p Nas últimas duas décadas, surtos em grande escala de doenças infecciosas resultaram em altos níveis de morbidade, mortalidade, e carga econômica geral para as regiões afetadas. À medida que redes complexas se tornam ferramentas de estudo cada vez mais populares, os pesquisadores estão aplicando a teoria das redes ao campo da epidemiologia. Devido à abundância de dados relacionados com doenças disponíveis em vários meios de comunicação, a resposta comportamental de um indivíduo e a comunicação de uma epidemia dependem do padrão de fluxo de informações em uma rede separada, porém relacionada. Como resultado, modelos matemáticos de reações de humanos a surtos de doenças são ferramentas importantes na análise epidemiológica. p Em um artigo publicado na próxima semana no SIAM Journal on Applied Mathematics , Mengfeng Sun, Michael Small, Shui Shan Lee, e Xinchu Fu empregam um modelo concreto de interação em redes multiplex extintas para estudar a conexão entre o comportamento humano adaptativo e a propagação da epidemia. Eles baseiam seu modelo - que ilustra esses fatores como camadas separadas nas redes - em um modelo padrão suscetível-infectado-suscetível. Sua generalidade o torna aplicável a uma ampla gama de cenários de saúde pública.

p Os membros de uma população afetada normalmente baseiam suas respostas comportamentais em informações coletadas das mídias sociais e de massa, encontros físicos em seus bairros sociais e espaciais, e observações gerais. "Tradicionalmente, modelos de doenças infecciosas têm tratado os comportamentos humanos como constantes, implicando que eles não variam de acordo com a incidência da doença ou uma escala de tempo característica, "Sun e Fu disseram." No entanto, o desenvolvimento de tecnologia moderna oferece uma grande comodidade para a comunicação dos comportamentos humanos, incluindo conversas cara a cara, trocas de e-mail, telefonemas, e outros tipos de interação em uma variedade de fóruns da rede. "Os seres humanos adotam medidas preventivas com base nessas relações diretas ou indiretas, tanto para se proteger da infecção quanto para reduzir o risco de transmissão posterior de doenças. Essas medidas incluem a limitação ou eliminação do tempo passado fora de casa, maior atenção à lavagem das mãos e higiene pessoal, e contato limitado com vizinhos e outros cidadãos.

p Estudos anteriores envolvendo modelos de interação complexos classificaram a consciência em três categorias:consciência local, consciência global, e consciência de contato. Contudo, Sun et al. classifique-o em duas categorias alternativas:(i) comportamentos adaptativos decorrentes da consciência e (ii) transmissão de informações comportamentais (a própria disseminação da consciência). "Nosso trabalho está dentro da estrutura de modelos baseados em rede, e usamos uma configuração de rede mais precisa - redes multiplex extintas - para modelar a transmissão de uma infecção, "Sun e Fu disseram." Esta configuração envolve a interação da propagação da epidemia, transmissão de informações, e dinâmica comportamental. "Os autores configuram essas redes multiplex em duas camadas. Uma camada é responsável por contatos físicos recorrentes, como colegas de trabalho, membros da família, amigos, colegas de classe, e vizinhos; a interação com esses grupos pode espalhar a infecção. O segundo diz respeito a contatos virtuais - conhecidos no Facebook, Twitter, ou outras plataformas de rede social online; a comunicação com este grupo não é física e, portanto, não pode propagar ativamente a infecção.

p Quando as pessoas ficam sabendo de uma epidemia, o comportamento adaptativo e a transmissão de informações comportamentais ocorrem simultaneamente, com a transmissão estimulando a adaptação contínua. Para os fins de seu modelo, Sun et al. foco no efeito do comportamento adaptativo na taxa de infecção. A comunicação individual relacionada à doença modifica continuamente o comportamento até atingir um estado protetor ideal. Tal comportamento é resultado da disseminação de informações a respeito da epidemia, em vez da própria epidemia. Tende a ser consistente ou semelhante a um rebanho, já que as pessoas comunicam comportamentos de proteção a seus vizinhos com mais frequência quando uma epidemia se manifesta para se protegerem. Uma maior força adaptativa se correlaciona com um menor risco de infecção.

