Slavná rovnice použitá při hledání mimozemského života inspirovala vědce k vývoji nového modelu, který odhaduje pravděpodobnost přenosu COVID-19.
Nový model, v podstatě jediná rovnice s několika multiplikovanými proměnnými, odhaduje riziko přenosu COVID-19 vzduchem. Vědci se ve své práci řídili jednoduchým, ale historicky významným matematickým vzorcem známým jako Drakeova rovnice, který odhaduje šance na nalezení inteligentního mimozemského života v naší galaxii.
Podle autorů je rovnice vyvinutá v roce 1961 astronomem Frankem Drakem založena pouze na sedmi proměnných a poskytuje „snadno srozumitelný rámec“ pro studium něčeho tak zdánlivě nepochopitelného, jako je počet mimozemských civilizací.
Vědci chtěli poskytnout podobný základ pro pochopení rizika přenosu COVID-19.
“Stále existuje mnoho nejasností ohledně přenosových cest COVID-19.” Je to zčásti proto, že neexistuje žádný společný „jazyk“, který by usnadňoval pochopení příslušných rizikových faktorů, “ říká spoluautor studie Rajat Mittal, profesor strojírenství na univerzitě Johns Hopkins University.
„Co se vlastně musí stát, aby se člověk nakazil? Pokud dokážeme tento proces vizualizovat jasněji a kvantitativně, můžeme činit informovaná rozhodnutí o tom, jaké kroky podniknout a čeho se vyvarovat. “
Nový model, publikovaný 7. října v časopise Physics of Fluids, rozděluje přenos COVID-19 na tři fáze: uvolňování kapiček obsahujících viry z infikované osoby do vzduchu; disperze těchto kapiček; a vdechování těchto kapek zdravým člověkem.
Celkově se model skládá z 10 proměnných podílejících se na přenosu COVID-19, včetně dechové frekvence infikovaných a zdravých lidí, počtu virových částic ve vydechovaných kapičkách a doby, po kterou je člověk vystaven.
Nová rovnice odhaduje riziko přenosu COVID-19 vzduchem. Rovnice se skládá z deseti proměnných. (Marissa Lanterman / Johns Hopkins University).
Autoři poté pomocí svého modelu, který nazývají Model nerovnosti ve vzduchu, odhadli riziko přenosu v různých scénářích, včetně těch, ve kterých lidé používají obličejové masky nebo praktikují sociální distancování.
V modelu nerovnosti, pokud je množství inhalovaného viru větší než množství potřebné k infikování, druhá osoba onemocní. Jedna námitka: V současné době nevíme, kolik částic je zapotřebí k vyvolání infekce. Výsledkem je, že model nemůže vypočítat absolutní riziko infekce, ale může porovnávat pouze úroveň rizika různých činností.
Pokud jde o obličejové masky, vědci vypočítali, že za stejných podmínek by scénář, ve kterém infikovaní i zdraví lidé nosí masky N95, mohl snížit riziko přenosu až 400krát ve srovnání se scénářem, kdy oba lidé vůbec nenosí masky. Chirurgické masky mohou snížit přenos až 10krát a látkové masky až 7krát, pokud mají obě strany masky.
Model zjistil, že ve scénáři, ve kterém lidé aktivně cvičí, například v tělocvičně, se riziko přenosu dramaticky zvyšuje.
„Představte si dva lidi na běžeckých pásech v tělocvičně; oba dýchají těžší než obvykle. Infikovaná osoba uvolňuje více kapiček, zatímco neinfikovaná osoba dýchá více kapiček. V tomto omezeném prostoru se riziko přenosu zvyšuje 200krát, “uvedl Mittal.
Pokud jde o sociální distancování, vědci zjistili lineární vztah mezi vzdáleností a rizikem přenosu.
„Pokud zdvojnásobíte vzdálenost, máte sklon zdvojnásobit svoji obranu,“ uvedl Mittal v samostatném prohlášení.
Vědci poznamenávají, že chtějí, aby jejich model byl jednoduchý a intuitivní, aby byl k dispozici nejen vědcům, ale i široké veřejnosti. Uznávají, že jejich model vytváří řadu předpokladů a zahrnuje klíčové neznámé proměnné.
Autoři však doufají, že jejich práce „může sloužit jako zdroj informací pro budoucí výzkum, který vyplní tyto mezery v našem chápání COVID-19,“ uvedl Mittal.
Článek publikovaný společností Live Science.
Zdroje: Foto: ESA / Hubble & NASA
