คณิตศาสตร์ชีววิทยา
คณิตศาสตร์ชีววิทยา (อังกฤษ: Mathematical biology) คือ งานวิจัยสหพันธวิชาทางวิทยาศาสตร์ซึ่งประยุกต์ใช้ได้หลายแบบ[1] คณิตศาสตร์ชีววิทยามุ่งไปที่การแสดงทางคณิตศาสตร์ การรักษา และสร้างแบบจำลองของแนวทางปฏิบัติทางชีววิทยา โดยใช้เทคนิกและเครื่องมือของคณิตศาสตร์ประยุกต์ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ทั้งทางทฤษฎีและทางปฏิบัติ ด้านงานวิจัยชีววิทยา ชีวการแพทย์ และเทคโนโลยีชีวภาพ การบรรยายระบบในเชิงปริมาณแปลว่าพฤติกรรมของระบบเหล่านั้นสามารถถูกทำนาย โดยต้องการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีความแม่นยำ
คณิตศาสตร์ชีววิทยาใช้หลายส่วนประกอบจากคณิตศาสตร์[2] และมีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคนิกใหม่ ๆ
ประวัติ
แก้ประวัติตอนต้น
แก้คณิตศาสตร์ถูกนำไปใช้กับชีววิทยาตั้งแต่สมัยคริสต์ศตวรรษที่ 19
ฟริตซ์ มึลเลอร์ (Fritz Müller) อธิบายประโยชน์เชิงวิวัฒนาการของสิ่งที่ตอนนี้ถูกเรียกว่าการเลียนแบบของมึลเลอร์ (Müllerian mimicry) ในปีค.ศ. 1879 และนับเป็นคนแรกที่ใช้เหตุผลทางคณิตศาสตร์ในนิเวศวิทยาเชิงวิวัฒนาการ เพื่อแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะมีอิทธิพลมากเพียงใด เว้นแต่จะนับคำโต้เถียงของมาลธัสเกี่ยวกับผลกระทบของการเติบโตทางประชากรที่ส่งผลกระทบต่อชาลส์ ดาร์วิน: มาลธัสอ้างว่าการเติบโตจะเป็นแบบ "เรขาคณิต" ในขณะที่ทรัพยากรณ์ (ความสามารถในการรับรองของสิ่งแวดล้อม) สามารถเติบโตแบบเลขคณิตเท่านั้น[3]
การเติบโตเมื่อไม่นานมานี้
แก้ความสนใจในด้านนี้ได้ขยายอย่างรวดเร็วตั้งแต่ปีค.ศ. 1960 โดยมีเหตุผลบางประการดังนี้:
- การเติบโตอย่างรวดเร็วของชุดสารนิเทศซึ่งอุดมไปด้วยข้อมูล เนื่องจากการปฏิวัติทางจีโนมิกส์ ซึ่งเข้าใจได้ยากหากไม่มีเครื่องมือเชิงวิเคราะห์
- การพัฒนาของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ เช่น ทฤษฎีความอลวน เพื่อช่วยในการเข้าใจกลไกที่ซับซ้อนไม่เชิงเส้นในชีววิทยา
- การเพิ่มขึ้นของพลังคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยในการคำนวณและการจำลอง ในแบบที่เป็นไปไม่ได้ในสมัยก่อน
- ความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการทดลองแบบ in silico ซึ่งใช้คอมพิวเตอร์เพื่อเลียนแบบ เนื่องจากข้อกังขาทางศีลธรรม ความเสี่ยง ความไม่น่าเชื่อถือ และความซับซ้อนอื่น ๆ ซึ่งตามมากับการวิจัยในคนและสัตว์
บันทึก
แก้- ↑ "There is a subtle difference between mathematical biologists and theoretical biologists. Mathematical biologists tend to be employed in mathematical departments and to be a bit more interested in math inspired by biology than in the biological problems themselves, and vice versa." Careers in theoretical biology
- ↑ Robeva, Raina; และคณะ (Fall 2010). "Mathematical Biology Modules Based on Modern Molecular Biology and Modern Discrete Mathematics". CBE Life Sciences Education. The American Society for Cell Biology. 9 (3): 227–240. doi:10.1187/cbe.10-03-0019. PMC 2931670. PMID 20810955.
{{cite journal}}
:|access-date=
ต้องการ|url=
(help) - ↑ Mallet, James (July 2001). "Mimicry: An interface between psychology and evolution". PNAS. 98 (16): 8928–8930. doi:10.1073/pnas.171326298.
แหล่งข้อมูลอื่น
แก้- The Society for Mathematical Biology
- Theoretical and mathematical biology website
- Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research
- Complexity Discussion Group เก็บถาวร 2016-01-12 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- UCLA Biocybernetics Laboratory
- TUCS Computational Biomodelling Laboratory
- Nagoya University Division of Biomodeling
- Technische Universiteit Biomodeling and Informatics
- BioCybernetics Wiki, a vertical wiki on biomedical cybernetics and systems biology[ลิงก์เสีย]
- Bulletin of Mathematical Biology เก็บถาวร 2012-10-06 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- European Society for Mathematical and Theoretical Biology
- Journal of Mathematical Biology[ลิงก์เสีย]
- Biomathematics Research Centre at University of Canterbury
- Centre for Mathematical Biology at Oxford University เก็บถาวร 2009-03-27 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- Mathematical Biology at the National Institute for Medical Research
- Institute for Medical BioMathematics
- Mathematical Biology Systems of Differential Equations from EqWorld: The World of Mathematical Equations
- Systems Biology Workbench - a set of tools for modelling biochemical networks
- The Collection of Biostatistics Research Archive
- Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology เก็บถาวร 2006-04-20 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- The International Journal of Biostatistics เก็บถาวร 2006-03-23 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- Theoretical Modeling of Cellular Physiology at Ecole Normale Superieure, Paris
- Biomathematics in the Philippines เก็บถาวร 2016-01-30 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
- BioMath Modeler