі
  • 1.2 Йохан Карл Фрідріх Гаус
  • 1.3 П'єр Шарль-Александр Луї
  • 1.4 Френсіс Гальтон
  • 1.5 Рональд Фішер
• 2 Що вивчає біостатистика? (Область навчання)
• 3 Програми
  • 3.1 Медичні науки
  • 3.2 Біологічні науки
• 4 Основні тести
  • 4.1 Тести для однієї змінної
  • 4.2. Багатовимірні тести
• 5 Найбільш використовувані програми
  • 5.1 SPSS
  • 5.2 S-plus та Statistica
  • 5.3 R
• 6 Посилання

Історія

У середині сімнадцятого століття сучасна статистична теорія виникає з впровадженням теорії ймовірностей і теорії ігор і випадків, розроблених мислителями з Франції, Німеччини та Англії. Теорія ймовірності є критичною концепцією і вважається "основою" сучасної статистики.

Ось деякі з найбільш помітних авторів у галузі біостатистики та статистики в цілому:

Джеймс Бернуллі

Бернуллі був важливим швейцарським вченим і математиком свого часу. Бернуллі приписують перший договір теорії ймовірностей і біноміальний розподіл. Його шедевр опублікував його племінник, в 1713 році і називається Ars Conjectandi.

Йоганн Карл Фрідріх Гаус

Гаус є одним з найбільш видатних вчених у статистиці. З раннього віку він виявився вундеркіндом, зробивши себе відомим у науковій сфері, оскільки він був молодим школяром.

Одним з найважливіших внесків до науки була робота Розпізнавання арифметичних, опубліковано, коли Гаусу було 21 рік.

У цій книзі німецький учений розкриває теорію чисел, яка також узагальнює результати серії математиків, таких як Ферма, Ейлер, Лагранж і Лежандр..

П'єр Шарль-Александр Луї

Перше дослідження медицини, яке передбачало використання статистичних методів, приписується доктору П'єру Чарльзу-Олександру Луї, уродженому Франції. Чисельний метод він застосував до досліджень, пов'язаних з туберкульозом, що мало значний вплив на студентів-медиків того часу.

Дослідження мотивувало інших лікарів використовувати статистичні методи в рамках своїх досліджень, що значно збагатило дисципліни, особливо ті, що стосуються епідеміології..

Френсіс Гальтон

Френсіс Гальтон був персонажем, який мав багаторазовий внесок у науку, і вважається основоположником статистичної біометрії. Гальтон був двоюрідним братом британського натураліста Чарльза Дарвіна, і його дослідження ґрунтувалися на суміші теорій його кузена з суспільством, в тому, що називалося соціальним дарвінізмом..

Теорії Дарвіна мали великий вплив на Гальтона, який відчував необхідність розробки статистичної моделі, що вдалося забезпечити стабільність населення \ t.

Завдяки цьому заклопотаність Гальтон розробив моделі кореляції та регресії, які сьогодні широко використовуються, як ми побачимо пізніше.

Рональд Фішер

Він відомий як батько статистики. Розвиток модернізації методів біостатистики приписується Рональду Фішеру та його співробітникам.

Коли Чарльз Дарвін опублікував Походження видів, Біологія досі не мала точних інтерпретацій успадкування символів.

Роками пізніше, з відкриттям творів Грегора Менделя, група вчених розробила сучасний синтез еволюції, об'єднавши обидва тіла знання: теорію еволюції через природний відбір, і закони успадкування.

Разом з Фішером, Сеуолл Г. Райт і Дж. Б. С. Халдейн розробили синтез і встановили принципи популяційної генетики.

Синтез приніс із собою нову спадщину в біостатистиці, а розроблені методики були ключовими в біології. Серед них виділяються розподіл вибірки, дисперсія, аналіз дисперсії та експериментальний дизайн. Ці методи мають широке застосування, від сільського господарства до генетики.

Що вивчає біостатистика? (Область навчання)

Біостатистика є галуззю статистики, яка зосереджується на розробці та виконанні наукових експериментів, які проводяться в живих істотах, при отриманні та аналізі даних, отриманих за допомогою таких експериментів, а також у подальшій інтерпретації та поданні результати аналізу.

Беручи до уваги, що біологічні науки складають велику кількість цілей дослідження, біостатистика повинна бути однаково різноманітною і вдається адаптуватися до різноманітних тем, які біологія прагне вивчати, характеризувати та аналізувати форми життя..

Програми

Застосування біостатистики надзвичайно різноманітні. Застосування статистичних методів є невід'ємним кроком наукового методу, тому будь-який дослідник повинен адаптувати статистику для перевірки своїх робочих гіпотез.

