{"id":23985,"date":"2025-02-05T13:11:50","date_gmt":"2025-02-05T12:11:50","guid":{"rendered":"https:\/\/news.save.ch\/?p=23985"},"modified":"2025-02-05T13:11:50","modified_gmt":"2025-02-05T12:11:50","slug":"neues-modell-fuer-die-ausbreitung-von-infektionskrankheiten-epidemien-besser-vorhersagen","status":null,"type":"post","link":"https:\/\/news.save.ch\/de\/neues-modell-fuer-die-ausbreitung-von-infektionskrankheiten-epidemien-besser-vorhersagen\/","title":{"rendered":"Neues Modell f\u00fcr die Ausbreitung von Infektionskrankheiten: Epidemien besser vorhersagen"},"content":{"rendered":"<figure id=\"attachment_23987\" aria-describedby=\"caption-attachment-23987\" style=\"width: 1000px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/news.save.ch\/neues-modell-fuer-die-ausbreitung-von-infektionskrankheiten-epidemien-besser-vorhersagen\/depositphotos_361223650_s\/\" rel=\"attachment wp-att-23987\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-23987\" src=\"https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S.jpg\" alt=\"\" width=\"1000\" height=\"667\" srcset=\"https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S.jpg 1000w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S-680x454.jpg 680w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S-768x512.jpg 768w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S-18x12.jpg 18w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S-375x250.jpg 375w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Depositphotos_361223650_S-525x350.jpg 525w\" sizes=\"auto, (max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-23987\" class=\"wp-caption-text\">Foto: photonatasavina.gmail.com<\/figcaption><\/figure>\n<p>\u00abDeine Freunde haben mehr Freunde als du\u00bb, schrieb der US-amerikanische Soziologe Scott Feld 1991. Felds sogenanntes \u00abFreundschaftsparadox\u00bb besagt, dass die Freunde einer beliebigen Person im Durchschnitt mehr Freunde haben als die Person selbst. Dahinter steckt eine einfache Wahrscheinlichkeitsrechnung: Gut vernetzte Menschen tauchen mit einer h\u00f6heren Wahrscheinlichkeit in den Freundeskreisen anderer auf. \u00abWenn man den Freundeskreis einer beliebigen Person betrachtet, ist es sehr wahrscheinlich, dass in diesem Freundeskreis sehr gut vernetzte Personen mit \u00fcberdurchschnittlich vielen Freunden vorkommen\u00bb, erkl\u00e4rt Empa-Forscher Ivan Lunati, Leiter des Labors \u00abComputational Engineering\u00bb. Ein \u00e4hnliches Prinzip diente Lunati und seinem Team als Grundlage f\u00fcr ein neues mathematisches Modell, mit dem sich die Entwicklung von Fallzahlen w\u00e4hrend einer Epidemie genauer vorhersagen l\u00e4sst.<\/p>\n<figure id=\"attachment_23986\" aria-describedby=\"caption-attachment-23986\" style=\"width: 9922px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/news.save.ch\/neues-modell-fuer-die-ausbreitung-von-infektionskrankheiten-epidemien-besser-vorhersagen\/attachment\/91480\/\" rel=\"attachment wp-att-23986\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-23986 size-full\" src=\"https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853.png\" alt=\"\" width=\"9922\" height=\"6070\" srcset=\"https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853.png 9922w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-680x416.png 680w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-1024x626.png 1024w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-768x470.png 768w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-1536x940.png 1536w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-2048x1253.png 2048w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-18x12.png 18w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-375x229.png 375w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-572x350.png 572w, https:\/\/news.save.