Rechenarbeit an der Northwestern University durchgeführt wurde , um eine neue mathematische Theorie für das Verständnis der globalen Ausbreitung von Epidemien geführt. Die daraus resultierenden Erkenntnisse könnten helfen nicht nur eines Ausbruchs Herkunft zu identifizieren, sondern auch die Fähigkeit, die globalen Wege , durch die eine Krankheit ausbreiten könnte prognostiziert deutlich verbessern.
"Mit dieser neuen Theorie , können wir Ausbruch Herkunft mit mehr Vertrauen , Compute -Epidemie - Ausbreitungsgeschwindigkeit und Prognose zu rekonstruieren , wenn eine Epidemie Wellenfront ist es, an jedem beliebigen Ort weltweit anzukommen ", sagte Physiker Dirk Brockmann, der die Ideen für diese Forschung an entwickelt die Northwestern Institut Komplexe Systeme ( NICO ) . " Dies kann helfen, mögliche Minderungsstrategien zu verbessern. "
Brockmann, derzeit Professor an der Berliner Humboldt-Universität , arbeitete mit anderen Wissenschaftler Dirk Helbing , Professor an der ETH Zürich, um die Theorie zu entwickeln. Brockmann war außerordentlicher Professor für Ingenieurwissenschaften und angewandte Mathematik an der Northwestern McCormick School of Engineering und Applied Science , bevor er nach Deutschland in diesem Jahr.
Ihre Studie ist in der Zeitschrift Science veröffentlicht 13. Dezember .
Brockmann und Helbing neue Ansatz für das Verständnis der globalen Krankheitsdynamikbasiert auf der intuitiven Vorstellung, dass in unserer stark vernetzten Welt sind konventionelle geographischen Entfernungen nicht mehr die Schlüsselvariable , sondern müssen ersetzt werden auf der Basis "effektiven Entfernungen. "
" Aus der Sicht der Frankfurt , Deutschland, anderen Metropolen wie London, New York oder Tokio sind effektiv nicht weiter entfernt als geografisch nahe deutschen Städten wie Bremen, Leipzig und Kiel ", so Brockmann, der auch eine gemeinsame Berufung auf die Robert Koch-Institut in Berlin.
Wenn ein unbekanntes Virus taucht an verschiedenen Orten in der Welt, konzentrieren sich die Wissenschaftler auf die folgenden Fragen beantworten : Woher kam die neue Krankheit entstanden? Wo werden neue Fälle zu erwarten? Wann werden sie erwartet? Und wie viele Menschen , die Krankheit zu fangen?
Um die weitere Ausbreitung enthalten - und potenziell verheerenden Folgen - schnelle Beurteilung ist für die Entwicklung von effizienten Vermeidungsstrategien . Hochentwickelte Computersimulationen , die die wahrscheinliche Epidemie Zeitverlauf und Streubild vorherzusagen versuchen , sind wichtige Werkzeuge für die Prognose verschiedener Szenarien .
Solche Simulationen sind jedoch sehr anspruchsvoll in Bezug auf die Rechenzeit. Sie erfordern auch die Kenntnis der krankheitsspezifischen Parametern, die in der Regel nicht für die neuen , aufstrebenden Infektionskrankheiten bekannt.
In ihrer Arbeit zeigen die Forscher, dass eine effektive Wege aus den Verkehrsstärken im weltweiten Streckennetz berechnet werden. " Wenn der Fluss von Passagieren von Punkt A nach Punkt B zu groß ist, ist der effektive Abstand klein und umgekehrt ", erklärt Helbing . " Das einzige, was wir tun mussten, war , die richtige mathematische Formel dafür finden. "
Bei dieser Art der mathematischen Grundlagen , kann Brockmann und Helbing die geographische Ausbreitung der Vergangenheit Krankheiten wie visualisieren SARS im Jahr 2003 , oder Grippe H1N1 im Jahr 2009. Früher komplexer Bewegungsmuster ohne erkennbare Struktur so in einfachen , konzentrischen und regelmäßigen Wellenmuster zu machen. Diese Muster können leicht mathematisch erfasst werden.
"In der Zukunft wollen wir unseren Ansatz im Wesentlichen bestehende , state-of- the-Art- Modelle für die Ausbreitung von Krankheiten zu verbessern ", so Brockmann .
"Wir glauben, dass unsere Theorie wird auch dazu beitragen , andere wichtige Ansteckungsphänomene, wie etwa die Verbreitung von Computerviren , Informationen und Modeerscheinungen , oder Ansteckung Phänomene in sozialen Netzwerken besser zu verstehen ", Helbing aufgenommen.