Bioestatística: história, campo de estudo e aplicações

A bioestatística é uma ciência que faz parte das estatísticas, e aplicado a outras disciplinas dentro do campo da biologia e da medicina, principalmente.

A biologia é um campo extenso responsável por estudar a enorme variedade de formas de vida existentes na Terra – vírus, animais, plantas etc. – sob diferentes pontos de vista.

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Fonte: pixabay.com

A bioestatística é uma ferramenta muito útil, que pode ser aplicada ao estudo desses organismos, incluindo o delineamento experimental, a coleta de dados para a realização do estudo e o resumo dos resultados obtidos.

Assim, os dados podem ser analisados ​​sistematicamente, levando à obtenção de conclusões relevantes e objetivas. Da mesma forma, possui ferramentas que permitem a representação gráfica dos resultados.

A Bioestatística possui uma ampla gama de subespecialidades em biologia molecular, genética, estudos agrícolas, pesquisa com animais – tanto em campo quanto em laboratório, tratamentos clínicos em humanos, entre outros.

História

Em meados do século XVII, a moderna teoria estatística surge com a introdução da Teoria da Probabilidade e da Teoria dos Jogos e das Oportunidades, desenvolvida por pensadores da França, Alemanha e Inglaterra. A teoria da probabilidade é um conceito crítico e é considerada a “espinha dorsal” da estatística moderna.

Aqui estão alguns dos colaboradores mais notáveis ​​na área de bioestatística e estatística em geral:

James Bernoulli

Bernoulli foi um importante cientista e matemático suíço de sua época. Bernoulli é creditado com o primeiro tratado sobre teoria das probabilidades e a distribuição binomial. Sua obra-prima foi publicada por seu sobrinho, no ano de 1713 e é intitulada Ars Conjectandi .

Johann Carl Friedrich Gauss

Gauss é um dos cientistas mais importantes em estatística. Desde tenra idade, ele provou ser um prodígio infantil, tornando-se conhecido no campo científico, pois era apenas um jovem estudante do ensino médio.

Uma de suas contribuições mais importantes à ciência foi o trabalho Disquisitiones arithmeticae, publicado quando Gauss tinha 21 anos.

Neste livro, o cientista alemão expõe a teoria dos números, que também compila os resultados de uma série de matemáticos como Fermat, Euler, Lagrange e Legendre.

Pierre Charles-Alexandre Louis

O primeiro estudo médico que envolveu o uso de métodos estatísticos é atribuído ao médico Pierre Charles-Alexandre Louis, natural da França. Ele aplicou o método numérico a estudos relacionados à tuberculose, tendo um impacto significativo em estudantes de medicina da época.

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O estudo motivou outros médicos a usar métodos estatísticos em suas pesquisas, o que enriqueceu bastante as disciplinas, destacando as relacionadas à epidemiologia.

Francis Galton

Francis Galton era um personagem que tinha múltiplas contribuições para a ciência e é considerado o fundador da biometria estatística. Galton era primo do naturalista britânico Charles Darwin, e seus estudos se baseavam em uma mistura das teorias de seu primo com a sociedade, no que era chamado de darwinismo social.

As teorias de Darwin tiveram um grande impacto em Galton, que sentiu a necessidade de desenvolver um modelo estatístico que assegurasse a estabilidade da população.

Graças a essa preocupação, Galton desenvolveu os modelos de correlação e regressão, hoje amplamente utilizados, como veremos mais adiante.

Ronald fisher

Ele é conhecido como o pai da estatística. O desenvolvimento da modernização das técnicas de bioestatística é atribuído a Ronald Fisher e seus colaboradores.

Quando Charles Darwin publicou a Origem das Espécies , a biologia ainda não tinha interpretações precisas da herança dos personagens.

Anos mais tarde, com a redescoberta dos trabalhos de Gregor Mendel , um grupo de cientistas desenvolveu a síntese moderna da evolução, fundindo os dois corpos de conhecimento: a teoria da evolução através da seleção natural e as leis da herança .

Juntamente com Fisher, Sewall G. Wright e JBS Haldane desenvolveram a síntese e estabeleceram os princípios da genética populacional.

A síntese trouxe um novo legado em bioestatística, e as técnicas desenvolvidas foram fundamentais na biologia. Isso inclui distribuição amostral, variância, análise de variância e desenho experimental. Essas técnicas têm uma ampla gama de usos, da agricultura à genética.

O que a bioestatística estuda? (Campo de estudo)

Bioestatística é um ramo da estatística que se concentra no planejamento e execução de experimentos científicos que são realizados em seres vivos , na aquisição e análise de dados obtidos através desses experimentos e na subsequente interpretação e apresentação de os resultados da análise.

Dado que as ciências biológicas compreendem uma série extensa de objetivos de estudo, a bioestatística deve ser igualmente diversa e pode ser associada à variedade de tópicos que a biologia visa estudar, caracterizar e analisar formas de vida.

