Interaktioner inden for større sociale grupper kan forårsage vendepunkter i smittestrømmen

Smitteprocesser, såsom meningsdannelse eller sygdomsspredning, kan nå et vendepunkt, hvor smitten enten hurtigt spredes eller dør ud. Når man modellerer disse processer, det er svært at fange denne komplekse overgang, gør de forhold, der påvirker vendepunktet, til en udfordring at afdække.

I journalen Kaos , Nicholas Landry og Juan G. Restrepo, fra University of Colorado Boulder, undersøgte parametrene for disse overgange ved at inkludere tre-personers gruppeinteraktioner i en smittemodel kaldet den modtagelige-inficerede-modtagelige model.

I denne model, en inficeret person, der kommer sig efter en infektion, kan blive geninficeret. Det bruges ofte til at forstå udbredelsen af ​​ting som influenza, men tager typisk ikke hensyn til interaktioner mellem mere end to personer.

"Med en traditionel netværks-SIS-model, når du øger smitsomheden af ​​en idé eller en sygdom, du ser ikke de eksplosive overgange, som du ofte ser i den virkelige verden, Landry sagde. "Inkludering af gruppeinteraktioner ud over individuelle interaktioner har en dybtgående effekt på systemets eller befolkningsdynamikken" og kan føre til vendepunktsadfærd.

Når infektionshastigheden eller informationsoverførsel mellem individer passerer et kritisk punkt, andelen af ​​inficerede mennesker springer eksplosivt til en epidemi for høj nok gruppesmitteevne. Mere overraskende, hvis infektionsraten falder efter dette spring, den inficerede fraktion falder ikke umiddelbart. Det forbliver en epidemi fortid, det samme kritiske punkt, før det går tilbage til en sund ligevægt.

Dette resulterer i en løkkeregion, hvor der muligvis er høje niveauer af infektion, afhængigt af, hvor mange mennesker der er smittet i starten. Hvordan disse gruppeinteraktioner er fordelt, påvirker det kritiske punkt, hvor en eksplosiv overgang indtræffer.

Forfatterne undersøgte også, hvordan variabilitet i gruppeforbindelserne - f.eks. om personer med flere venner også deltager i flere gruppeinteraktioner - ændrer sandsynligheden for tippepunktsadfærd. De forklarer fremkomsten af ​​denne eksplosive adfærd som samspillet mellem individuelle interaktioner og gruppeinteraktioner. Afhængigt af hvilken mekanisme der dominerer, systemet kan udvise en eksplosiv overgang.

Yderligere parametre kan tilføjes til modellen for at tune den til forskellige processer og bedre forstå, hvor meget af en persons sociale netværk, der skal være inficeret, for at en virus eller information kan spredes.

Arbejdet er i øjeblikket teoretisk, men forskerne har planer om at anvende modellen på faktiske data fra fysiske netværk og overveje andre strukturelle egenskaber, som netværk i den virkelige verden udviser.