Использование компьютера для предсказания инфекционных вспышек – звучит как сюжет для научной фантастики, однако ученые действительно близки к таким прогнозам. В одном из новейших исследований, используя машинное обучение, загрузив огромные наборы данных в компьютер, научились распознавать различные вирусы, бактерии, грибки и даже предсказывать, какие животные могут укрывать опасных представителей микромира. Улучшение точности прогнозов может помочь специалистам как предотвращать, так и бороться с очагами инфекции.

Почти все вспышки новых инфекционных заболеваний происходят после того, как вирус, бактерия или грибок переносятся от животного к человеку. Точные предсказания, когда и где произойдет передача подобного рода инфекций, называемых зоонозными, от одного вида другому, могут помочь подавить болезнь, прежде, чем она станет эпидемией. Однако активный эпидем-надзор по всему миру – занятие очень дорогое и времязатратное.

Чтобы облегчить мониторинг инфекций, команда ученых разработала компьютерную программу для анализа огромной базы данных, содержащей характерные черт поведения, ареалы обитания и репродуктивную стратегию сотен видов млекопитающих.

Программа учитывает 86 различных параметров, таких как размер тела животного, продолжительнсть жизни, численность вида и т.д., чтобы выявить общие закономерности среди животных, известных как переносчики зоонозных заболеваний. «Я был действительно удивлен, что никто этого не осуществил ранее. Казалось бы – что может быть естественнее такого подхода?» - говорит лидер группы Барбара Хан, эпидемиолог Института Экосистемных исследований в Милбруке, Нью-Йорк.

Хан и ее команда впервые использовали программу для определения общей модели образа жизни грызунов, переносящих такие болезни как чума, бешенство, хантавирусы, и оценили соответствие модели реальности на 90%. Далее машина «ознакомилась» с контрольными признаками переносчиков и смогла определить грызунов, которые соответствуют полученному профилю, но ранее не считались распространителями инфекций.

Пока модель выявила более 150 новых видов животных, которые потенциально могут скрывать в себе зоонозные заболевания – так сообщают исследователи Proceedings of the National Academy of Sciences. Компьютерная программа также предсказала 58 новых инфекций, известных как зоонозные, которые потенциально могут переносить грызуны.

Исходя из полученных данных, ученые также смогли определить «горячие точки», где, вероятно, и произошел перенос болезни от грызуна к человеку на Ближнем Востоке, в Центральной Азии и на Среднем Западе Америки. Грызуны, живущие рядом с людьми, оказались более склонным быть переносчиками зоонозных инфекций. Даже такая малая плотность населения, как 50 людей на квадратный километр, повышает вероятность зоонозных заболеваний среди животных, что сильно удивило ученых, принимавших участие в проекте. “Мы ожидали, что источники инфекций будут находится в местах с высокой плотностью населения, однако, оказалось, что даже средней плотности достаточно для образования «горячей точки»”, - комментирует Барбара Хан.

Однако, одно дело предсказать новые зоонозные заболевания, и совсем другое – предотвратить их. По-настоящему тяжелая работа все еще впереди. Трудно понять, кого из грызунов стоит выбрать для исследований, что бы сосредоточиться на них. Многие из них практически не контактируют с людьми, если контактируют вообще.

Поведение человека, такое как вырубка лесов, урбанизация и увеличение выбросов углерода, оказывает влияние на то, где и когда болезнь может «перепрыгнуть» от животного к человеку, но предсказать точно, где и как это случится очень сложно. В конце концов, если произойдет передача инфекции от одного вида к другому, работникам здравоохранения и эпидемиологам придется столкнуться к никогда ранее не виданной  инфекцией. Программа может только предсказать, способен ли данный вид быть переносчиком паразитов, однако чтобы понять, какова вероятность передачи инфекции человеку – понадобится куда больше исследований. Поэтому важно помнить о важности фундаментальных исследований. Именно благодаря им возможны колоссальные научно-технические прорывы.