新冠病毒病大流行是我们这个时代最大、最严重的问题之一,需要多措并举才能成功有效地应对。因此,了解病毒传播的生物学机制以及病毒扩散控制动力学非常重要。可以使用普遍性概念来研究这些动态,根据普遍性概念,不同系统或系统类别可能会表现出相同的动态行为和动态特征,无论其基本机制和动态细节如何。

根据这些思路,联合国学术影响(UNAI)希腊成员机构西阿提卡大学(UNIWA)的一组研究人员与希腊国际大学、塞萨洛尼基亚里士多德大学和巴利阿里群岛大学的研究人员合作,创建了一种新的基于自组织临界性(SOC)的流行病学模型。鉴于全球对于疫苗接种、社交距离、预防措施、还有所谓的“群体免疫”等方法的有效性存在争议,这项研究更加具有价值。

上述研究团队创建出一个新模型,该模型通过格子上的自组织扩散,模拟流行病毒在人群中传播的动力学模型。“自组织扩散模型”(SODM)将流行病传播状态作为一个自组织系统,这是自然界中相当常见的过程,自组织系统表现出与流行病相同的动态行为,并能根据病毒的攻击性来区分病毒。这种自组织特性源于系统本身表现出的复杂性。

该模型通过对特定人群的流行病学数据拟合进行有效性验证。SODM展现了临界现象理论中的临界行为。基于普遍性原则,预计当前新冠病毒病大流行将符合模型动态。模型显示出大流行接近临界点,意味着从疫情高峰到疫情结束需要很长时间,且感染人数很多。

当系统不受任何限制地被释放时(“群体免疫”法),在病毒没有强烈攻击性的情况下,流行病传播趋于平稳,持续时间短。在病毒具有攻击性的情况下,系统可能会表现出不受控状态,感染活跃人数比例很高,最重要的是流行病持续时间会变长。这体现在系统的非线性及其在临界现象理论框架内的表现。

该项目侧重于攻击性病毒的研究,例如SARS-CoV-2等。UNIWA的扬尼斯·康托扬尼斯博士表示,“在这种情况下,‘群体免疫’法直接导致流行病(其实是大流行)广泛而长期的传播。”伯里克利·帕帕多普洛斯教授称,“控制这种情况的唯一方法是保持社交距离、限制身体接触。”专家补充表示,“这些连同疫苗这一重要方法,被证明能使系统的控制参数远离其临界值;提供了一个病毒较少的安全环境。”

根据斯泰利奥斯M.波蒂拉基斯教授的说法,新模型能够“评估限制性措施的有效性,这些措施与疫苗接种相结合,为决策提供了有效工具。”新模型的关键性结论是,新冠病毒病大流行表现类似于物理现象,可以从临界现象的物理学角度进行研究。这一案例也体现出大学如何在这个充满挑战的时代推进可持续发展目标3:良好的健康与福祉

[这项研究活动迄今为止的相关科学文献可以在这里这里找到。]