تشمل تطبيقات الرياضيات الحيوية جسم الإنسان من رأسه حتى أخمص قدميه ، ومن أمثلتها دراسة النماذج الرياضية للدماغ وتوصيل التيار في الخلايا العصبية وتبادل الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون في أجهزة الجسم وعمل مختلف أعضاء الإحساس (العيون والآذان) والكلى وذلك في علم وظائف الأعضاء الرياضي .
أما فرع الكيمياء الحيوية الرياضية فيهتم بدراسة ديناميكية السوائل ، التي تشمل تدفق الدم في الشرايين والأوردة وتدفق السوائل في الأذن الداخلية ، وديناميكية تدفق الغازات في الرئتين . كما تدرس الضغوط والإجهاد على العظام والعضلات .
القواعد الموضوعة من الاطباء لعلم الرياضيات
يعتمد الأطباء في عملهم اليوم على الرياضيات ، خاصة في مجال التقنيات الطبية ، وصناعة الأدوية ، والبيولوجيا الرياضية ، بحيث أصبح من غير الممكن تصور حدوث تقدم في الطب دون الرياضيات ، لأن تأثير العلاج في الجسم يعتمد إلى حد كبير على احتساب سرعة تأثير المواد المكونة للأدوية على أعضاء الجسم ، بحيث يمكن تعديل المكونات لتحقق نتائج أفضل ، وبفضل الرياضيات أمكن إنتاج أجهزة كمبيوتر لإجراء العمليات الجراحية ، والمساعدة في الوصول إلى أعضاء في الجسم دون حاجة إلى استخدام المشرط اليدوي لعمل فتحات كبيرة في الجسم ، من أجل الوصول إلى العضو المحتاج إلى العملية .
فائدة الرياضيات للطب
وتدرس الرياضيات توزيع الأدوية أو بقاياها في مختلف أجزاء نظام الجسم البشري أو الحيواني في علم الحركة الدوائية الرياضي . وتقدم النظرية الرياضية في الأمراض تحليلاً لاستخدام الطرق الرياضية في تشخيص ومعالجة أمراض معينة مثل السرطان.
أما فرع الهندسة الوراثية الرياضية فيشمل تصميم الأجهزة الطبية مثل أجهزة القلب والرئة الصناعية والأطراف الصناعية وأجهزة التصوير بالأشعة الطبقية المقطعية .
تفاصيل دراسة الرياضيات الحيوية
ولا تقتصر الرياضيات الحيوية على دراسة جسم الإنسان بل تمتد لتشمل البيئة المحيطة به ، ومن أمثلة ذلك علم الأوبئة الرياضي ، وهو يدرس انتشار الأوبئة والسيطرة عليها كذلك دراسة مشاكل التلوث من خلال علم الأحياء البيئي الرياضي ، ولا ننسى علم الاقتصاد الحيوي الرياضي الذي يشمل تحاليل تتعلق بالاستخدام الأمثل للموارد القابلة للتجديد مثل مزارع الأسماك والغابات .
وتبحث الديموغرافية الأرضية في نمو السكان وتأثير فئات العمر على حجم تعداد السكان وهكذا . أما علم الوراثة الرياضي فيبحث في انتقال الصفات الوراثية من جيل إلى جيل من خلال عمل المورثات ، وأشمل من ذلك علم الحيوان الرياضي ، الذي يبحث في نمو أعداد الكائنات الحية الدقيقة ودورها في التخمر والتحويل الحيوي للطاقة الشمسية والتخلص من الملوثات في الهندسة الصحية وغيرها كثير .
أما علم النبات الرياضي فيبحث في مشاكل مثل نمو الخلايا ونمو النباتات وأشكالها وامتصاص النباتات للأغذية ونمو الغابات والتفاعل بين الحياة النباتية والبيئة . وتعتبر العلوم المذكورة أعلاه غيضاً من فيض ، وهي علوم كاملة التطور فيها من المراجع والدراسات الكثير بدرجات متفاوتة ، من حيث مدى اختراقها للعلوم المختلفة . وحيث إن الأوضاع في علوم الحياة معقدة للغاية فهي تتطلب من الرياضيين أولاً فهم الوضع ثم تشكيل نموذج رياضي له واختزال نواتج هذا النموذج بواسطة التقنيات .
مقارنة النتائج بالمشاهدات الواقعية للرياضيات
مقارنة النتائج بالمشاهدات الواقعية يتم من خلال تكرار العملية حتى الحصول على نموذج رياضي مقبول . وكثيراً ما يتم التعاون في فرق بحثية بين الرياضيين والمختصين في العلوم المختلفة . كانت الرياضيات في كثير من فروعها ، في ما مضى تدرس للمتعة العقلية وهي متعة لايتصورها إلا من عايشها ، ومع تطور الحاسب الآلي الذي نتجت عنه تطبيقات أكبر للرياضيات ، أصبح الرياضيون يحصلون على مزيد من الرضا والمتعة لعلمهم بأن جهودهم سوف تنتج عنها الصحة والسعادة للبشرية .
