ریاضیات در بیوانفورماتیک و مدل سازی ریاضی بیماری ها (Mathematical Biology & Bioinformatics)

گسترش علوم زیستی در دهه های اخیر موجب تولید حجم عظیمی از داده های ژنتیکی، مولکولی، سلولی و بالینی شده است. تحلیل این داده ها بدون بهره گیری از روش های ریاضی و محاسباتی امکان پذیر نیست. بیوانفورماتیک به عنوان حوزه ای میان رشته ای، با استفاده از ریاضیات، آمار، علوم رایانه و زیست شناسی به سازمان دهی، تحلیل و تفسیر داده های زیستی می پردازد. از سوی دیگر، مدل سازی ریاضی بیماری ها امکان بررسی رفتار بیماری ها، پیش بینی روند گسترش آن ها و ارزیابی اثربخشی راهبردهای درمانی و پیشگیرانه را فراهم می سازد. استفاده از معادلات دیفرانسیل، نظریه احتمالات، مدل های آماری، شبکه های پیچیده و الگوریتم های یادگیری ماشین نقش مهمی در شناخت سازوکار بیماری ها ایفا می کند. هدف این پژوهش بررسی نقش ریاضیات در توسعه بیوانفورماتیک و کاربرد آن در مدل سازی بیماری ها است. نتایج مطالعات نشان می دهد که روش های ریاضی نه تنها در تحلیل داده های ژنومی و پروتئومی موثر هستند، بلکه در پیش بینی اپیدمی ها، طراحی داروها، پزشکی شخصی سازی شده و تصمیم گیری های نظام سلامت نیز کاربرد گسترده ای دارند. همچنین توسعه مدل های ریاضی دقیق می تواند موجب کاهش هزینه های تحقیقاتی، افزایش سرعت کشف درمان های جدید و بهبود مدیریت بیماری های واگیردار و غیرواگیردار شود (محمدی، ۱۳۹۹؛ رضایی، ۱۴۰۰).

کلیدواژه ها:

بیوانفورماتیک ، زیست ریاضی ، مدل سازی ریاضی ، بیماری های عفونی ، ژنومیک ، اپیدمیولوژی ، تحلیل داده های زیستی ، سیستم های پیچیده