Используя компьютер для предсказания вспышки инфекционной болезни, прежде чем это начнется, может походить на небольшое количество научно-фантастического Филипа К. Дика, но ученые приближаются. В новом исследовании исследователи использовали машину, учащуюся — обучающие компьютеры, чтобы признать, что образцы в больших наборах данных — делают точные прогнозы, о которых животные могли бы предоставить кров опасным вирусам, бактериям и грибам. Лучшие предсказания могли помочь экспертам улучшиться, как они предотвращают и отвечают на вспышки заболевания.
“Я не могу подчеркнуть достаточно, насколько захватывающий газета это. Я думаю, что это действительно собирается найти отклик у научного сообщества”, говорит Линн Мартин, эколог болезни в университете Южной Флориды, Тампы, кто не был вовлечен в исследование.
Почти все новые вспышки инфекционной болезни происходят, когда вирус, бактерия или гриб спрыгивают с животного человеку. Точно предсказывая, когда и где эти инфекции — названный зоонозами — взаимные разновидности могли уничтожить вспышки, прежде чем они станут эпидемиями. Но поддержание активного наблюдения болезни во всем мире является дорогостоящим и длительным.
Чтобы помочь сузить поиск, бригада ученых построила компьютерную программу для анализа крупной базы данных привычек млекопитающих и естественных сред, включая ареал и репродуктивные стратегии сотен разновидностей. Их программа оценила 86 различных переменных, как размер тела, продолжительность жизни, и плотность популяции, для охоты для образцов, распространенных среди животных, которые, как известно, несли зоонозы. “Я был фактически удивлен, что никто не сделал его.
Это походило на естественный подход”, заявляет руководитель группы Барбара Ен, эколог болезни в Институте Сборника решений канцлерского суда Исследований Экосистемы в Милбруке, Нью-Йорк.Для упрощения результатов Ен и коллеги ограничили их анализ грызунами — группа, несущая диспропорционально высокое число зоонозов. Грызуны, несущие зоонозные инфекции, имеют тенденцию иметь, “прожигают жизнь, умирают молодые” образы жизни, говорит Ен. У них есть большие ареалы, рано репродуктивная зрелость, большие размеры носилок и более короткие периоды беременности.
Ученые не уверены, почему этот образ жизни распространен среди грызунов, несущих зоонозы, но они предполагают, что быстро изменяющийся репродуктивный цикл может позволить животным передавать свои гены успешно, прежде чем болезнь убьет их. “Даже если это убивает Вас за 6 месяцев, Вы собираетесь быть способными произвести как 5 носилок”, говорит Ен.Ханьцы и ее бригада сначала использовали их программу для идентификации образцов образа жизни, характерных для грызунов, питающих болезни как черная чума, бешенство и hanta вирус, и нашли, что их модель имела степень точности 90%. После того, как машина «изучила» контрольные знаки, исследователи искали новые грызуны, соответствующие профилю, но, как ранее думавший, не были носителями.
До сих пор модель идентифицировала больше чем 150 новых видов животных, которые могли питать зоонозы, исследователи сообщают онлайн сегодня в Продолжениях Национальной академии наук. Компьютерная программа также предсказала 58 новых инфекций в грызунах, которые, как было уже известно, несли один зооноз.
На основе ее результатов бригада также смогла идентифицировать места скопления радионуклидов, где болезнь, более вероятно, спрыгнет с грызуна человеку на Ближнем Востоке, Средней Азии и американском Среднем Западе. Грызуны, живущие около людей, также более вероятно, будут носителями зоонозов. Но даже плотности популяции всего 50 человек за квадратный километр были связаны с увеличенным шансом для зоонозов у животных — порог, который был удивителен ханьцам. “Я ожидал, что резервуары будут в областях, где существует много людей”, говорит она, “но кажется что, если у Вас есть средний уровень людей в Вашем диапазоне, который это достаточно”.
Столь же захватывающий, как это должно предсказать новые зоонозы, это – другая вещь полностью для предотвращения их. “Я думаю, что вся тяжелая работа перед нами”, говорит Ен. Трудно знать который грызуны, выбранные исследованием сосредотачиваться на; многие редко взаимодействуют с людьми, если вообще. Человеческие поведения как вырубка леса, урбанизация и увеличенные выбросы углерода могли все влиять, где и когда болезнь делает скачок из животного человеку, но точно то, когда и как это могло произойти, трудно предсказать. Наконец, как только болезнь действительно пересекает разновидности, работники здравоохранения и эпидемиологи должны будут оказаться перед проблемой содержания и рассмотрения never-seen инфекции. “Они могут действительно только сказать нам о том, несет ли разновидность паразита”, говорит Мартин.
Фактически понимание, как, вероятно, это должно пересечься людям, потребует большего количества исследования.Но Ен говорит, что работа ее бригады должна все еще сделать ту работу легче. Это также говорит с важностью фундаментального исследования, говорит она.
Без информации от базы данных — большая часть которого не имела никакого очевидного применения, поскольку это собиралось — ее исследование никогда не будет возможно. “Я вид беспокойства, если мы прекращаем ценить вклад фундаментальной науки тогда, мы не будем в состоянии сделать эти типы из прорывов в будущем”, говорит она. “Мы не собираемся быть способными предсказать большую часть чего-либо, если у нас нет предыстории”.