Matematik kan hjälpa folkhälsoarbetare att bättre förstå och påverka mänskliga beteenden som leder till spridning av infektionssjukdomar, enligt en studie från University of Waterloo.

Nuvarande modeller som används för att förutsäga uppkomsten och utvecklingen av patogener inom värdpopulationer inkluderar inte socialt beteende.

"Vi tenderar att behandla sjukdomssystem isolerade från sociala system, och vi tänker inte ofta på hur de ansluter till varandra, eller påverka varandra, " sa Chris Bauch, medförfattare och professor vid institutionen för tillämpad matematik vid Waterloo. "Detta ger oss en bättre uppfattning om hur sociala reaktioner på infektionssjukdomar kan påverka vilka stammar som blir framträdande i befolkningen."

Genom att lägga till dynamiska sociala interaktioner till de modeller som redan används för sjukdomsutbrott och evolution, forskare kunde bättre förutse hur en virulent patogenstam kan uppstå baserat på hur människor försöker kontrollera spridningen av sjukdomen. Detta nya tillägg till sjukdomsmodellering kan göra det möjligt för forskare att bättre förhindra oönskade resultat, såsom farligare mutantstammar från att utvecklas och spridas.

Den sociala modelleringen kan påverka folkhälsoresponsen på nya infektionssjukdomar som ebola och allvarligt akut respiratoriskt syndrom (SARS). Människans beteende under dessa utbrott förändras ofta dramatiskt under utbrottet. Människor kan börja använda ansiktsmasker, eller sluta använda dem i förtid. Också, allmänhetens rädsla för patogenerna kan leda till fel typ av beteende om allmänhetens information är felaktig. Modelleringen kan hjälpa folkhälsosvar att navigera och bättre kanalisera dessa typer av befolkningssvar,

Bauch och hans medförfattare Joe Pharaon formulerade den nya matematiska modellen för att studera påverkan av socialt beteende på konkurrensen mellan patogenstammar med olika virulens. Med hjälp av datorsimuleringar, de analyserade hur modellen betedde sig under olika möjliga scenarier som kan uppstå för populationer för att utforska logiken i hypotesen att socialt beteende spelar en roll i evolutionen av stammen.

"Mänskligt beteende spelar en stor roll i spridningen och utvecklingen av en infektionssjukdom, sade faraon, en Ph.D. kandidat vid Waterloo's Faculty of Mathematics. "Den modell vi formulerade var en generell modell, men det skulle kunna anpassas med mer biologiska detaljer och struktur för mer specifika patogener."

Pappret, Inverkan av socialt beteende på konkurrensen mellan virulenta patogenstammar, visas i Journal of Theoretical Biology .