تتضمن تطبيقات الرياضيات الحيوية دراسة جسم الإنسان من الرأس إلى أصابع القدمين، ومن الأمثلة عليها دراسة النماذج الرياضية للدماغ وتوصيل التيار في الخلايا العصبية وتبادل الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون في أجهزة الجسم ووظائف الأعضاء المختلفة مثل العيون والآذان والكلى، ويتم ذلك في مجال الأعضاء الرياضية .
يهتم فرع الكيمياء الحيوية الرياضية بدراسة ديناميكية السوائل، والتي تشمل تدفق الدم في الشرايين والأوردة، وتدفق السوائل في الأذن الداخلية، وديناميكية تدفق الغازات في الرئتين، كما يدرس الضغوط والإجهاد على العضلات والعظام .
القواعد الموضوعة من الاطباء لعلم الرياضيات
يعتمد الأطباء في عملهم اليوم على الرياضيات، وخاصة في مجال التقنيات الطبية وصناعة الأدوية والبيولوجيا الرياضية. ومن غير الممكن تصور تقدما في الطب دون الرياضيات، لأن تأثير العلاج في الجسم يعتمد بشكل كبير على حساب سرعة تأثير المواد المكونة للأدوية على أعضاء الجسم. بواسطة الرياضيات، يمكن تعديل المكونات لتحقيق نتائج أفضل، وأصبح بفضل الرياضيات من الممكن إنتاج أجهزة كمبيوتر لإجراء العمليات الجراحية، والوصول إلى الأعضاء في الجسم دون الحاجة إلى استخدام المشرط اليدوي لعمل فتحات كبيرة في الجسم من أجل الوصول إلى العضو المحتاج للعملية .
فائدة الرياضيات للطب
وتدرس الرياضيات توزيع الأدوية أو بقاياها في أجزاء مختلفة من نظام الجسم البشري أو الحيواني في علم الحركة الدوائية الرياضي. وتقدم النظرية الرياضية في الأمراض تحليلا لاستخدام الطرق الرياضية في تشخيص ومعالجة أمراض معينة مثل السرطان.
يتضمن فرع الهندسة الوراثية التصميم الهندسي للأجهزة الطبية مثل أجهزة القلب والرئة الصناعية والأطراف الصناعية وأجهزة التصوير بالأشعة الطبقية المقطعية .
تفاصيل دراسة الرياضيات الحيوية
لا تقتصر الرياضيات التطبيقية على دراسة جسم الإنسان فقط، بل تمتد لتشمل البيئة المحيطة به. على سبيل المثال، علم الأوبئة الرياضي يدرس انتشار الأمراض وسبل السيطرة عليها، وكذلك دراسة مشكلات التلوث من خلال علم البيولوجيا البيئية التطبيقية. ولا ننسى الاقتصاد البيولوجي التطبيقي الذي يتعامل مع تحليل الاستخدام المستدام للموارد مثل مزارع الأسماك والغابات .
يتناول علم الديموغرافيا الأرضية نمو السكان وتأثير فئات العمر على عدد السكان، بينما يتناول علم الوراثة الرياضي نقل الصفات الوراثية من جيل إلى جيل وكيفية عمل المورثات، ويشمل أيضا علم الحيوان الرياضي الذي يدرس نمو الكائنات الحية الدقيقة ودورها في التخمر والتحويل الحيوي للطاقة الشمسية والتخلص من الملوثات في الهندسة الصحية وغيرها الكثير .
يهتم علم النبات الرياضي بالمسائل المتعلقة بنمو الخلايا والنباتات وأشكالها، وكيفية امتصاص النباتات للغذاء، ونمو الغابات، والتفاعل بين الحياة النباتية والبيئة. وتعتبر هذه العلوم متنوعة ومتطورة، وتشمل العديد من المراجع والدراسات التي تختلف في درجات التفاوت، وتعتمد على تخصصات مختلفة. ونظرا لتعقيد الأوضاع في علوم الحياة، فإن الرياضيين يحتاجون أولا إلى فهم هذه الأوضاع ومن ثم تصميم نموذج رياضي يمكن استخدامه لتلخيص النتائج باستخدام التقنيات المختلفة .
مقارنة النتائج بالمشاهدات الواقعية للرياضيات
يتم مقارنة النتائج مع المشاهدات الواقعية من خلال تكرار العملية حتى الحصول على نموذج رياضي مقبول. يتعاون الرياضيون والمختصون في العلوم المختلفة في فرق بحثية كثيرا. كانت الرياضيات في ما مضى تدرس للمتعة العقلية وكانت متعة لا يمكن تصورها إلا من عاشها، ومع تطور الحاسوب الآلي والتطبيقات الأكبر للرياضيات، أصبح الرياضيون يحصلون على مزيد من الرضا والمتعة لمعرفتهم بأن جهودهم ستنتج الصحة والسعادة للبشرية .