المعهد الوطني للتكامل الرياضي والبيولوجي

المعهد الوطني للتكامل الرياضي والبيولوجي هو معهد بحثي متخصص في علوم الرياضيات والأحياء ، ويقع في حرم جامعة تينيسي في نوكسفيل. يُعرف المعهد اختصارًا باسم NIMBioS (يُنطق نيم-بوس)، وهو مركز تكامل تابع للمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)، مدعوم من خلال مديرية العلوم البيولوجية التابعة للمؤسسة عبر اتفاقية تعاون مع جامعة تينيسي في نوكسفيل، بقيمة إجمالية تزيد عن 35 مليون دولار على مدى عشر سنوات.

افتُتح المعهد في سبتمبر 2008، بدعم إضافي من وزارة الأمن الداخلي الأمريكية ووزارة الزراعة الأمريكية . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

منذ مارس 2009 عندما بدأت برامج NIMBioS رسميًا، شارك أكثر من 5000 فرد من أكثر من 50 دولة وكل ولاية أمريكية في أنشطة بحثية وتعليمية متنوعة.

تتمثل الأهداف الرئيسية لـ NIMBios فيما يلي:

• لمعالجة الأسئلة البيولوجية الرئيسية باستخدام مناهج متعددة التخصصات في علم الأحياء الرياضي
• لتعزيز تطوير كادر من الباحثين القادرين على تصور والمشاركة في روابط إبداعية وتعاونية بين التخصصات.

لتحقيق أهدافها، يدعم معهد NIMBioS مجموعة واسعة من الأنشطة البحثية والتوعوية/التعليمية المصممة لتيسير التفاعل بين علماء الرياضيات وعلماء الأحياء للتوصل إلى حلول مبتكرة للمشاكل البيئية. وتتمثل الآليتان الرئيسيتان للبحث في مجموعات العمل وورش العمل الاستقصائية. تتألف مجموعات العمل من 10 إلى 15 مشاركًا مدعوًا، ويركزون على مسائل محددة تتعلق بالبيولوجيا الرياضية. وتجتمع كل مجموعة عادةً في المعهد مرتين أو ثلاث مرات على مدار عامين. أما ورش العمل الاستقصائية، فقد تضم من 30 إلى 40 مشاركًا، بعضهم مدعو من قبل المنظمين، والبعض الآخر يتم قبوله من خلال عملية تقديم مفتوحة. وتتميز ورش العمل بنطاقها العام، وقد تؤدي إلى تشكيل مجموعات عمل. كما يقدم معهد NIMBioS الدعم لزملاء ما بعد الدكتوراه، والباحثين في الإجازات التفرغية، والزوار لفترات قصيرة، ومساعدي البحث من طلاب الدراسات العليا، وأعضاء هيئة التدريس المتعاونين في جامعة تكساس.

يركز معهد NIMBioS بشكل خاص على نمذجة الأمراض المعدية الحيوانية، مثل متلازمة الأنف الأبيض في الخفافيش، وفيروس داء الكلب الكاذب في الخنازير البرية، وداء المقوسات في القطط، والملاريا المنقولة عن طريق البعوض. وبصفته مركزًا دوليًا رائدًا في نمذجة الأمراض المعدية الحيوانية، فقد أسهم NIMBioS إسهامًا كبيرًا في تلبية الاحتياجات العالمية لتحليل الانتشار المحتمل للأمراض التي تنتقل من الحيوانات إلى البشر، وتأثيرها، وكيفية مكافحتها، مثل فيروس غرب النيل ، والجمرة الخبيثة ، وإنفلونزا الخنازير ، وجنون البقر. ^{[ 3 ]} كما يتعاون NIMBioS مع منتزه غريت سموكي ماونتينز الوطني لتطوير أساليب ذات أهمية خاصة لإدارة المناطق الطبيعية، قابلة للتطبيق في العديد من المواقع في الولايات المتحدة.

يشجع معهد NIMBioS المشاركة متعددة التخصصات في جميع أنشطته. وقد شمل المشاركون في NIMBioS علماء الأحياء السلوكية، وعلماء البيئة، وعلماء الأحياء التطورية، وعلماء الحوسبة، وعلماء الأنثروبولوجيا ، وعلماء الوراثة ، وعلماء النفس ، وعلماء المعلوماتية الحيوية، وعلماء الرياضيات، وعلماء الإحصاء، والأطباء البيطريين ، وعلماء الأوبئة ، وعلماء الأحياء البرية.

