Η προσομοίωση των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων, μέσω των οποίων διαδίδονται οι μολυσματικές ασθένειες, δείχνει την πορεία που μπορεί να έχει ένας παθογόνος παράγοντας, ξεκινώντας από το πρώτο μολυσμένο άτομο (σε κύκλο)

Γεγονός είναι ότι οι επιδημιολογικές μελέτες που γίνονται με προσομοιώσεις σε υπολογιστή, μπορούν να καταλήξουν σε συμπεράσματα χρήσιμα για το γενικό καλό. Είναι εντελώς διαφορετικό ζήτημα, βέβαια, αν γίνει απόπειρα και ...πειραματικής επιβεβαίωσης των συμπερασμάτων με «λάθη» σαν αυτό που έγινε πρόσφατα με τον ιό της ασιατικής γρίπης, που επίσης έχει εξαφανιστεί εδώ και δεκαετίες, αλλά κατά δυσεξήγητο τρόπο διανεμήθηκε σε 5.000 εργαστήρια ανά τον κόσμο, από αμερικανικές εταιρίες. Το γεγονός ότι τα περισσότερα εργαστήρια βρίσκονταν στις ίδιες τις ΗΠΑ δεν απομακρύνει τις υπόνοιες. Δε θα ήταν η πρώτη φορά που η κυβέρνηση της χώρας αυτής χρησιμοποιεί τους πολίτες της σαν πειραματόζωα. Το ίδιο έκανε τις δεκαετίες του 1950 και 1960 με τις εκρήξεις πυρηνικών βομβών κοντά σε στρατιωτικές μονάδες και μικρές πόλεις των ΗΠΑ.

Ποια θα ήταν τα ενδεδειγμένα μέτρα των υγειονομικών αρχών μιας πόλης σαν το Σικάγο, ή το Πόρτλαντ, αν ξεσπούσε μια επιδημία ευλογιάς ή πανούκλας; Ο γρήγορος εμβολιασμός; Η χορήγηση αντιβιοτικών στον πληθυσμό; Η κήρυξη της πόλης σε καραντίνα; Σε ερωτήσεις σαν αυτές κλήθηκε να απαντήσει μια ερευνητική ομάδα του Εθνικού Εργαστηρίου Λος Αλαμος των ΗΠΑ και για να το πετύχει κατασκεύασε από το 2000 (αξίζει να σημειωθεί το έτος) μέχρι σήμερα ένα πρόγραμμα, που επιφανειακά μοιάζει με τα γνωστά προγράμματα προσομοίωσης της λειτουργίας πόλεων (Simcity), οικοσυστημάτων κτλ., που κυκλοφορούν στην αγορά για προσωπικούς υπολογιστές και στηρίζονται βέβαια στις κρατούσες αντιλήψεις και αρχές για την καλή λειτουργία και διοίκηση των συστημάτων που προσομοιώνουν.

Η μοντελοποίηση των αλληλεπιδράσεων κάθε ατόμου σε έναν αρκετά μεγάλο πληθυσμό επιτρέπει να προχωρήσει κανείς πολύ πέρα από τον απλό υπολογισμό του αριθμού των ανθρώπων, που θα μολύνονταν σε περίπτωση μιας συγκεκριμένης επιδημίας. Επιτρέπει να παρακολουθηθούν τα μονοπάτια που θα ακολουθούσε η ασθένεια μέσα στον πληθυσμό και να διαπιστωθούν οι κρίκοι όπου θα μπορούσε να ανακοπεί αποτελεσματικότερα η πορεία της (ή να παρεμποδιστεί ο αντίπαλος να την ανακόψει σε περίπτωση βιολογικού πολέμου). Τα δίκτυα κοινωνικών αλληλεπιδράσεων που υπάρχουν στην καθημερινή ζωή, όπως αυτά που σχετίζονται με την εργασία, τη μετακίνηση και τις κοινόχρηστες υποδομές, είναι εκείνα μέσω των οποίων μεταδίδονται οι ασθένειες από τον έναν άνθρωπο στον άλλο.

