html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Учет социально-экономических классов повысил точность моделей распространения эпидемий


David Soriano-Paños et al./ Physical Review X, 2018

Испанские физики разработали новую статистическую модель для прогноза распространения глобальных эпидемий. Они разделили описываемую популяцию на подгруппы не только по пространственному принципу, но и по социально-экономическому статусу, что позволяет учесть возможное различия в мобильности и основных маршрутах перемещений у людей из разных групп. Такая модель позволяет точнее описать механизмы превращения локальной вспышки инфекции в пандемию и в будущем поможет позволить разработать более эффективные методы для борьбы с эпидемиями, пишут ученые в Physical Review X.

Опыт всех последних крупных эпидемий — вируса свиного гриппа в 2009 году, лихорадки Эбола в 2014 году или лихорадки Зика в 2015 году — показывает, что в современном мире из-за роста мобильности людей вспышки заболеваний очень быстро переходят от стадии заражения в отдельном регионе до широкого распространения по городу, континенту или всей планете. Чтобы вспышка не приобретала характер пандемии, бороться с ней необходимо на ранних стадиях.

Сейчас для борьбы с эпидемиями ученые используют математические модели, определяя наиболее вероятные пути переноса инфекции. Как правило, эти модели описывают статистические системы, состоящие из большого числа взаимодействующих элементов, которые разделены в пространстве на отдельные группы и могут переходить из одной группы в другую, с некоторой вероятностью перенося туда заболевание. При этом большинство подобных моделей используют для описания взаимодействия между элементами групп методы теории среднего поля, которые представляют суммарное влияния большого количества соседних элементов в сложной системе в виде единого общего поля. Это не всегда позволяет исследовать детали исследуемого процесса, например возможность отличия элементов одной пространственной группы по мобильности и вероятности переноса эпидемии.

Чтобы учесть возможные различия в возрасте и социально-экономическом статусе у людей, проживающих в одном и том же месте, испанские физики под руководством Хесуса Гомеса-Гарданьеса (Jesus Gómez-Gardeñes) из Университета Сарагосы предложили использовать для описания таких систем многослойные модели метапопуляций. Как и в предыдущих статистических моделях, использованный подход рассматривает популяцию, в которой распространяется эпидемия как глобальную систему из большого числа элементов, которые могут перемещаться по определенному количеству узлов, взаимодействуя друг с другом. Вся популяция подразделяется но некоторое количество подгрупп, и элементы при определенных условиях могут переходить из одной подгруппы в другую. Если изначально заражение происходит локально (только в одной подгруппе), то однако из-за возможности обмена между группами, она может распространяться и на другие подгруппы.

Принципиальная схема одного цикла работы модели

David Soriano-Paños et al./ Physical Review X, 2018

Структура слоев статистической модели

David Soriano-Paños et al./ Physical Review X, 2018

Однако, в отличие от предыдущих моделей, предложенная схема рассматривает не только пространственное разделение подгрупп в популяции, но также учитывает различия в подвижности элементов из разных социально-экономических подклассов. Для этого популяция дополнительно делится на несколько слоев с различными вероятностными параметрами. Эволюция всей метапопуляции происходит по циклической схеме, включающей три стадии: перемещение элементов между группами, взаимодействия и возвращения в исходное положение. При этом взаимодействие между слоями внутри групп происходит за счет механизмов социального перемешивания, а вероятность перемещения в другую группу для каждого из слоев разная.

Оказалось, что в такой системе соотношение вероятностей взаимодействия между социально-экономическими «слоями» внутри групп и мобильностью людей из разных слоев между группами оказывается принципиальным с точки зрения распространения эпидемии. Переход эпидемии из локальной стадии к стадии пандемии происходит при определенном пороговом соотношении этих параметров. Полученные аналитические ученые подтвердили с помощью численного моделирования методом Монте-Карло.

Также работоспособность предложенного подхода авторы исследования проверили, смоделировав возможное распространение эпидемия в колумбийском городе Медельин. Население Медельина разделили на шесть социально-экономических классов, которые сосуществуют в едином пространстве, но при этом различаются по подвижности и основным маршрутам передвижений. В результате, например, оказалось, что для этой системы (со слабым социальным перемешиванием) переход от локальной к глобальной стадиям эпидемии происходит скачком.

Шесть социально-экономических классов в Медельине и основные маршруты их перемещений по городу. Каждая из этих карт использовалась в качестве одного из слоев статистической модели

David Soriano-Paños et al./ Physical Review X, 2018

Ученые считают, что предложенная ими модель поможет разработать более эффективные методы для борьбы с эпидемиями, которые помогают остановить их распространение на ранних стадиях. При этом физики отмечают, что их статистическая модель использует аналитические методы и поэтому не требует затратных компьютерных вычислений.

Математическое моделирование — один из наиболее эффективных способов исследования распространяющихся эпидемий. Например, именно с помощью моделирования удалось определить, что основными переносчиками чумы во время европейской пандемии в XIV–XIX веках были человеческие вши и блохи, а не паразиты грызунов. Другая модель помогла спрогнозировать масштабы и географию распространения вируса Зика, а также его влияние на развитие микроцефалии у новорожденных. Часто для разработки новых подходов к моделированию эпидемий используются игровые подходы, с помощью которых физики исследуют, например, вероятность зомби-апокалипсиса (1, 2).

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • физика
          • эволюция
          • ученые
          • университет
          • исследования
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции