Die berühmte Gleichung, die bei der Suche nach außerirdischem Leben verwendet wurde, hat Wissenschaftler dazu inspiriert, ein neues Modell zu entwickeln, das die Übertragungschancen von COVID-19 abschätzt.
Das neue Modell, im Wesentlichen eine einzelne Gleichung mit mehreren multiplizierten Variablen, schätzt das Risiko einer COVID-19-Übertragung auf dem Luftweg. In ihrer Arbeit ließen sich die Forscher von einer einfachen, aber historisch bedeutsamen mathematischen Formel leiten, die als Drake-Gleichung bekannt ist und die Chancen schätzt, intelligentes außerirdisches Leben in unserer Galaxie zu finden.
Laut den Autoren basiert die 1961 vom Astronomen Frank Drake entwickelte Gleichung auf nur sieben Variablen und bietet einen „leicht verständlichen Rahmen“ für die Untersuchung von etwas, das so scheinbar unverständlich ist wie die Anzahl der außerirdischen Zivilisationen.
Die Wissenschaftler wollten eine ähnliche Grundlage für das Verständnis des Risikos einer COVID-19-Übertragung bieten.
'Es gibt immer noch viel Verwirrung darüber, wie COVID-19 übertragen wird. Dies liegt zum Teil daran, dass es keine gemeinsame „Sprache“ gibt, die das Verständnis der Risikofaktoren erleichtert “, sagt der Co-Autor der Studie, Rajat Mittal, Professor für Maschinenbau an der Johns Hopkins University.
„Was muss eigentlich passieren, damit sich eine Person infiziert? Wenn wir diesen Prozess klarer und quantitativer visualisieren können, können wir fundierte Entscheidungen darüber treffen, welche Maßnahmen zu ergreifen und was zu vermeiden sind. '
Das neue Modell, das am 7. Oktober in der Zeitschrift Physics of Fluids veröffentlicht wurde, unterteilt die Übertragung von COVID-19 in drei Phasen: Freisetzung von virushaltigen Tröpfchen von einer infizierten Person in die Luft; Dispersion dieser Tröpfchen; und Einatmen dieser Tropfen durch eine gesunde Person.
Insgesamt besteht das Modell aus 10 Variablen, die an der Übertragung von COVID-19 beteiligt sind, einschließlich der Atemfrequenz infizierter und gesunder Menschen, der Anzahl der Viruspartikel in den ausgeatmeten Tröpfchen und der Zeitdauer, in der die Person exponiert ist.
Die neue Gleichung schätzt das Risiko einer COVID-19-Übertragung auf dem Luftweg. Die Gleichung besteht aus zehn Variablen. (Marissa Lanterman / Johns Hopkins University).
Die Autoren verwendeten dann ihr Modell, das sie als Airborne Inequality Model bezeichnen, um das Übertragungsrisiko in verschiedenen Szenarien abzuschätzen, einschließlich solcher, in denen Menschen Gesichtsmasken verwenden oder soziale Distanzierung praktizieren.
Wenn im Ungleichheitsmodell die Menge des eingeatmeten Virus größer ist als die Menge, die zur Infektion benötigt wird, wird die andere Person krank. Eine Einschränkung: Wir wissen derzeit nicht, wie viele Partikel benötigt werden, um eine Infektion zu verursachen. Infolgedessen kann das Modell das absolute Infektionsrisiko nicht berechnen, sondern nur das Risiko verschiedener Aktivitäten vergleichen.
In Bezug auf Gesichtsmasken errechneten die Forscher, dass ein Szenario, in dem sowohl infizierte als auch gesunde Menschen N95-Masken tragen, bei sonst gleichen Bedingungen das Übertragungsrisiko um das 400-fache verringern könnte, verglichen mit einem Szenario, in dem beide Personen überhaupt keine Masken verwenden. Chirurgische Masken können die Übertragung um das bis zu 10-fache und Stoffmasken um das bis zu 7-fache reduzieren, wenn beide Seiten Masken tragen.
Das Modell stellte fest, dass in einem Szenario, in dem Menschen aktiv trainieren, beispielsweise im Fitnessstudio, das Übertragungsrisiko dramatisch zunimmt.
Stellen Sie sich zwei Personen auf Laufbändern in einem Fitnessstudio vor. beide atmen schwerer als gewöhnlich. Eine infizierte Person setzt mehr Tröpfchen frei, während eine nicht infizierte Person mehr Tröpfchen einatmet. Auf engstem Raum steigt das Übertragungsrisiko um das 200-fache “, sagte Mittal.
In Bezug auf soziale Distanzierung fanden die Forscher einen linearen Zusammenhang zwischen Distanz und Übertragungsrisiko.
“Wenn Sie die Distanz verdoppeln, neigen Sie dazu, Ihre Verteidigung zu verdoppeln”, sagte Mittal in einer separaten Erklärung.
Die Forscher stellten fest, dass ihr Modell einfach und intuitiv sein sollte, damit es nicht nur Wissenschaftlern, sondern auch der Öffentlichkeit zur Verfügung steht. Sie erkennen, dass ihr Modell eine Reihe von Annahmen trifft und wichtige unbekannte Variablen enthält.
Die Autoren hoffen jedoch, dass ihre Arbeit “als Informationsquelle für zukünftige Forschungen dienen kann, die diese Lücken in unserem Verständnis von COVID-19 schließen”, sagte Mittal.
Artikel veröffentlicht von Live Science.
Quellen: Foto: ESA / Hubble & NASA
