Il biostatistica è una scienza che fa parte della statistica e viene applicata ad altre discipline nel campo della biologia e della medicina, principalmente.
La biologia è un vasto campo che è responsabile dello studio dell'enorme varietà di forme di vita che esistono sulla terra - virus, animali, piante, ecc. - da diversi punti di vista.
La biostatistica è uno strumento molto utile che può essere applicato allo studio di questi organismi, compreso il disegno sperimentale, la raccolta dei dati per effettuare lo studio e la sintesi dei risultati ottenuti..
Pertanto, i dati possono essere analizzati sistematicamente, portando ad ottenere conclusioni pertinenti e oggettive. Allo stesso modo, dispone di strumenti che consentono la rappresentazione grafica dei risultati.
La biostatistica ha una vasta serie di sottospecialità in biologia molecolare, genetica, studi agricoli, ricerca sugli animali - sia sul campo che in laboratorio, trattamenti clinici negli esseri umani, tra gli altri..
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A metà del diciassettesimo secolo, la moderna teoria statistica emerse con l'introduzione della teoria della probabilità e della teoria dei giochi e del caso, sviluppate da pensatori francesi, tedeschi e inglesi. La teoria della probabilità è un concetto critico ed è considerata la "spina dorsale" della statistica moderna..
Di seguito verranno menzionati alcuni dei contributori più importanti nel campo della biostatistica e della statistica in generale:
Bernoulli era un importante scienziato e matematico svizzero del suo tempo. A Bernoulli è attribuito il primo trattato sulla teoria della probabilità e sulla distribuzione binomiale. Il suo capolavoro è stato pubblicato da suo nipote nel 1713 ed è intitolato Ars Conjectandi.
Gauss è uno degli scienziati più eccezionali in statistica. Fin da piccolo ha dimostrato di essere un bambino prodigio, facendosi conoscere in campo scientifico sin da quando era solo un giovane liceale.
Uno dei suoi contributi più importanti alla scienza è stato il lavoro Disquisitiones arithmeticae, pubblicato quando Gauss aveva 21 anni.
In questo libro, lo scienziato tedesco espone la teoria dei numeri, che raccoglie anche i risultati di una serie di matematici come Fermat, Euler, Lagrange e Legendre..
Il primo studio di medicina che ha coinvolto l'uso di metodi statistici è attribuito al medico Pierre Charles-Alexandre Louis, originario della Francia. Applicò il metodo numerico agli studi relativi alla tubercolosi, avendo un impatto significativo sugli studenti di medicina dell'epoca.
Lo studio ha motivato altri medici a utilizzare metodi statistici nella loro ricerca, che ha notevolmente arricchito le discipline, con quelle relative all'epidemiologia che si sono distinte..
Francis Galton era un personaggio che ha avuto molteplici contributi alla scienza ed è considerato il fondatore della biometria statistica. Galton era il cugino del naturalista britannico Charles Darwin, ei suoi studi erano basati su una miscela delle teorie di suo cugino con la società, in quello che veniva chiamato darwinismo sociale..
Le teorie di Darwin ebbero un grande impatto su Galton, che sentì la necessità di sviluppare un modello statistico che garantisse la stabilità della popolazione..
Grazie a questa preoccupazione, Galton ha sviluppato i modelli di correlazione e regressione, che sono ampiamente utilizzati oggi, come vedremo più avanti..
È conosciuto come il padre della statistica. Lo sviluppo della modernizzazione delle tecniche di biostatistica è attribuito a Ronald Fisher e ai suoi collaboratori.
Quando Charles Darwin pubblicò il Origine delle specie, la biologia non aveva ancora interpretazioni precise dell'eredità dei caratteri.
Anni dopo, con la riscoperta delle opere di Gregor Mendel, un gruppo di scienziati sviluppò la sintesi moderna dell'evoluzione, unendo i due corpi di conoscenza: la teoria dell'evoluzione attraverso la selezione naturale e le leggi dell'ereditarietà..
Insieme a Fisher, Sewall G. Wright e J. B. S. Haldane hanno sviluppato la sintesi e stabilito i principi della genetica delle popolazioni..
La sintesi ha portato con sé una nuova eredità nella biostatistica e le tecniche sviluppate sono state fondamentali in biologia. Tra questi spiccano la distribuzione del campionamento, la varianza, l'analisi della varianza e il disegno sperimentale. Queste tecniche hanno una vasta gamma di usi, dall'agricoltura alla genetica..