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/91480-e1738757137853-1000x612.png 1000w\" sizes=\"auto, (max-width: 9922px) 100vw, 9922px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-23986\" class=\"wp-caption-text\">Die mittels einer \u00abReproduktionsmatrix\u00bb berechnete Kurve (t\u00fcrkis) spiegelt die tats\u00e4chliche Infektionslage (schwarz) wesentlich genauer wider als bisherige Modelle (gelb und blau). Grafik: Empa<\/figcaption><\/figure>\n<p>Doch was haben Freundeskreise mit Infektionskrankheiten zu tun? \u00abJe mehr Kontakte eine Person hat, desto mehr Menschen kann sie in einer Epidemie anstecken\u00bb, erkl\u00e4rt Lunati. Herk\u00f6mmliche epidemiologische Modelle gehen aber davon aus, dass jede infizierte Person im Verlauf der Epidemie im Durchschnitt gleich viele andere Personen ansteckt. Diese Anzahl wird als Reproduktionszahl (R) bezeichnet. Ist R gr\u00f6sser als eins, steigen die Fallzahlen exponentiell an; ist R kleiner als eins, sinken sie.<\/p>\n<p>Nat\u00fcrlich ist dieses Modell vereinfacht: \u00abDie Fallzahlen k\u00f6nnen nicht unendlich weitersteigen, da die Bev\u00f6lkerung nicht unendlich gross ist\u00bb, so Lunati. Das rasante exponentielle Wachstum finde vor allem zu Beginn einer Welle statt, so der Forscher. Mit der Zeit gibt es immer weniger Menschen, die noch angesteckt werden k\u00f6nnen, der R-Wert nimmt also ab, und die Zunahme der Neuinfektionen verlangsamt sich, bis es schliesslich zu einem Infektions-Peak kommt und die Fallzahlen wieder zu sinken beginnen \u2013 eine Kurve, die nach der Covid-Pandemie wohl den meisten Menschen vertraut ist.<\/p>\n<p><b>Nicht unendlich viele \u00abSuperspreader\u00bb<\/b><\/p>\n<p>Diese Infektionskurve l\u00e4sst sich mit mathematischen Methoden berechnen, um ihren Peak vorherzusagen. Geht man dabei von der Annahme aus, dass jede infizierte Person gleich viele andere Menschen ansteckt, weicht das Modell jedoch von den empirisch gemessenen Infektionswellen ab. Zwar kann es den Beginn der Welle gut wiedergeben, im sp\u00e4teren Verlauf ebbt die Infektionswelle jedoch schneller ab als vorhergesagt jedoch schneller als vorhergesagt, sodass der Peak schlussendlich etwas tiefer ausf\u00e4llt als in der Modellrechnung \u2013 und zwar selbst dann, wenn keine neuen Schutzmassnahmen den Infektionsverlauf beeinflussen.<\/p>\n<p>Gemeinsam mit dem Empa-Forscher Hossein Gorji sowie No\u00e9 Stauffer, Doktorand an der Empa und der EPFL, stellte sich Lunati die Frage: Wie machen wir solche Vorhersagen genauer? Ihre Antwort hat Parallelen mit dem Freundschaftsparadox. \u00abMenschen mit vielen sozialen Kontakten stecken sich besonders schnell an, und stecken ihrerseits wieder viele andere an\u00bb, erkl\u00e4rt Lunati. Solche Menschen bezeichnen die Forschenden auch als Hubs oder Superspreader. Zu Beginn einer Infektionswelle sind es vor allem sie, die den Anstieg der Fallzahlen vorantreiben. Die Anzahl solcher Superspreader in der Gesellschaft ist allerdings relativ klein. Sind sie alle infiziert \u2013 was aufgrund ihrer vielen Kontakte relativ schnell eintrifft \u2013, verlangsamt sich die Ausbreitung der Krankheit. Herk\u00f6mmliche Modelle, die auf der Reproduktionszahl R basieren, ber\u00fccksichtigen diese Verlangsamung nicht.