Чому такі спалахи як коронавірус
поширюються експоненціально
і як можна "вирівняти цю криву"
Після першого випадку захворювання на коронавірус у США новим штамом covid-19, інтенсивність зараження протікала повільно. Та через два місяці інтенсивність перетворилась на стрімкий потік.
Ця так звана експоненціальна крива серйозно занепокоїла експертів. Якби така тенденція поширення вірусу продовжилась і надалі (вдвічі більше хворих кожних три дні), тоді ще до травня кількість заражених у США сягнула б ста мільйонів.
Це математика, а не пророцтво. Поширення може бути сповільнене, кажуть фахівці з охорони здоров’я, якщо люди практикуватимуть «соціальне дистанціювання», уникаючи публічних місць і загалом обмежуючи своє пересування.
Проте, без спроби його уповільнення, covid-19 буде продовжувати поширюватися експоненціально протягом наступних місяців. Щоб зрозуміти, чому так відбувається, давайте змоделюємо розповсюдження вигаданої хвороби серед населення.
Назвемо нашу умовну хворобу ЗАРАЗА. Вона буде поширюватись навіть легше, ніж covid-19. Нехай коли здорова людина контактує з хворою людиною, то вона одразу заражається.
Якщо взяти групу із п’яти людей - це не займе багато часу, щоб усі підхопили ЗАРАЗУ.
У реальному житті, звісно ж, люди одужують. А одужавши, ця людина тепер не може ні переносити ЗАРАЗУ до здорових людей, ні захворіти повторно після контакту з хворими.
Давайте подивимося, що станеться, коли ЗАРАЗА пошириться у містечку з населенням у 200 чоловік. Ми розташуємо всіх у випадковому положенні і щоб вони рухались під випадковим кутом та зробимо одну людину хворою.
Зауважте, як швидко здіймається крива, яка показує кількість захворілих, коли інфекція починає поширюватись, а потім як ця крива спадає, коли люди одужують.
Наше вигадане містечко невелике — приблизно розміром з Віттіер (Whittier), Аляска, США — тому ЗАРАЗА швидко поширилась на все населення. У такій країні, як США, з населенням у 330 мільйонів, крива могла б рости ще довгий час, перш ніж почати спадати.
[ Карта поширення коронавірусу в США та в усьому світі]
Якщо мова йде про справжній covid-19, ми вважаємо за краще уповільнити поширення вірусу, перш ніж він заразить
значну частину населення країни. Щоб уповільнити ЗАРАЗУ,
спробуємо створити примусовий карантин, наприклад, такий, як
уряд Китаю наклав на провінцію Хубей - осередок розповсюдження covid-19.
Упс! Як і очікували експерти в галузі охорони здоров’я, виявилось неможливим повністю ізолювати хворе населення від здорового.
Ліана Вень, колишній комісар з питань охорони здоров'я міста Балтімор, пояснила недоцільність примусового карантину у The Washington Post у січні місяці. "Багато людей працюють у місті і живуть у сусідніх населених пунктах, і навпаки", - сказала Вень. "Чи залишилися б люди поодаль родини? Як можна повністю перекрити кожну дорогу? Яким чином будуть постачати продукти для населення?"
Як стверджує Лоуренс О. Гостін, професор глобального права в галузі охорони здоров'я в університеті Джорджтаун: "Насправді такі випадки блокування дуже рідкісні і ніколи не бувають ефективними".
На щастя, є й інші способи уповільнити спалах поширення. Перш за все, службовці охорони здоров’я закликали людей уникати публічних зібрань, частіше залишатися вдома та тримати дистанцію від інших. Якщо люди будуть менше взаємодіяти між собою, у вірусу буде менше можливостей для поширення.
Деякі люди у будь-якому випадку будуть виходити. Можливо, вони не можуть залишитися вдома через свою роботу чи інші зобов'язання, або, можливо, вони просто відмовляються прислухатися до попереджень стосовно заходів охорони здоров'я. Ці люди не тільки збільшують шанси захворіти самим, вони ще й сприятимуть поширенню ЗАРАЗИ.
Давайте подивимося, що станеться, коли одна чверть нашого населення продовжує рухатися, а інші три чверті приймають стратегію, яку медичні експерти називають "соціальним дистанціюванням."
Чим більше людей дистанціюється, тим більше залишається здоровими. І людей буде легше спонукати не відвідувати громадські місця, якщо більшість своїм прикладом покаже, що дотримується рекомендацій самоізоляції.
"Ми контролюємо бажання бути у публічних місцях, закриваючи громадські простори. Італія закриває всі свої ресторани. Китай закриває все, і ми теж зараз все закриваємо", - сказав Дрю Гарріс, науковий співробітник охорони здоров'я та доцент кафедри громадського здоров'я Університету Томаса Джефферсона. "Зменшення самої можливості до згромадження допомагає людям дистанціюватись".
Щоб перевірити ефективність тактики соціального дистанціювання, давайте подивимось, що буде, ящо замість чверті населення дозволити рухатись лише одній людині з восьми.
Чотири симуляції, які ви щойно спостерігали: "Без обмежень", "Спроба карантину", "Помірне соціальне дистанціювання", "Посилене соціальне дистанціювання" - відбувались рандомно (випадковим чином) у реальному часі. Це означає, що результат цих симуляцій був унікальний для кожного відвідувача цієї сторінки. Якщо ви перезапустите симуляції, піднявшись вище по сторінці, або перезавантажете сторінку, то результати зміняться.
Скільки б разів не перезапускати симуляції, все одно видно, що "Помірне соціальне дистанціювання" зазвичай ефективніше за "Спробу карантину", а "Посилене соціальне дистанціювання", як правило, працює найкраще. Нижче наведено порівняння ваших результатів.
Вигадана ЗАРАЗА не є covid-19, і ці симуляції значно спрощують складність реального життя.
Але так само, як ЗАРАЗА розповсюджується через мережу літаючих кульок на екрані, covid-19
поширюється через наші людські мережі - через наші країни, наші міста, наші робочі місця, наші сім'ї.
І аналогічно тому, як кулька, рухаючись по екрану, розповсюджує інфекцію, так і поведінка кожної людини
може викликати ефект хвилі, який зачепить багатьох людей далеко від неї.
Насправді ці симуляції не показують точної картини - на відміну від ЗАРАЗИ, covid-19 може вбити. І хоча рівень летальності точно не відомий, очевидно, що літні люди найбільше ризикують померти від covid-19.
"Якщо ви хочете, щоб це було більш реалістично, - сказав Дрю Гарріс, побачивши попередній перегляд цієї історії, - деякі точки повинні зникнути".
Про цю статтю
Дані для діаграми у верхній частині цієї статті, що показує кількість зареєстрованих випадків у Сполучених Штатах, були зібрані Центром системних наук та інженерії університету Джона Хопкінса та доступні для завантаження на GitHub . Кількість реальних випадків у США, ймовірно, набагато більша, та через проблеми з тестами на коронавірус або через те, що багато випадків настільки легкі, що інфіковані не відвідують лікаря чи лікарню, виявити точну кількість просто неможливо.