Matematik viser, hvordan menneskelig adfærd spreder smitsomme sygdomme

Matematik kan hjælpe sundhedspersonale med bedre at forstå og påvirke menneskelig adfærd, der fører til spredning af smitsomme sygdomme, ifølge en undersøgelse fra University of Waterloo.

Nuværende modeller, der bruges til at forudsige fremkomsten og udviklingen af ​​patogener i værtspopulationer, inkluderer ikke social adfærd.

"Vi har en tendens til at behandle sygdomssystemer isoleret fra sociale systemer, og vi tænker ikke ofte på, hvordan de forbinder hinanden, eller påvirke hinanden, " sagde Chris Bauch, medforfatter og professor ved Institut for Anvendt Matematik ved Waterloo. "Dette giver os en bedre forståelse af, hvordan sociale reaktioner på infektionssygdomme kan påvirke, hvilke stammer der bliver fremtrædende i befolkningen."

Ved at tilføje dynamiske sociale interaktioner til de modeller, der allerede bruges til sygdomsudbrud og evolution, forskere kunne bedre forudse, hvordan en virulent patogenstamme kan opstå baseret på, hvordan mennesker forsøger at kontrollere spredningen af ​​sygdommen. Denne nye tilføjelse til sygdomsmodellering kunne give forskere mulighed for bedre at forhindre uønskede udfald, såsom farligere mutantstammer fra at udvikle sig og sprede sig.

Den sociale modellering kan påvirke folkesundhedens reaktioner på nye infektionssygdomme som ebola og alvorligt akut respiratorisk syndrom (SARS). Menneskelig adfærd under disse udbrud ændrer sig ofte dramatisk under udbruddet. Folk kan begynde at bruge ansigtsmasker, eller stoppe med at bruge dem før tid. Også, offentlig frygt for patogenerne kan ende med at drive den forkerte type adfærd, hvis offentlighedens oplysninger er forkerte. Modelleringen kunne hjælpe folkesundhedsresponser med at navigere og bedre kanalisere denne slags befolkningsresponser,

Bauch og hans medforfatter Joe Pharaon formulerede den nye matematiske model til at studere indflydelsen af ​​social adfærd på konkurrencen mellem patogenstammer med forskellig virulens. Ved hjælp af computersimuleringer, de analyserede, hvordan modellen opførte sig under forskellige mulige scenarier, der kunne opstå for befolkninger, for at udforske logikken i hypotesen om, at social adfærd spiller en rolle i udviklingen af ​​stammen.

"Menneskelig adfærd spiller en stor rolle i spredningen og udviklingen af ​​en infektionssygdom, " sagde Faraon, en ph.d. kandidat ved Waterloo's Matematiske Fakultet. "Den model, vi formulerede, var en generel model, men det kunne tilpasses med flere biologiske detaljer og struktur til mere specifikke patogener."

Papiret, Social adfærds indflydelse på konkurrence mellem virulente patogenstammer, vises i Tidsskrift for Teoretisk Biologi .