Μοντελοποιώντας αυτά τα κοινωνικά δίκτυα στη λεπτομέρειά τους μπορούν να βγουν συμπεράσματα για τη δομή τους και το πώς μπορεί αυτή να αλλαχτεί, ώστε να διακοπεί η διάδοση της επιδημίας, επιφέροντας τη λιγότερη ζημιά στην παραγωγική και γενικότερα κοινωνική δραστηριότητα. Τα παλιότερα μαθηματικά μοντέλα περιέγραφαν μόνο τις αλληλεπιδράσεις μεγάλων ομάδων ανθρώπων σαν σύνολα, είτε γιατί δεν είχαν τις απαραίτητες πληροφορίες για τον τρόπο διάδοσης των μικροβίων, είτε γιατί δε διέθεταν το κατάλληλο μοντέλο καθημερινών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ανθρώπων μιας πόλης, είτε γιατί δεν είχαν την υπολογιστική δύναμη και τα μεθοδολογικά μέσα, ώστε να σχηματίσουν αναλυτικά μοντέλα.

Για να πραγματοποιήσουν αυτή τη μελέτη εικονικής επιδημιολογίας, οι Αμερικανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν αναλυτικούς ψηφιακούς χάρτες μιας πόλης, συγκεκριμένα του Πόρτλαντ του Ορεγκον και δημόσια στοιχεία που επιτρέπουν τη δημιουργία ενός συνθετικού πληθυσμού 1,6 εκατομμυρίων ανθρώπων, που ο καθένας πραγματοποιεί συγκεκριμένη εργασία και δραστηριότητες. Τροφοδοτώντας τα στοιχεία στο πρόγραμμα EpiSims, που κατασκεύασαν και «τρέχοντας» το πρόγραμμα σε μια συστοιχία υπερυπολογιστών, οι ερευνητές μπορούν να εξαπολύσουν έναν εικονικό παθογόνο παράγοντα και να μελετήσουν τη διάδοσή του και την επίδραση των διάφορων μέτρων που παίρνουν οι εικονικές υγειονομικές αρχές.

Σε μια εκδοχή εικονικής μόλυνσης, ο ιός της ευλογιάς (που είναι θανατηφόρος στο 30% των περιπτώσεων), μόλυνε 1.200 άτομα σε εμπορικά κέντρα, φοιτητικές εστίες και άλλα σημεία - κέντρα κοινωνικών δραστηριοτήτων. Διαπιστώθηκε ότι ο σημαντικότερος παράγοντας για τον περιορισμό του αριθμού των θανάτων ήταν η ταχύτητα της αντίδρασης των υγειονομικών αρχών, με εντολές στους πολίτες να κλειστούν στα σπίτια τους και απομόνωση των ήδη μολυσμένων σε συνθήκες καραντίνας. Η συγκεκριμένη στρατηγική που επιλέχτηκε για την αντιμετώπιση της επιδημίας (εμβολιασμός κτλ.) είχε μικρή επίδραση συγκριτικά με το στοιχείο του χρόνου. Αποδείχτηκε μάλιστα ότι ο στοχευμένος εμβολιασμός με προϋπόθεση τη γρήγορη ανίχνευση της επιδημίας και τη γρήγορη ανταπόκριση σ' αυτήν θα είχε την ίδια επίδραση όσο και ο γενικός εμβολιασμός του πληθυσμού.

Σε άλλη προσομοίωση, αυτή τη φορά επιδημίας μεταδιδόμενης από τον αέρα πανούκλας στην πόλη του Σικάγο, διαπιστώθηκε ότι το πιο αποτελεσματικό μέτρο θα ήταν η λήψη αντιβιοτικών από το γενικό πληθυσμό. Η βέλτιστη τακτική αντιμετώπισης των επιδημιών εξαρτάται από τις ιδιαιτερότητες του παθογόνου παράγοντα και τις ιδιομορφίες του χώρου δράσης του. Η ερευνητική ομάδα του Λος Αλαμος μελετά τώρα τρόπους αντιμετώπισης μιας ενδεχόμενης επιδημίας γρίπης των πουλερικών, όπως αυτή που έπληξε πέρσι τη νοτιοανατολική Ασία.

Στις εικόνες αυτές από το πρόγραμμα «EpiSims» φαίνεται η διαφορετική χρονική εξέλιξη της εικονικής επιδημίας ευλογιάς, χωρίς καμιά παρέμβαση των υγειονομικών αρχών (αριστερή στήλη) και με στοχευμένο εμβολιασμό και καραντίνα, που αρχίζουν να εφαρμόζονται τη 14η μέρα εμφάνισης της επιδημίας (δεξιά στήλη)