BIOESTATÍSTICA: HISTÓRIA, CAMPO DE ESTUDO E APLICAÇÕES - BIOLOGIA - 2025

A bioestatística é uma ciência que faz parte da estatística, sendo aplicada a outras disciplinas do campo da biologia e da medicina, principalmente.

A Biologia é um extenso campo responsável por estudar a enorme variedade de formas de vida que existem na Terra - vírus, animais, plantas, etc. - de diferentes pontos de vista.

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

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

A Bioestatística possui uma ampla série de subespecialidades em biologia molecular, genética, estudos agrícolas, pesquisa animal - tanto no campo quanto no laboratório, tratamentos clínicos em humanos, entre outros.

História

Em meados do século XVII, surgiu a moderna teoria estatística com a introdução da teoria da probabilidade e da teoria dos jogos e azar, desenvolvidas por pensadores da França, Alemanha e Inglaterra. A teoria da probabilidade é um conceito crítico e é considerada a "espinha dorsal" da estatística moderna.

Alguns dos contribuintes mais notáveis ​​no campo da bioestatística e estatísticas em geral estão listados abaixo:

James Bernoulli

Bernoulli foi um importante cientista e matemático suíço de sua época. Bernoulli é creditado com o primeiro tratado sobre a teoria da probabilidade e a distribuição binomial. Sua obra-prima foi publicada por seu sobrinho em 1713 e é intitulada Ars Conjectandi.

Johann Carl Friedrich Gauss

Gauss é um dos cientistas mais destacados da estatística. Desde muito cedo mostrou-se uma criança prodígio, dando-se a conhecer no meio científico desde que era ainda um jovem estudante do ensino secundário.

Uma de suas contribuições mais importantes para a ciência foi a obra Disquisitiones arithmeticae, publicada 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 da medicina que envolveu o uso de métodos estatísticos é atribuído ao médico Pierre Charles-Alexandre Louis, natural da França. Ele aplicou o método numérico aos estudos relacionados à tuberculose, tendo um impacto significativo nos estudantes de medicina da época.

O estudo motivou outros médicos a usarem métodos estatísticos em suas pesquisas, o que enriqueceu muito as disciplinas, principalmente as relacionadas à epidemiologia.

Francis Galton

Francis Galton foi um personagem que teve 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 do primo com a sociedade, no que se chamava darwinismo social.

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

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

Ronald Fisher

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

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

Anos mais tarde, com a redescoberta das obras de Gregor Mendel, um grupo de cientistas desenvolveu a síntese moderna da evolução, fundindo os dois corpos de conhecimento: a teoria da evolução por seleção natural e as leis da hereditariedade..

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

A síntese trouxe consigo um novo legado em bioestatística, e as técnicas desenvolvidas têm sido fundamentais para a biologia. Dentre eles, destacam-se a distribuição amostral, a variância, a análise de variância e o 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 desenho e execução de experimentos científicos que são realizados em seres vivos, na aquisição e análise dos dados obtidos por meio de tais experimentos, e na posterior interpretação e apresentação de os resultados das análises.

Uma vez que as ciências biológicas abrangem uma extensa série de objetivos de estudo, a bioestatística deve ser igualmente diversa e consegue envolver a variedade de tópicos que a biologia visa estudar, caracterizar e analisar formas de vida.

Formulários

As aplicações da bioestatística são extremamente variadas. A aplicação de métodos estatísticos é uma etapa intrínseca do método científico, portanto, qualquer pesquisador deve combinar 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 usado 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 de trabalhos puramente descritivos, a pesquisa em ciências biológicas requer uma interpretação dos resultados, para a qual a aplicação de testes estatísticos é necessária.

As estatísticas nos permitem saber se as diferenças que observamos nos sistemas biológicos se devem ao acaso, ou se refletem diferenças significativas que devem ser levadas em consideração.

Da mesma forma, permite a criação de modelos para prever o comportamento de alguma variável, aplicando correlações, por exemplo.

Testes básicos

Em biologia, uma série de testes que são freqüentemente feitos em pesquisas podem ser especificados. A escolha do teste adequado depende da questão biológica a ser respondida e de certas características dos dados, como sua distribuição de homogeneidade de variâncias.

Testa para uma variável

Um teste simples é a comparação de pares t de Student. É amplamente utilizado em publicações médicas e em questões de saúde. Geralmente, é utilizado para comparar duas amostras com tamanho menor que 30. Supõe igualdade nas variâncias e distribuição normal. Existem variantes para amostras emparelhadas ou não.

Se a amostra não atender à suposição 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 de classificação de Wilcoxon.

A análise de variância (abreviada como ANOVA) também é amplamente usada e permite discernir se várias amostras diferem significativamente umas das outras. Como o teste t de Student, ele assume igualdade nas variâncias e distribuição normal. A alternativa não paramétrica é o teste de Kruskal-Wallis.

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

Testes multivariados

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

Programas mais usados

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

SPSS

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

S-plus e Statistica

S-plus é outro programa amplamente utilizado, que permite - como o SPSS - realizar testes estatísticos básicos em grandes quantidades de dados. Statistica também é amplamente utilizado e se caracteriza por seu manuseio intuitivo e pela variedade de gráficos que oferece.

R

Hoje, a maioria dos biólogos opta por realizar suas análises estatísticas em R. Este software se caracteriza por sua versatilidade, pois novos pacotes com múltiplas funções são criados todos os dias. Ao contrário dos programas anteriores, no R você deve encontrar o pacote que realiza o teste que deseja fazer e baixá-lo.

Embora R possa não parecer muito amigável e amigável, ele fornece uma ampla variedade de testes e funções úteis para biólogos. Além disso, existem alguns pacotes (como o ggplot) que permitem a visualização dos dados de uma forma muito profissional.

Referências

1. Bali, J. (2017) Basics of Biostatistics: A Manual for Medical Practitioners. Jaypee Brothers Medical Publishers.
2. Hazra, A., & Gogtay, N. (2016). Módulo 1 da série de bioestatística: Noções básicas de bioestatística. Jornal indiano de dermatologia, 61 (1), 10.
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4. Trapp, RG e Dawson, B. (1994). Bioestatística básica e clínica. Appleton & Lange.
5. Zhao, Y., & Chen, DG (2018). Novas Fronteiras da Bioestatística e Bioinformática. Springer.