يُقدّم معهد NIMBioS برنامجًا تعليميًا وتوعويًا نشطًا يستهدف المتعلمين من جميع الأعمار، بدءًا من طلاب المدارس الابتدائية وصولًا إلى طلاب الجامعات والدراسات العليا، بالإضافة إلى عامة الجمهور. وينظم المعهد برنامجًا صيفيًا للبحث العلمي لطلاب البكالوريوس والمعلمين لمدة ثمانية أسابيع كل صيف. ويقيم المشاركون في الحرم الجامعي ويجرون أبحاثًا ضمن فرق تضم أساتذة من جامعة تكساس، وباحثين من معهد NIMBioS، ومتعاونين آخرين، في مشاريع تجمع بين الرياضيات وعلم الأحياء. كما يستضيف المعهد مؤتمرًا سنويًا لأبحاث طلاب البكالوريوس في مجال علم الأحياء والرياضيات كل خريف، يتضمن عروضًا تقديمية وملصقات علمية من الطلاب، بالإضافة إلى حلقات نقاش. وتشمل برامج طلاب الدراسات العليا زمالة الطلاب الزائرين، التي تُتيح التدريب والزيارات البحثية لمدة تصل إلى عدة أشهر لطلاب الدراسات العليا المهتمين بمتابعة الأبحاث مع كبار موظفي المعهد، أو زملاء ما بعد الدكتوراه، أو المشاركين في مجموعات العمل.

يقدم NIMBioS مستويات مختلفة من ورش العمل التعليمية المصممة لتنوير علماء الأحياء حول الأساليب الكمية الرئيسية، مثل التحكم الأمثل والتحسين أو أساليب الحوسبة عالية الأداء لتحليل المشكلات البيولوجية التي تنطوي على مجموعات بيانات كبيرة ومعلومات مكانية وديناميكيات.

تتولى نينا هـ. فيفرمان ، أستاذة علم البيئة وعلم الأحياء التطوري والرياضيات في جامعة تكساس، إدارة مركز NIMBioS. وكان لويس ج. غروس ، أستاذ علم البيئة وعلم الأحياء التطوري والرياضيات في جامعة تكساس، المدير السابق للمركز. ويضم فريق قيادة NIMBioS أيضًا مديرين مساعدين ونائبًا للمدير. ويحظى المركز بمجلس استشاري خارجي من مؤسسات أكاديمية من مختلف أنحاء العالم. إضافةً إلى ذلك، يضم NIMBioS فريقًا من كبار الموظفين يتألف من أعضاء هيئة التدريس في جامعة تكساس وعلماء من مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL)، فضلًا عن مجموعة من المتعاونين من أعضاء هيئة التدريس والموظفين من جامعة تكساس ومختبر أوك ريدج الوطني.

نشأت الحاجة إلى المعهد نتيجةً للنمو الكبير الذي شهده مجال البيولوجيا الرياضية خلال العقد الماضي، حيث أصبح البحث مرتبطًا بشكل أوثق بالملاحظة والتجربة. فبدلاً من البدء من المفاهيم الرياضية المجردة، أصبح من الشائع الآن أن يقوم الباحثون بما يلي:

1. ابدأ بالملاحظات؛
2. استخدم هذه المعلومات لاقتراح أساليب وأدوات ونماذج واعدة؛ و
3. انتقل إلى التحليل والمحاكاة والتقييم والتطبيق.

في جميع مجالات علوم الحياة التي ساهمت فيها الرياضيات برؤى جديدة، يتم استخدام البيانات بشكل متزايد لتركيز النماذج المفاهيمية كخطوة أولى في صياغة المشكلة.

يتضمن موقع NIMBioS الإلكتروني وصفًا لمجموعات العمل، وورش العمل البحثية، وزمالات ما بعد الدكتوراه، والإجازات الدراسية، والزيارات قصيرة الأجل، ومساعدات الدراسات العليا، ووظائف أعضاء هيئة التدريس، بالإضافة إلى معلومات حول كيفية تقديم طلبات الدعم. كما يُعرّف الموقع بفرص التعليم والتوعية المتاحة لطلاب المرحلة الجامعية، والمعلمين، وطلاب المراحل الدراسية من الروضة وحتى الصف الثاني عشر. ويحتوي الموقع أيضًا على مكتبة فيديو شاملة تتضمن مقابلات مع علماء زائرين، وندوات تعليمية كاملة، وورش عمل، وتقارير علمية قصيرة.

في الفترة من عام 2010 إلى عام 2012، رعى المعهد الوطني لعلوم الأحياء (NIMBioS)، بالتعاون مع صندوق جيمس آر. كوكس التابع لجامعة تكساس، برنامجًا لإقامة كتّاب الأغاني بهدف تشجيع تأليف وإنتاج أغاني تتناول أفكارًا متعلقة بعلم الأحياء الحديث وحياة العلماء الذين يجرون أبحاثًا في هذا المجال. وقد تم دعم خمسة كتّاب أغاني، حيث قام كل منهم بتأليف وإنتاج أغنيتين على الأقل خلال فترة إقامته التي امتدت لأربعة أسابيع.

• المعهد الوطني للتكامل الرياضي والبيولوجي: الموقع الرسمي www.nimbios.org