23. 11.
2010
Nedávno jsem dostal dotaz, svým způsobem dokonce dotaz záludný. Přitom se na první pohled může zdát, že jde o jednoduchou otázku:
"K čemu je dobrá v medicíně matematika?"
Ano, každého jistě napadne statistika, ale to je trochu málo. Navíc po lékařích se vyžaduje schopnost se statisticky zpracovanými výsledky pracovat, nikoliv je vytvářet. Tak jsem se odhodlal plivnout si do hemisfér a začít postupně vymýšlet, kde by mohla být znalost matematiky užitečná během studia medicíny. Záměrně ponechám stranou to, že studium matematiky je tříbením kritického myšlení, jasného úsudku a přesného vyjadřování. Pokud by totiž bylo přínosem pouze toto, bylo by možno stejného efektu dosáhnout třeba i studiem filozofie. Nejprve se pokusím bez nároku na úplnost zamyslet nad využitím znalosti matematiky v základních předmětech teoretického a preklinického studia. Spekulace nad klinickými obory by byly čirou fantazií, protože jedinou spolehlivou informací, kterou v tomto ohledu mám, je existence jednoho lékaře-matematika věnujícího se neurochirurgii. A to je trochu málo i pro jedince postižené mnohem větší fantazií.
Morfologické předměty, tedy makroskopická a mikroskopická normální i patologická anatomie, jsou z pohledu studenta prakticky jen popisné. Student a pozdější uživatel znalostí si bohatě vystačí se základní aritmetikou, kterou se naučil na základní škole. Postačuje, aby uměl sečíst končetiny, žebra nebo jadérka. Jediné nespecifické uplatnění matematiky, které jsem schopen vymyslet, je využití geometrií vytrénované prostorové představivosti při snaze zapamatovat si některé anatomické bonbónky, jakými je třeba fossa pterygopalatina.
Předměty hlubšího biologického základu jsou už na tom podstatně lépe, takže si dopřeji delšího cvičení prstokladu a rozepíši jednotlivě své snad jen málo zvrácené myšlenkové pochody. Abych se snad nestal příliš rozevláčným, dovolím si předměty seskupit.
Biofyzika a lékařská chemie: Zde se student bezprostředně setkává s obory, jejichž jazykem je matematika. Pravda, pouhým pohledem do učebnice se to jistě nezdá, protože je obsah přizpůsoben menším předpokládaným znalostem čtenáře. Poučený pohled však již vidí, že např. za reakční kinetikou nebo za zákonem radioaktivního rozpadu se ukrývají jednoduché diferenciální rovnice nebo za termodynamikou nějaká podezřelá statistika. Jako nejdůležitější přínos z hlediska dalšího studia bych viděl pochopení membránových jevů a reakční kinetiky. Partií matematiky, která se k tomuto hodí, je matematická analýza.
Biologie, biochemie, histologie a imunologie: Tyto obory seznamují studenta s fungováním těla na buněčné úrovni. Na první pohled by se mohlo zdát, že jde o oblasti matematiky zcela prosté - vždyť i sami molekulární biologové a imunologové jsou během svého studia matematiky prakticky ušetřeni. Jenže biochemie i imunologie se zabývají vztahy mezi velkým množstvím prvků, regulací metabolických drah, regulací imunitní odpovědi. Reprezentace, modelování a především snaha cíleně ovlivnit takový systém již není snadná. V případě molekulární biologie si rozsah informací, se kterými se pracuje, vynutil vznik nového oboru, totiž bioinformatiky. A matematika již vystrkuje růžky, tentokráte matematika diskrétní, zejména pak teorie grafů, a teorie systémů.
V této souvislosti je vhodné zmínit ještě jednu věc, totiž problematiku přístrojového vybavení pro molekulární a buněčnou biologii. Jako studentům nám bylo vtloukáno do hlavy, že je nezbytně nutné ovládat principy molekulární medicíny, protože to je medicína budoucnosti. Domnívám se, že ke znalostem principů patří i znalost principů používaných přístrojů. Rozhodně není nutné, aby student uměl kalibrovat průtokový cytometr (i když dle Mgr. J.S. jde jen o jednoduchou aplikaci lineární algebry), ale zejména v případě pokročilé mikroskopické techniky nic tak neudrží na uzdě přehnané interpretace jako pochopení toho, že výsledný obraz je při nejlepším konvolucí obrazové funkce s point spread function. A už je tu zase ta matematická analýza, neboť konvoluce je definována integrálem.
To vše lze ale chápat jako nadstavbu, snad stále platí slova prof. Zemana:
"Vykašlejte se na hydroxyl na pátém uhlíku, ten vy léčit nebudete. Vy budete léčit pacienta."
Fyziologie a patologická fyziologie: Dle mého názoru je výklad fyziologie postavený na základě precizního matematického popisu fyziologických dějů mnohem vhodnější, protože umožňuje podstatně snažší přechod k patofyziologickému myšlení. Dobrou zprávou je to, že existují učebnice, např. podle obsahu zajímavá dvojdílná kniha J.Keener, J.Sneyd: Mathematical Physiology (obsah), špatnou je to, že jsem si na tuto učebnici ještě nedokázal ušetřit. Nelze ani pomíjet ten prostý fakt, že zejména patologická fyziologie by měla integrovat poznatky mimo jiné i fyziologie, biochemie a imunologie.
Doufám, že se do nejdříve donutím napsat pokračování týkající se vztahu farmakologie a matematiky. Přeci jen jde o téma, které by si zasloužilo delší zmínku. Když už z žádného jiného důvodu tak z toho, že základy farmakokinetiky patří k obvyklému učivu.
