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Computermodell simuliert Wege der Seuchen

Freitag, 26. Oktober 2012

© fotolia

Leipzig – Eine neue Methode, mit der sich die Verbreitung einer Infektion besonders schnell abschätzen lässt, haben Forscher des Leipziger Max-Planck-Institutes für Mathematik in den Naturwissenschaften entwickelt. Das Computer-Modell identifiziert jene Personen in der Bevölkerung, die eine Infektion am stärksten verbreiten und erleichtert so Gegenmaßnahmen.

Zwar gab es auch bislang Computerprogramme, die eine Ausbreitung von Seuchen simulieren. „Doch diese sind entweder ungenau oder sie liefern präzise Ergebnisse, erzeugen aber einen enormen Rechenaufwand“, sagt Joseph Lizier, der am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften die Ausbreitung von Epidemien untersuchte und inzwischen an der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation in Sydney forscht.

Die Simulation
Wer eine Infektion am aktivsten überträgt, ist schwierig vorherzusagen. So stecken Infizierte mit vielen Kontakten nicht immer die meisten Mitmenschen an. Dass die Effizienz, mit der ein Mensch Krankheitskeime verbreitet, vom Grad seiner Vernetzung abhängt, liegt zwar nahe, trifft aber nur bedingt zu. „Es gibt auch Personen, die weniger gut vernetzt sind und eine Infektion dennoch sehr weit verbreiten“, so Lizier.

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Da nicht leicht zu erkennen ist, welche Eigenschaften von sozialen Netzwerken für die Verbreitung einer Infektion ausschlaggebend sind, haben Lizier und der Mathematiker Frank Bauer diese Charakteristika genauer untersucht. Bauer arbeitet inzwischen an der Mathematischen Fakultät der Harvard University im US-amerikanischen Cambridge.

Als soziales Netzwerk lässt sich die Bevölkerung einer Region, eines Landes oder der Welt betrachten. Das Verfahren von Bauer und Lizier zählt alle möglichen Wege, die eine Infektion innerhalb einer vorgegebenen Zeit vom Patient Null zu einer anderen Person (Patient X) nehmen kann. Die dafür nötige Zeit ergibt sich aus der Anzahl der Personen, die im Netzwerk zwischen dem Patienten Null und dem Patienten X liegen.

Dabei berücksichtigt die Methode nur Wege bis zu einer vorgegebenen Maximalzahl von indirekt Angesteckten und lässt zudem Wege außen vor, die über eine bereits infizierte Person verlaufen. Je größer die Anzahl der möglichen Wege, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Patient X infiziert wird.

Da die möglichen Übertragungswege ausgehend von Patient Null zu allen anderen Personen im Netz abgezählt werden, ergibt sich eine geschätzte Anzahl von Personen, die von Patient Null ausgehend über eine realistische Zahl von Zwischenstationen angesteckt werden. Dieses Ansteckungs­potenzial berechnet die Methode für jede Person in einem Netzwerk.

Das neue Verfahren arbeitet am effektivsten für Wege, die nicht über mehr als vier Personen hinweg reichen. Bei längeren Wegen sinkt die Geschwindigkeit der Methode stark. „Allerdings ist die Rechenzeit immer noch um Größenordnungen niedriger als bei anderen Methoden, die die gleiche Präzision erreichen“, sagt Lizier. © hil/aerzteblatt.de

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Amtsarzt-2
am Montag, 29. Oktober 2012, 20:15

Infektionsschutz bei meldepflichtigen Erkrankungen

Eine neue Methodik, die auch Einzug in das Meldewesen halten sollte. Recherchen zu Infektionskrankheiten werden schließlich bislang immer noch völlig unabhängig von der Infektiösität der Betroffenen vorgenommen.
MfG
M. Dörr
www.oegd.de
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