Understanding Complex Biological Systems with Mathematics

این جلد انواع مشکلات بیولوژیکی و پزشکی را با استفاده از مدل‌های ریاضی برای درک دینامیک سیستم پیچیده بررسی می‌کند. موضوعات برجسته عبارتند از اختلال طیف اوتیسم، انگل‌های خارجی و آلوگرم، پویایی کنه‌های آرگازید، شلیک فوق سریع نماتوسیست، پویایی جمعیت ایمنی سرطان، و گسترش بیماری در میان جمعیت‌ها. کاربردها با مدل‌های ریاضی با استفاده از تکنیک‌های مختلف در معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی، معادلات تفاوت، مدل‌های زنجیره مارکوف، شبیه‌سازی مونت کارلو، تئوری شبکه، تحلیل تصویر و روش مرز غوطه‌ور بررسی می‌شوند. هر مقاله توضیح کاملی از روش‌های مورد استفاده و جداول متعدد و تصاویر رنگی برای توضیح نتایج کلیدی ارائه می‌دهد. این جلد برای دانشجویان فارغ التحصیل و محققان علاقه مند به کاربردهای کنونی مدل های ریاضی در علوم زیستی مناسب است.

تحقیق ارائه شده در این جلد در میان گروه های مشترک تازه تشکیل شده در کارگاه زیست شناسی ریاضی پیشرو زنان در سال 2017 آغاز شد. محل در موسسه علوم زیستی ریاضی در کلمبوس، اوهایو. گروه ها یک هفته فشرده در MBI کار کردند و بعد از کارگاه به همکاری خود ادامه دادند که نتیجه کار ارائه شده در این جلد شد.

This volume examines a variety of biological and medical problems using mathematical models to understand complex system dynamics. Featured topics include autism spectrum disorder, ectoparasites and allogrooming, argasid ticks dynamics, super-fast nematocyst firing, cancer-immune population dynamics, and the spread of disease through populations. Applications are investigated with mathematical models using a variety of techniques in ordinary and partial differential equations, difference equations, Markov-chain models, Monte-Carlo simulations, network theory, image analysis, and immersed boundary method. Each article offers a thorough explanation of the methodologies used and numerous tables and color illustrations to explain key results. This volume is suitable for graduate students and researchers interested in current applications of mathematical models in the biosciences.

The research featured in this volume began among newly-formed collaborative groups at the 2017 Women Advancing Mathematical Biology Workshop that took place at the Mathematical Biosciences Institute in Columbus, Ohio. The groups spent one intensive week working at MBI and continued their collaborations after the workshop, resulting in the work presented in this volume.