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特点:教师的见解

 

朱莉娅歌革是在应用数学和理论物理(damtp)部门数学生物学教授。她目前正在帮助带领努力争取covid-19大流行,作为一个科学专澳门赌场告知英国政府。在这里,她告诉我们更多关于数学模型,可提供预测并给出了一个洞察科学澳门赌场正在拼杀的重大问题。

“生活是不会持续很长一段时间一样,说:”高格。她自己的生活在二月初突然改变,当她被赋予从damtp她的正常职务紧急事假,并开始投入了她对SPI-M,其中饲料的成绩进入建模组的努力 对于突发事件的科学顾问团 (智者)。 SPI-M已经运行在防备流感大流行一段时间,但现在已经被移交给侧重于大流行covid-19。高格也是一个指导委员会 国澳门赌场联合体,英国皇澳门赌场学会的带领下,应对流感大流行。

我们[可]看着串行锁起伏。但与NHS扩大其规定,希望我们的锁起伏可以变短,不太严重,而不是过于频繁。 朱莉娅·高格

SPI-M的工作是开发和使用的数学模型,可以帮助我们预测接下来会发生什么和干预措施如何不同可能会改变的是:如何covid-19大流行是通过现在要发展什么影响社会干预我们都生活可能有。但什么是这些车型,它们是否准确?

模特

不同的流行病学模型设计用于不同的目的,如做短期预测,长期预测,或模拟特定的干预措施,如关闭学校的影响。不过虽然型号而异,往往会出现自20世纪10年代一个已经存在了的方法就可以了:在 先生模型。

获得SIR模型背后的总体思路,想象的人口中,每个人要么是易患疾病(S),感染(I),或回收(R),因此免疫。人的方式从所述的类传递到I类,然后从第i级的转换为R的类,由数学公式进行说明。这些公式依赖于 传输速率 对于疾病,也是 恢复率。启动模式关闭,只有在I类人口的一小部分,然后让它随着时间的推移,眼看着疾病的传播和再补贴为人们如何恢复,并成为免疫。

虽然简单,SIR模型给出了简单的人口预测好,比如学生在一所寄宿学校。当涉及到更为复杂的人口最多可以连接许多个体SIR模型代表不同的地理位置和亚群体,例如包括个别乡镇或学校。 (你可以更多的了解关于SIR模型 杂志。)

接触是关键

是什么在这方面非常重要的是人的联系方式:谁满足谁,以及如何频繁。这一信息来自社会的混合研究。一个例子是一个大型 公民科学项目 跑在2018年英国广播公司和高格的团队之间的合作。这里的人被要求下载的跟踪他们的行踪,并要求他们来跟踪他们所遇到的人们(所有适当匿名)的应用程序。这种接触数据由阵列数学表示(矩阵),其内置的型号的。

怎么看一个特定的社会干预措施,如关闭学校,可能会影响疾病的传播,通过删除或缩小,涉及到一些干预它的部分相应修改联系人数据。

但你必须要小心。 “完全关闭学校部件现实,以及不,应该只是减少,因为关键员工的孩子仍然要上学,说:”高格。 “如果没有明确的指导,那么孩子关闭学校可能最终会以其他方式混合在一起,或与他们的祖父母,这意味着有更多的接触发生,这需要被考虑进去。虽然我们可以在只能猜测它们的范围内“。现有的数据,如在老师打了什么事的信息,可以帮助您校准您的联系人数据,以反映干预措施,并预测其对疫情影响。这一点,简单地说,就是造型如何流行病学的作品。

是模特吗?

有不只是一个设计来代表整个英国,欧洲,甚至整个世界的史诗模型。相反,有许多不同的人专门做不同的事情,虽然SIR模型的房室方法是执政党的范例,模型还可以在它们的性质不同。有些是完全确定的,其他含有程度的随机性,有的被设计成只运行一次,以展示一个特定因素的作用,其他人都跑多次获得在面对不确定性的预测范围。

最大的问题是模型是否现实。一个问题是,covid-19是一种新的疾病和现有的模型进行季节性“流感发展。 “我们从开始的流感,没有人电晕流行病模型,说:”高格。 “所以在[这种流行病的开始]我们不得不问什么可能是covid-19,我们已经为流感砌成的模型之间的系统差异。”

虽然流行动态特性是“流感和冠状病毒类似,也有不同之处。一个是,covid-19有相当潜伏期:一个人可以有感染没有表现出任何症状。 “对“流感也许你得到的那几个小时,但对于这个冠状病毒也可以是几天,说:”高格。在模型而言,这意味着移动到西珥,其中E代表“暴露”的世界:人们在这个类有感染,但没有症状呢。电子类可以拆分为进一步那些谁传染给别人,那些谁不。 “所有的模型都是近似值,并为“流感你经常可以逃脱先生,这取决于你试图解决与模型。但是忽略了这种病毒的潜伏期是一个更糟糕的近似,特别是如果做短期长期预测,所以平时它确实需要考虑,说:”高格。

我们怎么知道的参数?

