Universitat Internacional de Catalunya
Anàlisi de Dades en Ciències Biomèdiques
Altres llengües d'impartició: català, castellà
Presentació
En aquests darrers anys, la biomedicina ha estat testimoni d'un enorme augment en la producció de dades de pacients, tant clíniques com moleculars. De fet, no és estrany obtenir dades de seqüenciació massiva d'un pacient i combinar-les amb els resultats de proves clíniques i amb els experiments d'expressió gènica. Tot això amb la finalitat daconseguir una millor gestió dels seus problemes de salut. Tot i això, aquest procés es veu dificultat pels volums de dades manejats. Per facilitar el processament i la comprensió d'aquestes dades, disposem d'un arsenal cada vegada més gran d'eines de representació gràfica, de reducció de dimensionalitat, etc., que permeten fer anàlisis sofisticades de dades en entorns biomèdics. En aquesta assignatura, l'estudiant familiaritzarà amb aquest arsenal d'eines i adquirirà un coneixement sòlid de les seves aplicacions.
Requisits previs
Es recomana haver cursat i superat:
Introducció a la bioinformàtica
Objectius
Conèixer les eines disponibles per al processament i comprensió de dades massives obtingudes de pacients.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- CB01 - Que els estudiants hagin demostrat que posseeixen i comprenen coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i s’acostuma a trobar en un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi.
- CB03 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica.
- CB04 - Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat.
- CB05 - Que els estudiants hagin desenvolupat les habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia.
- CE07 - Aplicar les eines estadístiques a estudis en Ciències de la Salut.
- CE19 - Reconèixer els principis de les ciències biomèdiques relacionades amb la salut i aprendre a treballar en qualsevol àmbit de les ciències biomèdiques (empresa biomèdica, laboratoris de bioinformàtica, laboratoris d'investigació, empresa d'anàlisis clíniques, etc.).
- CG07 - Integrar els conceptes bàsics relacionats amb el camp de la biomedicina tant teòrics com experimentals.
- CG10 - Dissenyar, redactar i executar projectes relacionats amb l'àrea de les ciències biomèdiques.
- CG11 - Reconèixer conceptes bàsics de diferents àmbits vinculats a les ciències biomèdiques.
- CT01 - Desenvolupar la capacitat d'organització i planificació adequades al moment.
- CT02 - Desenvolupar la capacitat per a la resolució de problemes.
- CT03 - Desenvolupar la capacitat d'anàlisi i síntesi.
- CT04 - Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- CT05 - Fer servir internet com a mitjà de comunicació i com a font d'informació.
- CT06 - Saber comunicar, fer presentacions i redactar treballs científics.
- CT07 - Ser capaç de treballar en equip.
- CT08 - Raonar i avaluar les situacions i resultats des d'un punt de vista crític i constructiu.
- CT09 - Tenir la capacitat de desenvolupar habilitats en les relacions interpersonals.
- CT10 - Ser capaç de dur a terme un aprenentatge autònom.
- CT11 - Aplicar els coneixements teòrics a la pràctica.
- CT12 - Aplicar el mètode científic.
- CT13 - Reconèixer els aspectes generals i específics relacionats amb el camp de la nutrició i envelliment.
- CT14 - Respectar els drets fonamentals d'igualtat entre homes i dones, i la promoció dels drets humans i els valors propis d'una cultura de pau i de valors democràtics.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
Com a resultat daprenentatge específic daquesta menció es contempla el següent:
- L'alumne aprendrà a analitzar grans quantitats de dades d'experiments de biologia molecular, clínica, etc., amb la finalitat de generar coneixement sobre els problemes biomèdics associats.
Continguts
1.- Preliminars. Definir els vostres objectius d'anàlisi. Recollida i neteja de dades
1.1.- Introducció a la visualització i interpretació de dades: diagrames de barres, diagrames de dispersió, diagrames de caixa, etc.
2.- Representació de dades multidimensionals en dues dimensions:
2.1.- Anàlisi de components principals (PCA).
2.2.- Tècniques recents de reducció de dimensionalitat: T-SNE i UMAP.
2.3.- Alternatives per a dades binaritzades: PCA logístic.
2.4.- Altres mètodes de reducció de dimensionalitat: Mapes de difusió, autoencoders.
3.- Clúster de dades
3.1.- Motivació. Identificació de comportaments habituals entre pacients, mostres, etc.
3.2.- Aprenentatge no supervisat: una introducció
3.3.- Principals tècniques. DBSCAN. K-significa.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Classes magistrals: exposició durant 2 hores en blocs de 50 minuts d'un tema teòric del professor.
Casos clínics o mètodes del cas (MC): Plantejament duna situació real o imaginària. Els alumnes treballen les preguntes formulades en grups reduïts o en interacció activa amb el professor i se'n discuteixen les respostes. El professor intervé activament i si cal aporta nous coneixements.
Educació virtual (EV): Material en línia que l'alumne pot consultar des de qualsevol ordinador, a qualsevol hora i que contribuirà a l'autoaprenentatge de conceptes relacionats amb l'assignatura.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
Alumnes en primera convocatòria:
Mètodes del cas: 25 %
Examen parcial: 35%
Examen final: 40%
Alumnes en segona o posterior convocatòria: la nota dels mètodes del cas es guardarà i lexamen final representarà un 75% de la nota final. Els alumnes repetidors que vulguin repetir el parcial en 3 o 5 convocatòria, podran fer-ho comunicant-ho prèviament al professor titular.
Punts generals que cal tenir en compte sobre el sistema d'avaluació:
Per poder fer mitjana, a l'examen final caldrà obtenir un 5 de nota mínima.
A més del que hem esmentat anteriorment, per aprovar l'assignatura, la mitjana de totes les qualificacions ha de ser 5 o superior.
El caràcter continuat d‟aquesta avaluació fa que no sigui possible avaluar l‟assignatura si no s‟ha participat en un 75% de les hores.
L'ús indegut d'aparells electrònics (com el registre i la difusió tant de l'alumnat com del professorat durant les diferents sessions, així com l'ús d'aquests aparells amb fins lúdics i no educatius) pot comportar l'expulsió de classe.