Медичні науки

Біостатистика використовується в галузі охорони здоров'я, щоб дати результати, пов'язані з епідеміями, дослідженнями харчування, серед інших.

Він також використовується в медичних дослідженнях безпосередньо і в розробці нових методів лікування. Статистика дозволяє розрізнити об'єктивно, якщо ліки мають позитивний, негативний або нейтральний вплив на розвиток певного захворювання.

Біологічні науки

Для будь-якого біолога статистика є незамінним інструментом у дослідженні. За кількома винятками лише з описових робіт, дослідження в біологічних науках вимагають інтерпретації результатів, для яких необхідне застосування статистичних тестів.

Статистичні дані дозволяють нам знати, якщо відмінності, які ми спостерігаємо в біологічних системах, пов'язані з випадковими, або відображають значні відмінності, які необхідно враховувати.

Так само дозволяє створювати моделі для прогнозування поведінки деякої змінної, наприклад, за допомогою застосування кореляцій.

Основні тести

У біології можна виділити ряд тестів, які часто проводяться в дослідженнях. Вибір відповідного тесту залежить від біологічного питання, на яке необхідно відповісти, і певних характеристик даних, таких як його розподіл однорідності відхилень.

Тести для змінної

Простим тестом є порівняння з парами або t студента. Він широко використовується в медичних виданнях і в питаннях здоров'я. Як правило, він використовується для порівняння двох зразків з розміром, меншим за 30. Це передбачає рівність в дисперсіях і нормальному розподілі. Існують варіанти для парних або непарних зразків.

Якщо вибірка не відповідає припущенню нормального розподілу, то є тести, які використовуються в цих випадках і відомі як непараметричні тести. Для t-тесту непараметрична альтернатива - тест ранжування Вілкоксона.

Дисперсійний аналіз (скорочено як ANOVA) також широко використовується і дозволяє розрізнити, якщо кілька зразків істотно відрізняються. Як і t-тест Стьюдента, він приймає рівність в дисперсіях і нормальному розподілі. Непараметричною альтернативою є тест Крускала-Уолліса.

Якщо потрібно встановити зв'язок між двома змінними, застосовується кореляція. Параметричний тест - це кореляція Пірсона, а непараметрична - рангове співвідношення Спірмена.

Багатовимірні тести

Звичайно хочеться вивчити більше двох змінних, тому багатоваріантні тести дуже корисні. До них належать регресійні дослідження, канонічний кореляційний аналіз, дискримінантний аналіз, багатоваріантний дисперсійний аналіз (MANOVA), логістична регресія, аналіз основних компонентів тощо..

Найбільш використовувані програми

Біостатистика є важливим інструментом у біологічних науках. Ці аналізи проводяться спеціалізованими програмами для статистичного аналізу даних.

SPSS

Одним з найбільш поширених у світі в академічному середовищі є SPSS. Серед його переваг - управління великою кількістю даних і можливість перекодувати змінні.

S-plus та Statistica

S-plus є ще однією широко використовуваною програмою, яка дозволяє, як і SPSS, виконувати основні статистичні тести на великі обсяги даних. Statistica також широко використовується, і характеризується його інтуїтивним управлінням і різноманітністю запропонованої графіки.

R

Сьогодні більшість біологів вважають за краще проводити статистичний аналіз в Р. Це програмне забезпечення характеризується своєю універсальністю, оскільки щодня створюються нові пакети з декількома функціями. На відміну від попередніх програм, в R слід шукати пакунок, який виконує тест, який ви хочете зробити, і завантажити його.

Хоча R, здається, не дуже доброзичливий і простий у використанні, він надає широкий спектр тестів і функцій, які дуже корисні біологам. Крім того, існують певні пакети (наприклад, ggplot), які дозволяють візуалізувати дані дуже професійно.

Список літератури

1. Балі, J. (2017). Основи біостатистики: посібник для лікарів-медиків. Медичні видавці Jaypee Brothers.
2. Hazra, A., & Gogtay, N. (2016). Біостатистичний модуль 1: Основи біостатистики. Індійський журнал дерматології, 61(1), 10.
3. Saha, I., & Paul, B. (2016). Основи біостатистики: для студентів, аспірантів медичних наук, біомедичних наук і дослідників. Академічні видавництва.
4. Trapp, Р. G., & Dawson, B. (1994). Основні та клінічні біостатистики. Appleton & Lange.
5. Чжао, Ю., і Чень, Д. Г. (2018). Нові межі біостатистики та біоінформатики. Springer.