27.10.2021
НИУ ВШЭ
7
2 723

Модель, описывающая отношения хищников и жертв, стала основой для прогноза распространения Covid-19

4.7

Исследователи факультета экономических наук НИУ ВШЭ предложили математическую модель, описывающую течение пандемии Covid-19 с учетом ограничительных мер, принимаемых в разных странах. Она поможет правительствам принимать взвешенные и своевременные решения о введении или отмене ограничений.

Модель, описывающая отношения хищников и жертв, стала основой для прогноза распространения Covid-1 / ©Getty images

Подробности работы можно найти в журнале Eurasian Economic Review. В 2020 году весь мир столкнулся с пандемией коронавируса. Она показала, насколько ограничены наши представления о распространении инфекционных заболеваний и эффективности принимаемых мер.

Страны, первыми пережившие рост числа заболевших, не имели достаточно близких примеров, на которые можно было бы опереться в борьбе с пандемией. Точные и надежные модели, описывающие распространение инфекции и последствия различных ограничительных мер, помогли бы правительствам принимать правильные решения.

Базовая модель, с помощью которой обычно описывают развитие эпидемий, учитывает доли здоровых, инфицированных и переболевших людей в обществе. Для нее разработаны модификации, пригодные для заболеваний, не вызывающих стойкого иммунитета, и длительных (более года) пандемий, при которых важными становятся показатели смертности и рождаемости.

Однако все они плохо подходят для прогнозирования пандемии коронавируса, так как не учитывают ограничительные меры, а те могут сильно влиять на результаты расчетов. Авторы статьи предложили модель, которая может предсказывать продолжительность и тяжесть волн коронавируса в странах с разными подходами к борьбе с коронавирусом.

За основу исследователи взяли модель Лотки Вольтерры, разработанную в 1925-1926 годах для описания взаимодействия двух биологических видов, хищников и их жертв. Авторы работы адаптировали ее для предсказания распространения заболеваний: переменная, отвечающая за количество добычи, стала обозначить долю людей, которые могут заболеть, а в роли хищников выступили инфицированные.

Скорость, с которой уменьшается доля здоровых людей, зависит от эффективности ограничительных мер, а рост доли заразившихся от масштаба эпидемии, доли еще не переболевших, строгости ограничений, а также вероятности заражения в то время, когда пандемия уже угаснет.

Модель опробовали на данных эпидемии лихорадки Эбола 2014-2015 годов. Она успешно высчитала общее количество переболевших и пик заболеваемости (день, в который количество новых инфицированных было наибольшим). Далее модель прогнали на данных по пандемии коронавируса. Для этого исследователи собрали базу данных из сведений о количестве зарегистрированных случаев за каждый день первого полугодия 2020 года для 20 стран-участниц Всемирной организации здравоохранения, а также об ограничительных мерах, принятых правительствами этих стран. Полученные результаты ученые сравнили с реальными данными и выявили причины отклонений.

Собранные данные позволили также проверить несколько гипотез. Например, для большинства исследованных стран мощность второй волны пандемии прямо зависела от скорости ослабления ограничительных мер. Эта зависимость оказалась особенно сильной в тех странах, где количество новых случаев в день стремилось к нулю и власти начали быстро снимать ограничения (Сербии, Чехии, Боснии и Герцеговины, Румынии).

Яркий пример — Китай, в котором уровень ограничительных мер был достаточно высок до момента, когда эпидемия отступила, что привело к существенному снижению поражающей силы эпидемии. На другом конце спектра — США, где наблюдались ярко выраженные различия в отношении к мерам по самоизоляции, что привело к столь серьезным последствиям на первых этапах распространения инфекции.

«Наши оценки показали, что активные действия властей по предотвращению распространения коронавируса действительно оказались связаны с уменьшением числа заболевших. При этом в процессе исследования мы также увидели, что отдельные социальные аспекты и факторы в первую очередь, привычки общества, серьезно влияют на эффективность введенных сдерживающих мер», – прокомментировал один из авторов работы, профессор-исследователь факультета экономических наук ВШЭ Александр Карминский.

