Eine neue Verwendung für Volkszählungsdaten: Krankheit Simulationen

Wussten Sie, dass wenn Sie Ihre Zensus-Formular ausgefüllt, Sie Informatiker modellieren half, wie Krankheiten in den Vereinigten Staaten verbreitet?

In den letzten vier Jahren Umwandlung National Institutes of Health unterstützt Forscher bei RTI International in North Carolina anonymisierte Daten aus der Volkszählung von 2000 — die beschrieben 281 Millionen Menschen und 116 Millionen Haushalte des Landes – in eine virtuelle US-Bevölkerung. Sie beendeten die "synthetische Bevölkerung" im Jahr 2009, und sie werden es als der Volkszählung 2010 Ergebnisse herauskommen Aktualisierung.

Die Wissenschaftler entwickelten synthetischen Bevölkerung als Teil der NIH Modelle von ansteckenden Krankheit Agent Studie (MIDAS), ein Netzwerk von Wissenschaftlern, die mit Computern zu Infektionskrankheiten Modell mit dem Ziel der Verbesserung der öffentlichen Gesundheit. Durch die Integration der Bevölkerung in ihre Computermodelle, MIDAS Forscher besser simulieren die Ausbreitung von Infektionskrankheiten Ausbruch durch eine Gemeinschaft und untersuchen Sie die besten Möglichkeiten, um einzugreifen.

Synthetische Amerika

Die synthetischen Bevölkerung nicht genau Ihre Heimatstadt in Silicoreproduzieren, aber es kommt ziemlich nahe. Die Volkszählung schützt die Privatsphäre der Bürger und die RTI-Forscher nicht — in der Tat kann nicht — John Smith von Manhattan oder Jane Doe von Iowa City duplizieren. Noch nehmen sie jede Nachbarschaft Haus, Mehrfamilienhaus, Studentenwohnheim, Familienbauernhof und weitläufige ranch und auf ihre genauen Adressen plumpsen.

Aber die Volkszählungsdaten habe Ihnen Bevölkerung, Haushaltsgröße, Familieneinkommen und Bewohner Alter und ethnischen Gruppen für jede Stadt, Landkreis und Staat. All diese Informationen in ihre Computer einstecken ermöglichte den Forschern ein Spiegel-Land zu erstellen, die die gleiche allgemeine Demographie wie unsere tatsächliche hat.

"Die synthetische Bevölkerung statistisch sieht genauso aus wie die reale Bevölkerung", sagte NIH Irene Eckstrand, die MIDAS-Programm leitet. "Es hat alle Eigenschaften der realen Gemeinschaften aber nicht jedermanns Privatsphäre eindringen."

Die Anzahl und Typen der Häuser in Ihrer Grafschaft anpassen in der entsprechenden synthetischen Grafschaft. Und jedes Haus ist auf einem entsprechenden Patch von Grundstücken, nicht in einem See oder in der Mitte eines Flughafens. Durch die Integration von Geodaten über solche Features wie Straße lagen, Boden Hang und Bodenbedeckung, die Forscher weiter, wo verfeinert befinden sich die virtuellen Bewohner. Dies hilft Modellierer mehr Nähe zu Nachbarn, Einrichtungen des Gesundheitswesens und Insekt-haltigen Waldgebiete realistisch zu simulieren – beeinflussen die Krankheit verbreiten.

Da Nutztiere auch mögliche Krankheit Träger sind, haben die Forscher einen ähnlichen Ansatz verwendet, um synthetische Geflügel und Schwein Populationen zu erstellen.

Übersetzen in die reale Welt

Krankheit-Modellierer bearbeiten alle oder ausgewählte Teile der neuen, vorgefertigten synthetische Bevölkerung. Sie können im ganzen Land oder nur einer Stadt modellieren.

Programmieren sie die virtuelle Bürger – oder Agenten, als Modellierer nennen — in bestimmter Weise verhalten. Zum Beispiel in einem Ausbruch-Simulation, kann ein Agent während einer anderen weigert sich impfen zu lassen.

Mit synthetischen Bevölkerungen parat kann helfen, Krankheit verbreitete Simulation beschleunigen und Modellierer und politische Entscheidungsträger, echte Ausbrüche zu studieren, wie sie geschehen zu ermöglichen.

Die synthetischen Bevölkerung hilft auch Modellbauer die Auswirkungen sozialer Netzwerke auf Krankheit zu untersuchen. Forscher können wo Agenten arbeiten oder zur Schule gehen, Leben sie mit und verfolgen, die sie wahrscheinlich Läufe Besorgungen zu erfüllen sind. Da Menschen krank werden, wenn sie mit anderen in Kontakt kommen, die infiziert sind, sollten diese soziale Muster in Modellen zu studieren in der realen Welt zu verstehen hilfreich.

Als nächstes wollen die Forscher die internationalen synthetische Bevölkerung zu schaffen. Sie haben bereits eine für die 110 Millionen Menschen in Mexiko und sie arbeiten derzeit an eine für Indien. Mehrländer Modelle würde ermöglichen, dass Forscher besser simulieren die Ausbreitung von Krankheiten über nationale Grenzen hinweg.

Weitere Informationen:

• Virtuelle Populationen erhalten realer

Dieser im Life-Science-Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health zur Verfügung gestellt.