La biostatistica è una branca della statistica che si concentra sulla progettazione e l'esecuzione di esperimenti scientifici che vengono condotti su esseri viventi, sull'acquisizione e l'analisi dei dati ottenuti attraverso tali esperimenti e sulla successiva interpretazione e presentazione dei risultati delle analisi..
Poiché le scienze biologiche comprendono una vasta serie di obiettivi di studio, la biostatistica deve essere ugualmente diversificata e riesce a coinvolgere la varietà di argomenti che la biologia mira a studiare, caratterizzare e analizzare le forme di vita..
Le applicazioni della biostatistica sono estremamente varie. L'applicazione di metodi statistici è un passaggio intrinseco del metodo scientifico, quindi ogni ricercatore deve combinare le statistiche per testare le proprie ipotesi di lavoro.
La biostatistica viene utilizzata nell'area della salute per fornire risultati relativi a epidemie, studi nutrizionali, tra gli altri..
Viene anche utilizzato direttamente negli studi medici e nello sviluppo di nuovi trattamenti. Le statistiche consentono di discernere oggettivamente se un farmaco ha avuto effetti positivi, negativi o neutri sullo sviluppo di una specifica malattia.
Per qualsiasi biologo, la statistica è uno strumento indispensabile nella ricerca. Con poche eccezioni di lavori puramente descrittivi, la ricerca nelle scienze biologiche richiede un'interpretazione dei risultati, per la quale è necessario applicare test statistici.
Le statistiche ci permettono di sapere se le differenze che stiamo osservando nei sistemi biologici sono dovute al caso, o se riflettono differenze significative che devono essere prese in considerazione..
Allo stesso modo, consente di creare modelli per prevedere il comportamento di alcune variabili, applicando ad esempio delle correlazioni.
In biologia, è possibile specificare una serie di test che vengono eseguiti frequentemente nella ricerca. La scelta del test appropriato dipende dalla domanda biologica a cui rispondere e da alcune caratteristiche dei dati, come la sua distribuzione dell'omogeneità delle varianze..
Un semplice test è il confronto a coppie o il test t di Student. È ampiamente utilizzato nelle pubblicazioni mediche e in questioni sanitarie. In genere, viene utilizzato per confrontare due campioni con una dimensione inferiore a 30. Si presuppone l'uguaglianza nelle varianze e nella distribuzione normale. Esistono varianti per campioni accoppiati o non accoppiati.
Se il campione non soddisfa l'ipotesi della distribuzione normale, in questi casi vengono utilizzati test e sono noti come test non parametrici. Per il test t, l'alternativa non parametrica è il test dei ranghi di Wilcoxon.
Anche l'analisi della varianza (abbreviata in ANOVA) è ampiamente utilizzata e consente di discernere se diversi campioni differiscono in modo significativo l'uno dall'altro. Come il test t di Student, assume l'uguaglianza nelle varianze e nella distribuzione normale. L'alternativa non parametrica è il test di Kruskal-Wallis.
Se vuoi stabilire la relazione tra due variabili, viene applicata una correlazione. Il test parametrico è la correlazione di Pearson e quello non parametrico è la correlazione del rango di Spearman.
È comune voler studiare più di due variabili, quindi i test multivariati sono molto utili. Questi includono studi di regressione, analisi di correlazione canonica, analisi discriminante, analisi multivariata della varianza (MANOVA), regressione logistica, analisi delle componenti principali, ecc..
La biostatistica è uno strumento essenziale nelle scienze biologiche. Queste analisi sono svolte da programmi specializzati per l'analisi statistica dei dati..
Uno dei più utilizzati al mondo, in ambito accademico, è SPSS. Tra i suoi vantaggi c'è la gestione di grandi quantità di dati e la capacità di ricodificare le variabili.
S-plus è un altro programma ampiamente utilizzato, che consente, come SPSS, di eseguire test statistici di base su grandi quantità di dati. Anche STATISTICA è ampiamente utilizzato ed è caratterizzato dalla sua gestione intuitiva e dalla varietà di grafici che offre..
Oggi, la maggior parte dei biologi sceglie di eseguire la propria analisi statistica in R. Questo software si caratterizza per la sua versatilità, poiché ogni giorno vengono creati nuovi pacchetti con molteplici funzioni. A differenza dei programmi precedenti, in R devi trovare il pacchetto che esegue il test che vuoi fare e scaricarlo.
Sebbene R possa non sembrare molto facile da usare e facile da usare, fornisce un'ampia varietà di test e funzioni utili per i biologi. Inoltre, ci sono alcuni pacchetti (come ggplot) che permettono la visualizzazione dei dati in modo molto professionale.
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