Модель позволяет в каждый момент времени определить, можно ли снимать ограничения или это преждевременно. Авторы работы подчеркивают, что модель была разработана в течение пандемии, когда многое (например, мощность третьей и последующих волн) оставалось неизвестно. Новые данные могут повлиять на результаты и выводы, однако модель создает прочную основу для будущих исследований.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — одно из крупнейших и самых востребованных высших учебных заведений России, стран СНГ и государств Восточной Европы. В НИУ ВШЭ представлены все уровни образовательной подготовки (от лицея для школьников до аспирантуры и MBA) по широкому спектру направлений в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также творческих специальностей. Научные подразделения ВШЭ — институты, центры, лаборатории, возглавляемые ведущими российскими и зарубежными учеными, ориентированы как на фундаментальные исследования, так и на прикладные разработки по заказам федеральных и региональных органов власти, министерств и ведомств, российских и зарубежных компаний. Высшая школа экономики стабильно занимает высокие места в предметных рейтингах Times Higher Education (THE) и QS, а также является единственным российским университетом в топ-50 рейтингов молодых университетов сразу двух агентств.
24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев

28.10.2021
-
0
+
Скрин из одной популярной игры. Про зомби конечно.
-
0
+
Яркий пример — Китай, в котором уровень ограничительных мер был достаточно высок до момента, когда эпидемия отступила, что привело к существенному снижению поражающей силы эпидемии. О Боже мой - эпидемия в Китае отступила ! Закусывать надо !, Да наш лидер, у которого призывали все списать, все домашки, и с благоговением изучить, на самом деле сам не знает, шта делать, тупо заперся в локдаунах, изолировался в масштабе всей страны, муха не пролетит. А если муха пролетает, целыми портами мирового значения закрывает на 3-4 недели на локдауны, отчего весь остальной мир трясет, как грушу. Потому что вакцины инактивир-е китайские работают как и все китайское, с 5-го на 10-е, и их 3-4 дозы надо на одно рыло вместо 1-го спутника\файзера. https://www.interfax.ru/world/784329
    27.10.2021
    -
    0
    +
    К чему вообще эта ссылка? Вы не понимаете что нельзя расслабиться и нюхать цветочки в отдельно взятой стране, когда весь мир продолжает болеть? Как два пальца занести заразу снова. а) Вас предупреждали что инактивированные вакцины в том числе и китайские слабее векторных. Вы не верили. Китаю их хватило лишь потому, что эпидемию у них удалось задавить в зародыше с помощью жестких карантинных мер. б) Локдауны и всевозможные ограничения в портах и других внешних источниках инфекции это правильная и вполне естественная реакция в мире который поражен пандемией и выздоравливать не собирается. А у вас все с ног на голову. Раз карантин значит все плохо. И вы тут не одиноки - правительства многих стран, пораженных пандемией, вводят карантины именно таким способом. Когда уже по идее поздно. Не предупреждая вспышку инфекции, а пытаясь уменьшить последствия.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Учитель, я вас что-то не пойму. 1. То вас дико раздражает наличие 80-120 млн НЕвакцинированных россиян. 2. То вы с умилением смотрите на 800 - 1200 млн фактически НЕвакцинированных китайцев прямо у вас под боком - вакцинирование инактивированными вакцинами приравнивается к святой воде, не более. Батенька, это биорезервуар будет долго работать - всем хватит. Это реактор еще не знает слово "дельта".
        27.10.2021
        -
        0
        +
        Передергиваете на ходу вот и "не понимаете". В Китае вакцинировано 74-76% населения и только в вашей голове, где инактивированная вакцина приравнялась к святой воде, существуют 1,2 млрд не вакцинированных китайцев. Да и CanSino вполне себе векторная вакцина.
-
0
+
"Она поможет правительствам принимать взвешенные и своевременные решения о введении или отмене ограничений". "...переменная, отвечающая за количество добычи, стала обозначить долю людей, которые могут заболеть, а в роли хищников выступили инфицированные". Исправьте опечатку -- "стала обозначать". А по сути, данная методика страдает не только внутренними недостатками, но и отсутствием учета внешних для пандемии факторов: не во всех странах главным в мотивации властей является сбережение жизней людей. И еще, кроме ограничительных мер в борьбе с эпидемиями существуют и другие факторы, не последним из которых является доверие внутри сообществ. Чем-то мне эта методика "вышки" напоминает Птолемеевскую космогонию: предпосылки неверные, а расчетный результат довольно точно совпадает с наблюдением... ))

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: