SZTE Info

Rost_Gergely_kiemelt_nagy

Járványok a levegőben: szegedi matematikusok kutatása betegségekről és bifurkációkról

Mi köze van egymáshoz a járványoknak és a matematikának? A világ legnagyobb alkalmazott matematikai társulata, a SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics), valamint a Science Daily portál vezető hírei között számolt be szegedi matematikusok frissen publikált munkájáról.

Cikk nyomtatásCikk nyomtatás
Link küldésLink küldés

A 2002-es SARS járvány óta a matematikai járványmodellezés egyik központi kérdése, hogy milyen kölcsönhatásban van a megnövekedett emberi mobilitás a járványok terjedésének dinamikájával? Ezt vizsgálta a tavaly Szegeden doktorált, jelenleg Kanadában kutató Knipl Diána, Röst Gergely, az SZTE Bolyai Intézet tudományos főmunkatársa, valamint Pawel Pilarczyk az ausztriai ISTA kutatója.


 

Az Ebola terjedésére is választ ad a reprodukciós szám


A szegedi kutatók által nagyító alá tett kérdés aktualitására elég példaként említeni a közelmúltban nagy riadalmat kiváltó Ebolát vagy az Európa számára is kockázatos szíriai gyermekbénulás járványt említeni.


A legtöbb járványterjedési modellben viszonylag egyszerűen megérthető, hogy mi történhet: ha a reprodukciós számnak nevezett mennyiség (ami azt méri, hogy egy fertőzött hány másikembert fertőz meg átlagosan) egynél kisebb, a betegség eltűnik; ha viszont egynél nagyobb, akkor a betegség terjedni kezd és a betegek száma végül egy jól meghatározott egyensúlyba kerül.


 

Utazási modellek


A három matematikus utazási modellje szokatlan jelenséget tárt fel: akár kilenc egyensúlyi állapot is létezhet. Ezek az utazás volumenének változtatásával jönnek létre vagy éppen szűnnek meg, egy érdekes újfajta bifurkációs diagramot képezve. Ez jelentősen megnehezíti az előrejelzések készítését, mivel nagyon nehéz eldönteni, hogy a járvány kilenc lehetséges végkimeneteléből melyik fog megvalósulni. Emiatt az se egyértelmű, hogy például utazási korlátozások bevezetése az adott esetben segít-e a járvány megfékezésében. Szerencsére, mint azt a matematikusok kiszámolták, ez a komplikált viselkedés csak viszonylag ritkán jelentkezik, és arra is pontos feltételt adtak, hogyan lehet elkerülni ezt az esetet.


 

Matematikai biológia az influenzáról


Röst Gergely a szintén szegedi Yukihiko Nakatával írta le az utazási hálózatokon terjedő, utazás közben is fertőző betegségek terjedésének matematikai alapjait, amit a matematikai biológia legfontosabb lapja, a Journal of Mathematical Biology közölt. A modellcsalád influenzára adaptált változatáról korábban Röst Gergely és Knipl Diána a torontói Betegségmodellezési Központ igazgatójával, Jianhong Wu professzorral együttműködésben publikált szintén a SIAM Journal of Applied Dynamical Systems folyóiratban.


A repülőutak alatt zajló járványterjedés tényét az Európai Járványügyi Központ (ECDC) egyik közelmúltban megjelentetett tanulmánya is megerősíti. Eszerint például az influenza esetében egy 8 órás repülőút során egy fertőzött utazó számos utastársát megfertőzheti. A matematikai modell felállítása során a kutatók tehát azt is figyelembe vették, hogy a repülőgépek utasterének zsúfoltsága miatt a megfertőződés valószínűsége jelentősen nagyobb utazás alatt, mint átlagos körülmények között. Így arra az érdekes következtetésre jutottak, hogy a járvány távolabbi területekre hamarabb átterjedhet, mint közeliekre, ha szoros légi összeköttetésben áll a járvány gócpontjával.


A kutatók valós helyzetben is tesztelték modelljüket: a 2009-es A(H1N1) influenza pandémia statisztikáit felhasználva rekonstruálták a kanadai és mexikói járványgörbéket. A számítógépes szimulációkban valós demográfiai és légiközlekedési adatokat használva leírták, hogyan terjedt át a járvány a 2009 áprilisi kitörést követően Mexikóból Kanadába néhány hét alatt.


A fenti témáról további részletek:


Knipl DH, Pilarczyk P, Röst G
Rich bifurcation structure in a two-patch vaccination model
SIAM Journal on Applied Dynamical Systems 14:(2), 980-1017, 2015


Nakata Y, Röst G
Global analysis for spread of infectious diseases via transportation networks
Journal of Mathematical Biology, 70(6), 1411-1456, 2015


Knipl DH, Röst G, Wu J
Epidemic Spread and Variation of Peak Times in Connected Regions due to Travel-Related Infections – Dynamics fan Antigravity-Type Delay Differential Model

SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, 12L4), pp 1722–1762 (2013)


A press release az alábbi külföldi portálokon is megjelent.

 

Connect.siam.org

 

Sciencedaily.com

 

Connect.siam.org

 

SZTEinfo

Kép forrása: Delmagyar.hu

 

Korábban írtuk az SZTE Hírportálon Röst Gergely, illetve tanítványai és munkatársai kutatásairól:

A végtelent egyszerűsíti

A járványok matematikájáról beszélgettek az Informatóriumban

Kanyarójárványt okozhatnak a gólok?

Szabadegyetem - Szeged VI. Röst Gergely: Matematikával a járványok ellen

Matematikával a járványok ellen

EU-támogatást kapott a fiatal szegedi kutató

Cikk nyomtatásCikk nyomtatás
Link küldésLink küldés

SZTEmagazin

2017. október 03.

Kiemelt_Antalicz_B

Első díjat nyert az Országos Tudományos Diákköri Konferencián, és egyedül épített a lézerfényt mérni képes szenzort. Felsőfokon beszél németül, angolul olvas szakcikkeket, miközben kínaiul tanul. A kollégiumában segíti az önképzőkör munkáját, s emellett egy új kutatási projekthez számítógépes szoftvert ír. Ő Antalicz Balázs, a Szegedi Tudományegyetem MSc-képzéses fizika szakos hallgatója, akitől leckét kaptunk lendületből és szakmai elhivatottságból.

SZTEtelevízió

2017. szeptember 13.

kiemelt_tanevnyito2017

Olyan jelentős fejlesztések előtt áll az SZTE, amelyekkel nemzetközi rangú kutatóegyetemmé válik – jelentette ki a rektor, igazolta példákkal a kormányt képviselő igazságügyi miniszter. A Szegedi Tudományegyetem 2017-2018-as tanévet nyitó ünnepségéről készült rövid videó itt megtekinthető.

Eseménynaptár

Eseménynaptár RSS

Rendezvénynaptár *

  • október 6. 08:00 - december 20. 08:00
    A szegedi szecessziós épületeket szokatlan szemszögbôl mutatja meg a tárlat. Az épületekre jellemzô szecessziós részleteket láthatjuk viszont fotókon. Olyan perspektívából, madártávlatból, ahogy az utca embere nem láthatja ôket. A kiállítás megtekinthetô december 20-ig.
  • október 7. 14:00 - november 10. 08:00
    A Magyar Alkotómûvészek Országos Egyesületével karöltve, szalonjelleggel a MAOE teljes képzômûvészeti tagságát megszólaltató tárlatot mutat be a REÖK. Ennek a kiállításnak a korábbi években különbözô, nagyhírû intézmények, mint például a szentendrei MûvészetMalom adott helyet. Az eddigi évek tapasztalatai alapján a szegedi kiállítóházba is 6-800 mûvész alkotását várjuk. A kiállítás megtekinthetô november 10-ig. Belépôjegy 500 Ft.
  • október 9. 15:00 - november 10. 20:00
    A fényképeket a szerző Juhász Antalnak az 1960-as évek óta végzett néprajzi terepmunkáin készítette. Az idő tájt a tanyai emberek a gazdasági, társadalmi változások időszakát élték. Évtizedek múltán látjuk, hogy a felvételek többnyire egy még paraszti életformában élt nemzedék hétköznapi munkáját, ünnepeit dokumentálják.
  • október 13. 17:00 - december 31. 18:00
    Gyenes Kálmán a Délmagyarország fotósaként hosszú éveken keresztül örökítette meg nemcsak Szeged, hanem Csongrád megye mindennapjait is, emellett számtalan felvételt készített szeretett Erdélyérôl is. A tárlaton a nem régen elhunyt fotómûvész alkotásaiból mutatunk be egy olyan válogatást, melyen megjelennek a sportversenyek izgalmai, a rendszerváltás legendás pillanatai vagy éppen Tarján panelépületeinek szépségei is. A kiállítás megtekinthetô december 31-ig, naponta 10.00–18.00 óráig.
  • október 17. 16:00 - november 17. 20:00
    Az 1956-ra, a szegedi egyetemen megalakult MEFESZ-re emlékező kiállítást az SZTE Klebelsberg Könyvtár szervezi.