Dieses High-Speed-Video von einem Niesen zeigt wie Pandemien verbreiten

MIT Wissenschaftler haben High-Speed-Video von Schleim vertrieben während ein Niesen eingefangen. Es ist so gross, wie Sie es sich vorstellen. Aber lernen mehr über wie diese Mischung aus Speichel und Rotz in Tröpfchen und breitet sich weit und breit bricht, eines Tages zu bessere Strategien zur Kontrolle der Ausbreitung von Seuchen führen könnte.

Niesen ist ein natürlicher Reflex soll helfen, den Körper eindringende Krankheitserreger loswerden, aber Niesen können auch helfen, Krankheiten zu verbreiten – alles von der einfachen Erkältung bis zur schweren Sachen wie Masern oder SARS – durch Tröpfchen, die als Träger für Mikroorganismen wie Viren dienen. Diese Tröpfchen erhalten dann hinterlegt, mit ihrer ansteckenden Ladung in der Luft oder auf Flächen, die nur darauf warten für eine ahnungslose Passanten zu atmen oder berühren Sie die Oberfläche, damit anzustecken.

Aber für eine lange Zeit blieb die Wissenschaftler im Unklaren darüber, wie weit die Tröpfchen nach weggetrieben von der Nase reisen können. Die Antwort: weiter als Sie denken – überall von drei Füße für ein Worst-Case-Szenario (per Computersimulation) von 26 Fuß nach Lydia Bourouiba, Wer leitet Laboratory des MIT Fluid Dynamics von Krankheit Übertragung. Sie berichtete über ihr Team neueste Erkenntnisse auf, wie solche Tropfen-Form und verbreiten heute Morgen bei einem Treffen der American Physical Society Division für Fluiddynamik in Boston, Massachusetts.

Bei der Erstellung ihrer High-Speed-Videos von Menschen, die Niesen, trägt das MIT-Team auf eine lange Tradition, die bis 1894 zurückreicht. Das ist, wenn Edisons Assistent, Fred Ott, ließ sich von William K.L. Dickson, wobei eine Prise Schnupftabak und Niesen als Reaktion gefilmt werden. Taktung bei nur fünf Sekunden, war es die erste Bewegung Abbildung ein U.S.-Urheberrecht erhalten. Ursprünglich wurde es auf das Kinetoskop (eine Erfindung von Edison) gespielt, aber dank der Herrlichkeit von YouTube, können wir alle anzeigen Otts zeitlose Leistung:

Bourouiba Lab Schlagzeilen machte letztes Jahr mit einem Papier Detaillierung, wie komplex die Dynamik ein Niesen sein kann. Die meisten Forscher hatte angenommen, dass Tröpfchen wie weit gereist auf ihre Masse abhängig: je größer die Tropfen, desto weiter kann. Es ist grundlegende Newtonschen Physik: die größeren hätte mehr Schwung. Aber MIT Lab 2014 High-Speed-Aufnahmen zeigten, dass diese Ansicht viel zu einfach war. Wir produzieren Gaswolken, wenn wir Niesen, und die Tröpfchen (mit möglichen Krankheitserregern) innerhalb ausgesetzt sind. Diese Wolke fasst sogar kleinere Tröpfchen empor, zu reisen viel weiter als Newtons Gleichungen in der Regel erlauben würde.

Jetzt Bourouiba und ihre Kollegen zurück mit neuen Erkenntnissen sind auf wie Tröpfchen tatsächlich in dieser schnelllebigen Wolke bilden strahlen wir, wenn wir Niesen, basierend auf High-Speed-video-Aufnahmen von Menschen, die Niesen. (Fred Ott verwendet Schnupftabak, um niest in seinem Film zu induzieren; MIT Lab gefunden "Nase kitzeln" die effizienteste Methode, pro Bourouiba.) In der Vergangenheit Wissenschaftler angenommen, dass sie beenden Sie den Mund voll ausgebildet und fein säuberlich in Größe verteilt; Das macht sich als nicht der Fall sein.

Vielmehr die neuesten Aufnahmen zeigten drei Phasen: die Flüssigkeit zuerst kommt in Blättern, dann spaltet sich in Bändern, und diese Bänder dann auseinander brechen in Tröpfchen sobald die Flüssigkeit den Körper verlassen hat.

Diese neueste Arbeit konzentrierte sich auf zwei gesunde Menschen Niesen (etwa 50-Mal pro Tag, so dass sie der Sache gewidmet wurden). Als nächstes: die Team plant, das gleiche zu tun für kränkelnde Themen, mit einem Auge in Richtung herauszufinden, wie verschiedene Krankheitserreger über Niesen verbreitet. Es gibt eine Menge an Variabilität, denn: Manche Menschen Niesen zart, andere lassen es rip. Jeder wird einen etwas anderen Speichel/Schleim-Mix haben. Und einige Leute möglicherweise "Super-Streuer": sie können Krankheitserreger wesentlich wirksamer als die durchschnittliche Person übertragen.

Diese Variablen werden voraussichtlich Muster der Übertragung in einer gegebenen Population so beeinflussen die besseren Wissenschaftler der Physik, desto besser verstehen die epidemiologische Modelle können sie bauen. Und die bessere Architekten und Ingenieure können entwerfen Gebäude Lüftungsanlagen zur Bekämpfung der Ausbreitung der Tröpfchen.

Bourouiba denkt auch, dass es möglicherweise eine mögliche evolutionäre Verbindung zwischen warum wir Niesen und Mikroorganismen wie Viren entwickelt, denn "es eine fantastische Antriebs-Mechanismus ist" für einen Virus, ermöglicht es, weiter, schneller zu verbreiten. Sicher scheint dies bei Pflanzen, basierend auf einem Papier, das erschien Anfang dieses Jahres der Fall sein. Ja, das stimmt: Pflanzen können "Niesen" nach einer Mode zu, aber nur mit Hilfe von Regentropfen, und damit sie helfen, den pilzlichen Parasiten bekannt als "Rost", sowie andere Krankheitserreger zu ernten.

So zum Wohle aller decken Sie den Mund Wenn Sie Niesen.

Referenzen:

Bourouiba, L. Et al. (2014) "gewalttätigen Respiratorische Ereignisse: auf Husten und Niesen," Journal of Fluid Mechanics 745:537-563.

Gilet, T. und Bourouiba, L. (2015) "Fluid Fragmentierung Formen Regen-induzierte Blatt-Krankheitsübertragung," Journal der Royal Society Interface 12:20141092

Scharfman, b.e. Et Al. (2015) "Visualisierung von Niesen Auswurfmaterial: Schritte der Flüssigkeit Fragmentierung führt zu Atemwegserkrankungen Tröpfchen" Experimente in Flüssigkeiten [in Press].

Techet, A., Scharfman, B., und Bourouiba, L. (2015) "3D Spray Tröpfchen Verteilungen in niest," Präsentation G25.1, 68. jährlichen Division für Fluiddynamik Meeting, 23. November 2015.

Top Video und Bild: L. Bourouiba Et Al/MIT. Video von Fred Ottos Niesen: Library of Congress/Public Domain.