Toán học và lý thuyết sinh học là một lĩnh vực nghiên cứu liên ngành khoa học với một loạt các ứng dụng. Các lĩnh vực này đôi khi được gọi là sinh học toán học hoặc biomathematics để nhấn mạnh mặt toán học, hoặc lý thuyết sinh học để nhấn mạnh mặt sinh học. Sinh học lý thuyết tập trung vào việc phát triển các nguyên tắc lý thuyết cho sinh học, trong khi sinh học toán học tập trung vào việc sử dụng các công cụ toán học để nghiên cứu các hệ thống sinh học, mặc dù hai thuật ngữ này đôi khi được thay đổi. [2] [3] Toán học sinh học nhằm mục đích mô tả toán học, điều trị và mô hình hóa các quá trình sinh học, sử dụng các kỹ thuật và công cụ của toán học ứng dụng. Nó có cả ứng dụng lý thuyết và thực tiễn trong nghiên cứu sinh học, sinh học và công nghệ sinh học. Mô tả các hệ thống một cách định lượng có nghĩa là hành vi của chúng có thể được mô phỏng tốt hơn, và do đó tính chất có thể được dự đoán rằng có thể không hiển nhiên đối với thí nghiệm. Điều này đòi hỏi mô hình toán học chính xác.
Toán học sinh học sử dụng nhiều thành phần của toán học, và đã góp phần phát triển các kỹ thuật mới
Lịch sử
Lịch sử sớm
Toán học đã được áp dụng cho sinh học từ thế kỷ 19.
Fritz Müller mô tả những lợi ích tiến hóa của cái được gọi là mô phỏng Müller vào năm 1879, trong một tài khoản đáng chú ý là lần đầu tiên sử dụng một luận cứ toán học trong sinh thái tiến hóa để cho thấy tác động của việc chọn lọc tự nhiên mạnh như thế nào, trừ khi có một cuộc thảo luận về Malthus ảnh hưởng của tăng trưởng dân số ảnh hưởng đến Charles Darwin: Malthus lập luận rằng sự phát triển sẽ là “hình học” trong khi các nguồn lực (năng lực vận chuyển của môi trường) chỉ có thể tăng lên về số học.
Một văn bản ban đầu được gọi là On Growth and Form (D’Arcy Thompson, năm 1917), và các nhà tiên phong khác bao gồm Ronald Fisher, Hans Leo Przibram, Nicolas Rashevsky và Vito Volterra
Tăng trưởng gần đây
Sự quan tâm trong lĩnh vực này đã phát triển nhanh chóng từ những năm 1960 trở đi. Một số lý do cho điều này bao gồm:
Sự tăng trưởng nhanh chóng của bộ thông tin dữ liệu phong phú, do cuộc cách mạng gen, đó là khó hiểu mà không cần dùng công cụ phân tích
Sự phát triển gần đây của các công cụ toán học như lý thuyết hỗn độn để giúp hiểu các cơ chế phức tạp, phi tuyến tính trong sinh học
Tăng sức mạnh tính toán, tạo điều kiện cho tính toán và mô phỏng trước đây không thể
Sự quan tâm ngày càng tăng đối với thí nghiệm silic do các cân nhắc về đạo đức, rủi ro, sự không đáng tin cậy và các biến chứng khác liên quan đến nghiên cứu con người và động vật
Các lĩnh vực nghiên cứu
Một số lĩnh vực nghiên cứu chuyên toán sinh học cũng như liên kết bên ngoài cho các dự án có liên quan trong các trường đại học khác nhau được chính xác trình bày trong các phần dưới đây, bao gồm Cũng là một số lượng lớn các xác nhận hợp lệ các tài liệu tham khảo từ một danh sách của hàng ngàn tác giả được xuất bản đóng góp vào lĩnh vực này. Nhiều người trong số những ví dụ bao gồm được đặc trưng bởi rất phức tạp, phi tuyến, và các cơ chế supercomplex, vì nó đã được càng nhận ra rằng kết quả của sự tương tác như thế chỉ có thể được hiểu thông qua một sự kết hợp của toán học, logic, vật lý / hóa chất, phân tử và các mô hình tính toán. Do sự đa dạng rộng của kiến thức cụ thể có liên quan, nghiên cứu biomathematical thường được thực hiện trong sự hợp tác giữa các nhà toán học, biomathematicians, nhà sinh vật học lý thuyết, bioinformaticians, biostatisticians, nhà vật lý, biophysicists, nhà sinh hóa học, kỹ sư sinh học, kỹ sư, nhà sinh vật học, sinh lý học, các bác sĩ nghiên cứu, các nhà nghiên cứu y sinh học, chuyên gia ung thư , các nhà sinh học phân tử, nhà di truyền học, các nhà phôi học, nhà động vật học, nhà hóa học, v.v.