Una teoría basada en el tráfico aéreo calcula la propagación de enfermedades
Un trabajo computacional llevado acabo en la Universidad de Northwestern, en Evanston, Illinois, Estados Unidos, ha dado lugar a una nueva teoría matemática para comprender la propagación mundial de las epidemias, de forma que podría ayudar a identificar el origen de un brote y mejorar significativamente la capacidad de prever las vías globales a través de las cuales se propaga una enfermedad.
El modelo, publicado en la revista 'Science', se basa en calcular las distancias efectivas a partir de las intensidades de tráfico en la red de transporte aéreo a nivel mundial.
"Con esta nueva teoría, podemos reconstruir los orígenes de los brotes con mayor seguridad, calcular la velocidad de difusión epidémica y prever cuándo llega un frente epidémico a cualquier lugar en todo el mundo", dijo el físico teórico Dirk Brockmann, quien desarrolló las ideas para esta investigación en el Instituto de Sistemas Complejos de Northwest (NICO, en sus siglas en inglés). "Esto puede ayudar a mejorar las posibles estrategias de mitigación", prevé.
Brockmann, actualmente profesor en la 'Humboldt- Universität', de Berlín, era profesor asociado de Ciencias de la Ingenería y Matemáticas Aplicadas en la Escuela McCormick de la Universidad Northwestern cuando realizó el trabajo con su colega el científico Dirk Helbing, profesor en la 'ETH Zurich', en Suiza.
El nuevo enfoque de Brockmann y Helbing para la comprensión de la dinámica de la enfermedad a nivel mundial se basa en la noción intuitiva de que en nuestro mundo fuertemente conectado las distancias geográficas convencionales ya no son la variable clave sino que deben reemplazarse por "las distancias efectivas".
"Desde la perspectiva de Frankfurt, en Alemania, otras áreas metropolitanas como Londres, Nueva York o Tokio efectivamente no están geográficamente más distantes que otras ciudades cercanas alemanas como Bremen, Leipzig o Kiel", argumenta Brockmann, también miembro del Instituto Robert Koch en Berlín. Cuando un virus desconocido surge en distintos lugares del mundo, los científicos se centran en saber dónde se originó la nueva enfermedad, dónde caben esperar nuevos casos, cuándo porían surgir y cuánta gente contraerá la enfermedad.
Con el fin de contener la propagación y sus consecuencias potencialmente devastadoras, resulta esencial una evaluación rápida para desarrollar estrategias de mitigación eficientes. Las simulaciones por ordenador altamente sofisticadas, que intentan predecir la probable evolución temporal de la epidemia y el patrón de difusión, son herramientas importantes para la previsión de escenarios diferentes.
Sin embargo, esas simulaciones por ordenador son muy exigentes en términos de tiempo de computación y requieren el conocimiento de los parámetros específicos de la enfermedad que, por lo general, no son conocidos para las nuevos enfermedades infecciosas emergentes. En su trabajo, estos expertos muestran que las distancias efectivas pueden calcularse a partir de las intensidades de tráfico en la red de transporte aéreo a nivel mundial.
"Si el flujo de pasajeros desde el punto A al punto B es grande, la distancia efectiva es pequeña y viceversa. Lo único que teníamos que hacer era encontrar la fórmula matemática correcta para esto", explica Helbing. Con este tipo de fundamento matemático, Brockmann y Helbing pueden visualizar la extensión geográfica de enfermedades del pasado, como el SARS en 2003, o la gripe H1N1 en 2009.
Según Brockmann, es posible que este enfoque pueda mejorar sustancialmente en el futuro la técnica de los modelos existentes sobre propagación de enfermedades. "Creemos que nuestra teoría también nos ayudará a entender mejor otros fenómenos de contagio importantes, como la propagación de virus informáticos, la información y las modas o fenómenos de contagio en las redes sociales", conluye Helbing. EP
El modelo, publicado en la revista 'Science', se basa en calcular las distancias efectivas a partir de las intensidades de tráfico en la red de transporte aéreo a nivel mundial.
"Con esta nueva teoría, podemos reconstruir los orígenes de los brotes con mayor seguridad, calcular la velocidad de difusión epidémica y prever cuándo llega un frente epidémico a cualquier lugar en todo el mundo", dijo el físico teórico Dirk Brockmann, quien desarrolló las ideas para esta investigación en el Instituto de Sistemas Complejos de Northwest (NICO, en sus siglas en inglés). "Esto puede ayudar a mejorar las posibles estrategias de mitigación", prevé.
Brockmann, actualmente profesor en la 'Humboldt- Universität', de Berlín, era profesor asociado de Ciencias de la Ingenería y Matemáticas Aplicadas en la Escuela McCormick de la Universidad Northwestern cuando realizó el trabajo con su colega el científico Dirk Helbing, profesor en la 'ETH Zurich', en Suiza.
El nuevo enfoque de Brockmann y Helbing para la comprensión de la dinámica de la enfermedad a nivel mundial se basa en la noción intuitiva de que en nuestro mundo fuertemente conectado las distancias geográficas convencionales ya no son la variable clave sino que deben reemplazarse por "las distancias efectivas".
"Desde la perspectiva de Frankfurt, en Alemania, otras áreas metropolitanas como Londres, Nueva York o Tokio efectivamente no están geográficamente más distantes que otras ciudades cercanas alemanas como Bremen, Leipzig o Kiel", argumenta Brockmann, también miembro del Instituto Robert Koch en Berlín. Cuando un virus desconocido surge en distintos lugares del mundo, los científicos se centran en saber dónde se originó la nueva enfermedad, dónde caben esperar nuevos casos, cuándo porían surgir y cuánta gente contraerá la enfermedad.
Con el fin de contener la propagación y sus consecuencias potencialmente devastadoras, resulta esencial una evaluación rápida para desarrollar estrategias de mitigación eficientes. Las simulaciones por ordenador altamente sofisticadas, que intentan predecir la probable evolución temporal de la epidemia y el patrón de difusión, son herramientas importantes para la previsión de escenarios diferentes.
Sin embargo, esas simulaciones por ordenador son muy exigentes en términos de tiempo de computación y requieren el conocimiento de los parámetros específicos de la enfermedad que, por lo general, no son conocidos para las nuevos enfermedades infecciosas emergentes. En su trabajo, estos expertos muestran que las distancias efectivas pueden calcularse a partir de las intensidades de tráfico en la red de transporte aéreo a nivel mundial.
"Si el flujo de pasajeros desde el punto A al punto B es grande, la distancia efectiva es pequeña y viceversa. Lo único que teníamos que hacer era encontrar la fórmula matemática correcta para esto", explica Helbing. Con este tipo de fundamento matemático, Brockmann y Helbing pueden visualizar la extensión geográfica de enfermedades del pasado, como el SARS en 2003, o la gripe H1N1 en 2009.
Según Brockmann, es posible que este enfoque pueda mejorar sustancialmente en el futuro la técnica de los modelos existentes sobre propagación de enfermedades. "Creemos que nuestra teoría también nos ayudará a entender mejor otros fenómenos de contagio importantes, como la propagación de virus informáticos, la información y las modas o fenómenos de contagio en las redes sociales", conluye Helbing. EP