也有很多我们不知道covid-19其他的事情。 “还有一些细节,我们只是不知道,比如说你是一个一天究竟如何传染,或在第二天,说:”高格。 “推断,从不完善的数据是很辛苦的,虽然我们现在有来自中国和其他国澳门赌场的一些数据,并从游船的数据已经非常有趣。你就努力做到最好,从有限的信息来推断。”当没有足够的信息,建模人员决定哪些未知的是最重要的,要以消除不确定性 - 作出这样的调用是建模的一个极为重要的方面。

任何一个参数的重要性取决于正是你正在尝试做的。 “预测多少案件有明天会知道很多事情你不需要的东西。这是目前几乎指数,说:”高格。 “但要做出是否存在将是第二波,你需要知道一些非常非常不同的事情的预测。”

更长期的预测一个重要的数字是 基本再生数 的疾病的(经常表示为r0):人感染的人会感染上平均,假设每个人在人口易患本病(它与传输速率)的数量。对于covid-19这个估计谎言2和2.5之间。建模者往往会运行他们的每一个可能值范围的模型,想出了一系列相应的预测。

感染,但没病

另一个重要的数字,许多流行病学澳门赌场将目前给予肢体,是感染人口,其中包括谁都有过这种疾病,但显示没有症状的人的病例数的真实案件的数量。 “asymptomatics的数量是多少,我在那一刻失去的睡眠了。知道这是我们的退出策略是至关重要的,说:”高格。

这是因为有两个基本的东西,可以减少电流呈指数增长。 “第一个是接触率下的干预改变,如关闭学校和物理疏远:这是这些整点,”高格说。 “改变指数过程中的第二件事情是易感的枯竭。”因为有过这种疾病会使你的免疫一段时间,知道真正的多的情况下,包括asymtpomatics,将告诉你如何快速的类易感人群将越来越小。的什么流行病学呼叫群体免疫手段,作为易感的数量减少,疾病的指数增长变平,然后将机构变得指数衰减。

据有关数据asymptomatics而言,是有希望的。抗体试验可以告诉一个人是否得了这个病,明知与否,现在要做的存在,尽管这些第一波将理所当然地只推广到NHS的工作人员。

但即使有不完善的信息,模拟预测不只是在黑暗中刺特别是如果他们考虑和目前的不确定性范围。不错的机型包括所有我们所拥有的相关信息。良好的建模者保持他们的模型的局限性以及其中的不确定性,仔细记录,通常包括可能的参数值,然后导致预测的范围的范围:根据不同的干预策略可能出现的未来情景的范围。预测不会是完美的,但他们是我们可以用我们掌握的信息做到最好。

所以呢 将要发生?

没有人能确切说出事情发生。在地平线上的一大希望是疫苗的到来,另一种方法,使群体免疫可以保护最弱势群体作为优先选项,预计在大约十二至十八个月建成。问题是如何让自己与所造成的损害最少的那个点。

一两件事,每个人都同意的是,这将涉及到长期的牺牲。 “我们不能只是关闭了一个星期,希望这件事情是走了,说:”高格。 “这将仍然是这里[如果社会隔离措施都还为时过早取消],我们不会有任何群体免疫力。目前,我们已经有了别无选择,只能关闭,以确保我们的医疗系统没有推过容量,但我们很清楚,这是不是一个永久性的战略。”

A 歌革的的前博士生,斯蒂芬kissler,谁曾在这里工作的damtp,现在是哈佛大学共同撰写,曾在中兴问题的详细研究,同时考虑季节变化的太:呼吸系统疾病的爆发往往是在秋季和冬季糟糕的是,把更大的应变上的卫生保健系统,因为他们与季节性“流感爆发一致。 k是sler和他的团队使用,其中包括反映这种季节性变化的组件模型西珥。的社会隔离措施的效果体现在,通过高达60%的减少covid-19的基本再生数的,堪与在中国所观察到的模型。

这项最新研究的结论并不完全乐观。保持社交距离的一个周期是不会足以从被淹没阻止重症监护能力(该研究调查的重症监护能力,在美国,而不是英国,但类似的结果将在英国适用)。 “[根据这项研究]我们正在寻找一个时期串行锁起伏的,说:”高格。 “这个想法是,你锁定在重症监护即将龙骨上。但是,在英国发生的事情是,NHS正在扩大其规定,所以希望我们的锁起伏可以变短,程度轻,希望不要太频繁。 “

这一切的黑暗中也有,但是,一对夫妇希望的光芒的。一个是covid-19的严重的情况下可能会在某个时候抵达服药和更好的治疗方案。这将意味着,人们会得到少生病了更短的时间,减少了对NHS的压力。因为大部分的社会隔离措施的严重性是到我们需要保持NHS坍塌,让人们有严重的疾病,可以有效照顾,这可能随后也意味着更短的时间不太严厉的措施。

希望其他射线可追溯到轻微和无症状感染未知的总数。如果这是比模型假定高得多,如果越来越多的人已患病,现在免疫,那么后市不是附近的任何地方一样糟糕上面的数字显示。我们只能希望这是事实。直到我们发现,我们所能做的就是坚持在澳门赌场里的规则和住宿。

这篇文章是基于与朱莉娅歌革的采访,进行如英国进入锁定三月2020照片朱莉娅歌革通过 亨利·凯尼恩.