<\/p>\n<p>In einer Studie, die vor kurzem im \u00abJournal of the Royal Society Interface\u00bb ver\u00f6ffentlicht wurde, schlagen Gorji, Stauffer und Lunati deshalb die Verwendung einer sogenannten Reproduktionsmatrix anstelle der Reproduktionszahl vor. Diese Matrix sagt aus, wie schnell einzelne Bev\u00f6lkerungsgruppen angesteckt werden, und tr\u00e4gt somit der Heterogenit\u00e4t der Gesellschaft Rechnung. \u00abWir wollten \u00fcber die vereinfachte Interpretation der Reproduktionszahl R hinausgehen und die Komplexit\u00e4t realer Epidemiewellen besser erfassen,\u00bb so Hossein Gorji. \u00abDie Reproduktionsmatrix erm\u00f6glicht uns eine genauere Vorhersage der Krankheitsausbreitung, indem sie sowohl die Nichtlinearit\u00e4t als auch die Heterogenit\u00e4t ber\u00fccksichtigt, die bei herk\u00f6mmlichen Modellen oft \u00fcbersehen werden.\u00bb Das Forschungsprojekt wurde vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) unterst\u00fctzt.<\/p>\n<p><b>Auch f\u00fcr andere Netzwerke<\/b><\/p>\n<p>Bei der Definition dieser Reproduktionsmatrix setzten die Forschenden auf Daten aus anderen Studien. F\u00fcr ihr Modell teilten sie die Gesellschaft nach Alter in Gruppen ein. Am meisten Kontakte haben dabei \u2013 im Durchschnitt \u2013 Personen zwischen 10 und 25 Jahren. \u00abDiese Gruppeneinteilung nach Alter ist nat\u00fcrlich eine Verallgemeinerung, echte soziale Kontakte sind komplexer\u00bb, erkl\u00e4rt Lunati. \u00abAusserdem nimmt unser Modell an, dass sowohl die Ansteckungen als auch die Superspreader gleichm\u00e4ssig im ganzen Land verteilt sind. F\u00fcr kleine L\u00e4nder mit gut verbundenen Regionen und relativ einheitlichen sozialen Strukturen ist diese Annahme wenig problematisch. Bei grossen L\u00e4ndern m\u00fcssten wir aber auch die geografische Verteilung der Bev\u00f6lkerung und die Kontakte zwischen den Regionen ber\u00fccksichtigen.\u00bb<\/p>\n<p>Ihr neues Modell testeten die Forscher mit Covid-Daten aus der Schweiz und aus Schottland \u2013 beides relativ kleine L\u00e4nder. Sie konnten zeigen, dass die Matrix wesentlich genauere Vorhersagen von Infektions-Peaks erm\u00f6glicht. \u00abNat\u00fcrlich ist auch unser Modell stark vereinfacht\u00bb, sagt Lunati. Die St\u00e4rke des Matrix-Modells liegt aber gerade in seiner Einfachheit: \u00abEs ist sehr einfach anzuwenden, aber zugleich viel realistischer als der R-Wert allein.\u00bb<\/p>\n<p>Die N\u00fctzlichkeit des neuen Modells beschr\u00e4nkt sich dabei nicht auf Epidemien: Es kann in unterschiedlichen Systemen zum Einsatz kommen \u2013 immer dann, wenn sich Objekte \u00fcber ein Netzwerk verbreiten. So wollen es die Forschenden k\u00fcnftig etwa verwenden, um die Ausbreitung von Ansichten, Meinungen und Verhaltensweisen in einer Gesellschaft zu simulieren \u2013 etwa, wenn es um die Adoption von neuen Technologien oder einer nachhaltigen Lebensweise geht.<\/p>\n<p><em>Quelle: Empa<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00abDeine Freunde haben mehr Freunde als du\u00bb, schrieb der US-amerikanische Soziologe Scott Feld 1991. Felds sogenanntes \u00abFreundschaftsparadox\u00bb besagt, dass die Freunde einer beliebigen Person im Durchschnitt mehr Freunde haben als die Person selbst. 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