Инфекционные заболевания, такие как малярия, распространяемая комарами, наносят серьезный урон во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2015 году было зарегистрировано 214 миллионов случаев малярии и, по оценкам, 438 000 случаев смерти от малярии, а 3,2 миллиарда человек — или примерно половина населения мира — проживают в районах, подверженных риску заражения этой болезнью.
«Миллиарды долларов ежегодно тратятся на различные мероприятия по борьбе с такими заболеваниями, как малярия, и эти инвестиции изменили ситуацию», — сказала ведущий автор исследования Сюзанна О’Реган, которая была научным сотрудником Школы экологии Одума UGA и сейчас в Национальном институте математического и биологического синтеза. «Правительству и агентствам общественного здравоохранения нужна воля для продолжения этих инвестиций после того, как произойдет первоначальное сокращение случаев заболевания».С 1945 года малярия была искоренена в 79 странах. По словам авторов исследования, там, где она сохраняется, уровень смертности снизился на 60 процентов с 2000 года благодаря более широкому использованию методов профилактики и контроля.
Но, чтобы закрепить эти достижения, вмешательства должны продолжаться до тех пор, пока болезнь не будет искоренена, по словам Джона Дрейка, доцента Школы экологии UGA Odum и старшего автора исследования.«Если вы доведете малярию почти до конца, а затем скажете:« У нас здесь больше не так много случаев », и вы откажетесь от нее, она просто вернется», — сказал он.Он сравнил эту проблему с людьми, которые прекращают прием антибиотиков, как только их симптомы исчезают, но до того, как они завершили предписанный курс.
«Вот почему важно иметь хороший способ отслеживать путь к выбыванию и знать, когда вы находитесь на грани исключения», — сказал он.Исследователи основали свою модель на теории «критического замедления» — термина, который описывает характерные статистические закономерности, которые появляются, когда система, находящаяся под напряжением, приближается к критической точке — точке, после которой она обречена на возможное исчезновение.Используя данные эпиднадзора за общественным здравоохранением в отношении малярии, они искали свидетельства критического замедления распространения малярии с помощью четырех широко используемых методов профилактики и контроля: использование надкроватных сеток для уменьшения числа укусов комаров, распыление инсектицидов в помещениях для сокращения продолжительности жизни комаров, введение лекарственных препаратов для лечения людей, чтобы уменьшить количество укусов комаров. время, когда больной малярией остается заразным и уничтожает среду обитания комаров.
Они обнаружили, что, хотя сила сигнала варьировалась в зависимости от тактики управления и статистического метода, используемого для анализа данных, их модель действительно выявила закономерности, характерные для приближения к переломным моментам.Дрейк описал эту модель как «научную основу» для создания новых алгоритмов и статистических методов для мониторинга прогресса на пути к ликвидации болезней.«Эта теория предлагает статистические процедуры и алгоритмы, которые можно использовать для этого мониторинга», — сказал он. «Он не производит эти алгоритмы сам по себе, но предлагает новые информационные технологии, технологии обработки данных или аналитические технологии, которые могут быть разработаны для этой цели.
Я думаю, что у него есть потенциал для коммерциализации».Третий соавтор статьи, Джонатан Лилли, учитель математики в средней школе North Hall в Гейнсвилле, штат Джорджия, работал над проектом в рамках программы стажировок для учителей Джорджии.
GIFT является частью Центра Образования Технологического Института Джорджии, объединяющего науку, математику и информатику. Он предоставляет оплачиваемые летние стажировки для учителей естественных наук, математики и технологий K-12 на промышленных предприятиях и в университетских лабораториях.