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Aplicações

As aplicações da bioestatística são extremamente variadas. A aplicação de métodos estatísticos é uma etapa intrínseca do método científico ; portanto, qualquer pesquisador deve acoplar as estatísticas para testar suas hipóteses de trabalho.

Ciências da Saúde

A bioestatística é utilizada na área da saúde, para produzir resultados relacionados a epidemias, estudos nutricionais, entre outros.

Também é utilizado diretamente em estudos médicos e no desenvolvimento de novos tratamentos. As estatísticas permitem discernir objetivamente se um medicamento teve efeitos positivos, negativos ou neutros no desenvolvimento de uma doença específica.

Ciências biológicas

Para qualquer biólogo, a estatística é uma ferramenta indispensável na pesquisa. Com poucas exceções a trabalhos meramente descritivos, a pesquisa em ciências biológicas exige uma interpretação dos resultados, para os quais é necessária a aplicação de testes estatísticos.

A estatística nos permite saber se as diferenças que estamos observando nos sistemas biológicos são devidas ao acaso ou refletem diferenças significativas que devem ser levadas em consideração.

Da mesma forma, permite que modelos sejam criados para prever o comportamento de alguma variável, por meio da aplicação de correlações, por exemplo.

Testes básicos

Em biologia, uma série de testes que são feitos com freqüência em pesquisas pode ser apontada. A escolha do teste apropriado depende da questão biológica a ser respondida e de certas características dos dados, como a distribuição da homogeneidade das variâncias.

Testes para uma variável

Um teste simples é a comparação com os pares ot de Student. É amplamente utilizado em publicações médicas e questões de saúde. Geralmente, é usado para comparar duas amostras com um tamanho menor que 30. Assume igualdade nas variâncias e na distribuição normal. Existem variantes para amostras emparelhadas ou incompatíveis.

Se a amostra não atender ao pressuposto da distribuição normal, existem testes que são usados ​​nesses casos e são conhecidos como testes não paramétricos. Para o teste t, a alternativa não paramétrica é o teste da faixa de Wilcoxon.

A análise de variância (abreviada como ANOVA) também é amplamente utilizada e permite discernir se várias amostras diferem significativamente uma da outra. Como o teste t de Student, ele assume igualdade nas variações e distribuição normal. A alternativa não paramétrica é o teste de Kruskal-Wallis.

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Se você deseja estabelecer o relacionamento entre duas variáveis, uma correlação é aplicada. O teste paramétrico é a correlação de Pearson e o não paramétrico é a correlação de Spearman.

Testes multivariados

É comum querer estudar mais de duas variáveis, portanto, testes multivariados são muito úteis. Isso inclui estudos de regressão, análise de correlação canônica, análise discriminante, análise de variância multivariada (MANOVA), regressão logística, análise de componentes principais, etc.

Programas Mais Utilizados

A bioestatística é uma ferramenta essencial nas ciências biológicas. Essas análises são realizadas por programas especializados para análise de dados estatísticos.

SPSS

Um dos mais utilizados no mundo, no ambiente acadêmico, é o SPSS. Entre suas vantagens está o tratamento de grandes quantidades de dados e a capacidade de recodificar variáveis.

S-plus e Statistica

O S-plus é outro programa amplamente utilizado, que permite – como o SPSS – executar testes estatísticos básicos em grandes quantidades de dados. O Statistica também é bastante utilizado e é caracterizado por sua operação intuitiva e pela variedade de gráficos que oferece.

R

Hoje, a maioria dos biólogos optam por realizar suas análises estatísticas em R. Este software é caracterizado por sua versatilidade, pois novos pacotes com múltiplas funções são criados todos os dias. Diferentemente dos programas anteriores, no R você deve encontrar o pacote que executa o teste que deseja fazer e fazer o download.

Embora R pareça não ser muito amigável e fácil de usar, ele fornece uma ampla variedade de testes e funções muito úteis para biólogos. Além disso, existem certos pacotes (como o ggplot) que permitem a visualização dos dados de uma maneira muito profissional.

Referências

  1. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia da bioestatística em pacientes submetidos à cirurgia bariátrica. Editores médicos dos irmãos Jaypee.
  2. Hazra, A. & Gogtay, N. (2016). Módulo 1 da série Bioestatística: Noções básicas de bioestatística.Revista Brasileira de Dermatologia , 61 (1), 10.
  3. Saha, I. & Paul, B. (2016).Fundamentos de bioestatística: para estudantes de graduação, pós-graduação em ciências médicas, ciências biomédicas e pesquisadores . Editores acadêmicos
  4. Trapp, RG e Dawson, B. (1994). Bioestatística básica e clínica. Appleton & Lange.
  5. Zhao, Y., & Chen, DG (2018). Novas Fronteiras de Bioestatística e Bioinformática. Springer

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