الاختلافات الصغيرة في السلوك تحدد بين النجاح والفشل الكامل

طبق عالم فيزياء السوائل والاضطرابات بيورن هوف وفريقه الأساليب الإحصائية لانتشار الوباء واكتشفوا سمات مفاجئة لمنحنيات العدوى. الائتمان: IST Austria / Nadine Poncioni

يُظهر العلماء في IST Austria أن الاختلافات الطفيفة في السلوك تحدد بين النجاح والفشل التام للسيطرة على الوباء.

ما علاقة فيزياء السوائل بانتشار فيروس كورونا؟ يبدو أن الدوامات والأوبئة أشياء مختلفة إلى حد ما ، بالتأكيد من حيث الراحة. ومع ذلك ، جاءت أحدث النتائج حول انتشار الوباء من أستاذ الفيزياء بيورن هوف ومجموعته البحثية في معهد العلوم والتكنولوجيا النمسا (IST النمسا) ، المتخصصين في السوائل والتدفقات المضطربة. عندما اضطر بيورن هوف في أوائل العام الماضي إلى إلغاء زيارته المقررة إلى ووهان ، مسقط رأس زوجته ، تحول تركيزه فجأة إلى انتشار الوباء.

ويوضح قائلاً: “تدرس مجموعتي عادةً التدفقات المضطربة في الأنابيب والقنوات” ، “على مدى السنوات العشر الماضية ، أظهرنا أن بداية الاضطراب موصوفة من خلال النماذج الإحصائية التي تُستخدم بالتساوي لوصف حرائق الغابات والأوبئة.” بالنظر إلى هذه التجربة ، كانت برمجة نموذج وبائي تمرينًا مباشرًا لبوراك بودانور ، المنظر والخبير الحسابي للمجموعة.

منحنى الوباء لا يتلاشى بل ينهار

تشير النماذج الوبائية القياسية إلى أن مستوى التخفيف له تأثير مستمر على ذروة ذروة الوباء. يقول دافيد سكارسيللي ، المؤلف الرئيسي للورقة: “من المتوقع أن يتم تسطيح المنحنى بما يتناسب مع مستوى التباعد الاجتماعي”. ومع ذلك ، عندما قام بمحاكاة الأوبئة لأول مرة مع الأخذ في الاعتبار حدود الاختبار وتتبع الاتصال ، كانت الصورة مختلفة تمامًا. انخفض الحد الأقصى للأشخاص المصابين في البداية كما هو متوقع ولكن بعد ذلك انهار فجأة إلى الصفر تقريبًا حيث وصل مستوى التخفيف إلى عتبة معينة. في حد واحد ، أصيب ما يقرب من نصف الأشخاص أثناء الوباء. وفي الحالة الأخرى أصيب ثلاثة في المائة فقط بالمرض. والمثير للدهشة أنه كان من المستحيل الحصول على نتيجة بين هاتين النتيجتين: إما أن يكون هناك انتشار كبير الحجم ، أو لا يوجد أي انتشار على الإطلاق.

ينتج الفشل أسرع من النمو الأسي

يعد اختبار جهات الاتصال المعروفة (وليس الاختبار في حد ذاته) أحد أقوى الطرق لإبطاء انتشار الوباء. ومع ذلك ، فإن عدد الحالات التي يمكن تتبعها كل يوم محدود وكذلك عدد الاختبارات التي يمكن إجراؤها. كما اكتشف الباحثون أن تجاوز هذه الحدود في مرحلة ما أثناء الوباء له عواقب بعيدة المدى. يقول Timme: “إذا حدث هذا ، فإن المرض يبدأ في الانتشار بشكل أسرع في المناطق غير الخاضعة للرقابة وهذا يؤدي حتما إلى زيادة هائلة في العدوى”. بالفعل ، النمو الأسي هائل. يعني مضاعفة العدوى كل بضعة أيام. على الرغم من أن الأسي الفائق يشير إلى أنه حتى معدل المضاعفة يصبح أسرع وأسرع.

وطالما يمكن تجنب هذا التسارع ، فإن منحنيات الوباء تنهار إلى مستوى حالة منخفض نسبيًا. ومن المثير للاهتمام ، أنه لا يهم نسبيًا ما إذا كان تتبع جهات الاتصال محميًا بهامش أمان صغير أو كبير. الأرقام لا تزال منخفضة نسبيا. من ناحية أخرى ، إذا تم تجاوز الحد من خلال حالة واحدة فقط ، فإن النمو الأسي الفائق يؤدي إلى ارتفاع إجمالي عدد الحالات إلى مستوى عشرة أضعاف.

الفروق الهامشية والتأثيرات غير المتناسبة

“مثل معظم الدول ، لم تتفاعل النمسا في وقت مبكر ضد الموجة الثانية. يقول سكارسيللي: “بمجرد عدم إمكانية تتبع جميع جهات الاتصال بعد الآن خلال شهر سبتمبر الماضي ، لم يكن من الصعب التنبؤ بأن أعداد الحالات سترتفع قريبًا بمعدل أسرع من المعدل الأسي”. بينما أصبح من الواضح خلال العام الماضي أن الاستجابة المبكرة والحاسمة ضرورية عند مواجهة النمو المتسارع ، تظهر دراسة الفريق أن حدود الاختبار تجعل التوقيت أكثر أهمية. الفرق بين نجاح وفشل الإغلاق هامشي ، أو كما يقول بودانور: “إن السياسة التي كانت ستنجح بالأمس لن تستغرق وقتًا أطول لتدخل حيز التنفيذ فحسب ، بل قد تفشل تمامًا إذا تم تنفيذها بعد فوات الأوان بيوم واحد. . ” يضيف هوف: “كان رد فعل معظم الدول الأوروبية فقط عندما أصبحت حدود القدرات الصحية مهددة. في الواقع ، كان ينبغي على صانعي السياسات الانتباه إلى فرق تتبع جهات الاتصال الخاصة بهم وإغلاقها قبل أن ينهار هذا الدرع الواقي “.

في الآونة الأخيرة ، نظر الفريق في الاستراتيجيات المثلى ، حيث يتم استخدام عمليات الإغلاق كأداة وقائية بدلاً من مكابح الطوارئ. المخطوطة التي تحدد الإستراتيجية المثلى ، والتي تقلل من عدد المصابين ووقت التأمين المطلوب ، قيد التقدم حاليًا.

المرجع: ١٠ مايو ٢٠٢١ ، اتصالات الطبيعة.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22725-9