Modeling in computational biology and biomedicine : a multidisciplinary endeavor

زیست‌شناسی محاسباتی، زیست‌شناسی ریاضی، زیست‌شناسی و زیست‌پزشکی به دلیل هم‌افزایی بین پیشرفت‌های فناوری و ورودی‌های فیزیک، شیمی، ریاضیات، آمار و علوم رایانه در حال حاضر پیشرفت‌های چشمگیری را پشت سر می‌گذارند. هدف این کتاب اثبات این هم افزایی با توصیف تحولات منتخب در زمینه های زیر است: بیوانفورماتیک، زیست پزشکی و علوم اعصاب.

این کار از دو جنبه منحصربه‌فرد است - اول، از نظر تنوع و مقیاس‌های سیستم‌های مورد مطالعه و دوم، با ارائه آن: هر فصل زمینه‌های بیولوژیکی یا پزشکی را ارائه می‌کند، پیشرفت‌های ریاضی یا الگوریتمی را دنبال می‌کند که توسط یک مشکل خاص است و با یک یا دو داستان موفقیت پایان می یابد، یعنی بینش های جدیدی که به لطف این پیشرفت های روش شناختی به دست آمده است. همچنین برخی از سؤالات نظری حل نشده و برجسته را برجسته می کند که تأثیر بالقوه بالایی بر این رشته ها دارد.

دو جامعه به این کتاب علاقه خاصی خواهند داشت. اولین مورد، جامعه وسیعی از ریاضیدانان کاربردی و دانشمندان کامپیوتر است، که منافع آنها باید با ارزش افزوده ایجاد شده توسط استفاده از مفاهیم و الگوریتم های پیشرفته در مسائل چالش برانگیز زیستی یا پزشکی جلب شود. دوم، جامعه به همان اندازه وسیع زیست شناسان است. چه دانشمندان و چه مهندسان، آنها در این کتاب شرح واضح و مستقلی از مفاهیم و تکنیک های ریاضیات و علوم کامپیوتر، همراه با داستان های موفقیت در سیستم های مورد علاقه خود خواهند یافت. انواع سیستم‌های توصیف شده، مجموعه‌ای از ابزارهای مفهومی مکمل را نشان می‌دهد. در سطح عملی، منابع ذکر شده در پایان هر فصل (پایگاه‌های اطلاعاتی، نرم‌افزار) پشتیبانی ارزشمندی را برای شروع یک موضوع خاص در زمینه‌های زیست پزشکی، بیوانفورماتیک و علوم اعصاب ارائه می‌دهند.

Computational biology, mathematical biology, biology and biomedicine are currently undergoing spectacular progresses due to a synergy between technological advances and inputs from physics, chemistry, mathematics, statistics and computer science. The goal of this book is to evidence this synergy by describing selected developments in the following fields: bioinformatics, biomedicine and neuroscience.

This work is unique in two respects - first, by the variety and scales of systems studied and second, by its presentation: Each chapter provides the biological or medical context, follows up with mathematical or algorithmic developments triggered by a specific problem and concludes with one or two success stories, namely new insights gained thanks to these methodological developments. It also highlights some unsolved and outstanding theoretical questions, with a potentially high impact on these disciplines.

Two communities will be particularly interested in this book. The first one is the vast community of applied mathematicians and computer scientists, whose interests should be captured by the added value generated by the application of advanced concepts and algorithms to challenging biological or medical problems. The second is the equally vast community of biologists. Whether scientists or engineers, they will find in this book a clear and self-contained account of concepts and techniques from mathematics and computer science, together with success stories on their favorite systems. The variety of systems described represents a panoply of complementary conceptual tools. On a practical level, the resources listed at the end of each chapter (databases, software) offer invaluable support for getting started on a specific topic in the fields of biomedicine, bioinformatics and neuroscience.