p "Levando em consideração vários processos dinâmicos simultaneamente, nosso modelo não apenas descreve com precisão a propagação real de epidemias em redes complexas, mas também caracteriza as interações entre a transmissão de algumas epidemias (como o resfriado comum, influenza sazonal, dengue, Zika, etc.) e os comportamentos humanos correspondentes, "Sun e Fu disseram." Também descobrimos que o controle comportamental para alguns indivíduos aumenta a velocidade com que a epidemia tende a se estabilizar e a velocidade da sincronização coletiva, e também reduz significativamente o valor do pico mais alto da prevalência da infecção. Isso sugere que nossa estratégia de controle da epidemia do ponto de vista do controle comportamental é muito válida. "

p Para testar seu modelo, os autores o aplicam a um surto de síndrome respiratória aguda grave (SARS), uma doença respiratória contagiosa e perigosa. Como não existem vacinas para SARS, as medidas de saúde pública são as principais responsáveis ​​pelo seu controle. Sun et al. focar em dois tipos de medidas preventivas menores do surto mais recente:precauções de transmissão (ou seja, uso de equipamentos de proteção - como luvas - e atenção à higiene pessoal e ambiental) e precauções de contato (minimização do tempo gasto em espaços públicos). A decisão de um indivíduo de adotar essas medidas depende da gravidade do surto. Os autores criam um modelo matemático que inclui a transmissão SARS, evolução comportamental, e regulação das instituições públicas. Cada indivíduo em uma área afetada é atribuído a um dos quatro estados possíveis:suscetível, assintomático, sintomático, ou recuperado.

p "A análise sugere que uma resposta comportamental rápida, uma combinação de medidas de saúde pública, e a regulamentação de instituições públicas para certos indivíduos-chave (aqueles com mais conexões) pode efetivamente conter o surto de SARS, diminuindo infecções e mortes cumulativas e reduzindo o número reprodutivo, "Sun e Lee disseram. Os comportamentos preventivos foram especialmente eficazes durante os estágios iniciais da epidemia, e a obtenção do estado preventivo ideal para todos os indivíduos levou a uma contenção rápida. Em última análise, tanto as medidas farmacêuticas quanto as não farmacêuticas foram responsáveis ​​pelo controle total.

p Como os fabricantes não podem disponibilizar vacinas ou medicamentos direcionados imediatamente no início de uma epidemia, governos, autoridades de saúde pública, e / ou os meios de comunicação geralmente aconselham a população sobre as medidas apropriadas para uma ótima autoproteção e suscetibilidade ou infecciosidade reduzida. O aumento da conscientização dos cidadãos sobre o poder do comportamento adaptativo dá aos pesquisadores e médicos tempo para disponibilizar vacinas e tratamentos.

p "Os resultados numéricos mostram que comportamentos adaptativos individuais desencadeados pelo surgimento de uma epidemia podem retardar a propagação da infecção, diminuir o tamanho final da epidemia, e, em alguns casos, pode evitar que a infecção se espalhe, "Small disse." Esses resultados nos fornecem uma ideia alternativa para entender por que algumas infecções não causam grandes surtos ou atingem o limiar da epidemia na ausência de uma política de imunização ou medidas de quarentena e isolamento em todo o território. "

p Sun et al. hope to incorporate realistic data about human behaviors to formulate more practical and applicable models. They plan to specifically investigate the effects of drastic control measures—such as isolation, vacinação, and treatment—and the impact of the time delay between when individuals become aware of an outbreak and when they modify their behaviors. Until then, their current model identifies several methods through which individuals can protect themselves and their neighbors from emerging epidemics.