أما فرع الكيمياء الحيوية الرياضية فيهتم بدراسة ديناميكية السوائل ، التي تشمل تدفق الدم في الشرايين والأوردة وتدفق السوائل في الأذن الداخلية ، وديناميكية تدفق الغازات في الرئتين . كما تدرس الضغوط والإجهاد على العظام والعضلات .
القواعد الموضوعة من الاطباء لعلم الرياضيات
يعتمد الأطباء في عملهم اليوم على الرياضيات ، خاصة في مجال التقنيات الطبية ، وصناعة الأدوية ، والبيولوجيا الرياضية ، بحيث أصبح من غير الممكن تصور حدوث تقدم في الطب دون الرياضيات ، لأن تأثير العلاج في الجسم يعتمد إلى حد كبير على احتساب سرعة تأثير المواد المكونة للأدوية على أعضاء الجسم ، بحيث يمكن تعديل المكونات لتحقق نتائج أفضل ، وبفضل الرياضيات أمكن إنتاج أجهزة كمبيوتر لإجراء العمليات الجراحية ، والمساعدة في الوصول إلى أعضاء في الجسم دون حاجة إلى استخدام المشرط اليدوي لعمل فتحات كبيرة في الجسم ، من أجل الوصول إلى العضو المحتاج إلى العملية .
فائدة الرياضيات للطب
وتدرس الرياضيات توزيع الأدوية أو بقاياها في مختلف أجزاء نظام الجسم البشري أو الحيواني في علم الحركة الدوائية الرياضي . وتقدم النظرية الرياضية في الأمراض تحليلاً لاستخدام الطرق الرياضية في تشخيص ومعالجة أمراض معينة مثل السرطان.
أما فرع الهندسة الوراثية الرياضية فيشمل تصميم الأجهزة الطبية مثل أجهزة القلب والرئة الصناعية والأطراف الصناعية وأجهزة التصوير بالأشعة الطبقية المقطعية .
تفاصيل دراسة الرياضيات الحيوية
ولا تقتصر الرياضيات الحيوية على دراسة جسم الإنسان بل تمتد لتشمل البيئة المحيطة به ، ومن أمثلة ذلك علم الأوبئة الرياضي ، وهو يدرس انتشار الأوبئة والسيطرة عليها كذلك دراسة مشاكل التلوث من خلال علم الأحياء البيئي الرياضي ، ولا ننسى علم الاقتصاد الحيوي الرياضي الذي يشمل تحاليل تتعلق بالاستخدام الأمثل للموارد القابلة للتجديد مثل مزارع الأسماك والغابات .
وتبحث الديموغرافية الأرضية في نمو السكان وتأثير فئات العمر على حجم تعداد السكان وهكذا . أما علم الوراثة الرياضي فيبحث في انتقال الصفات الوراثية من جيل إلى جيل من خلال عمل المورثات ، وأشمل من ذلك علم الحيوان الرياضي ، الذي يبحث في نمو أعداد الكائنات الحية الدقيقة ودورها في التخمر والتحويل الحيوي للطاقة الشمسية والتخلص من الملوثات في الهندسة الصحية وغيرها كثير .
أما علم النبات الرياضي فيبحث في مشاكل مثل نمو الخلايا ونمو النباتات وأشكالها وامتصاص النباتات للأغذية ونمو الغابات والتفاعل بين الحياة النباتية والبيئة . وتعتبر العلوم المذكورة أعلاه غيضاً من فيض ، وهي علوم كاملة التطور فيها من المراجع والدراسات الكثير بدرجات متفاوتة ، من حيث مدى اختراقها للعلوم المختلفة . وحيث إن الأوضاع في علوم الحياة معقدة للغاية فهي تتطلب من الرياضيين أولاً فهم الوضع ثم تشكيل نموذج رياضي له واختزال نواتج هذا النموذج بواسطة التقنيات .
مقارنة النتائج بالمشاهدات الواقعية للرياضيات
مقارنة النتائج بالمشاهدات الواقعية يتم من خلال تكرار العملية حتى الحصول على نموذج رياضي مقبول . وكثيراً ما يتم التعاون في فرق بحثية بين الرياضيين والمختصين في العلوم المختلفة . كانت الرياضيات في كثير من فروعها ، في ما مضى تدرس للمتعة العقلية وهي متعة لايتصورها إلا من عايشها ، ومع تطور الحاسب الآلي الذي نتجت عنه تطبيقات أكبر للرياضيات ، أصبح الرياضيون يحصلون على مزيد من الرضا والمتعة لعلمهم بأن جهودهم سوف تنتج عنها الصحة والسعادة للبشرية .
