Warum sich nützliche Epidemien schneller ausbreiten als schädliche

Die Ausbreitung von Krankheiten ist ein gut untersuchtes Problem. Diese Arbeit hat zahlreiche Einblicke in die Natur schädlicher Epidemien und die Strategien zu ihrer Bekämpfung oder Verhinderung geliefert.

Schädliche Epidemien sind Grippe und Dengue-Fieber beim Menschen oder bakterielles Welken bei Bohnen. Aber Epidemien richten nicht immer Schaden an und manche können sogar von Vorteil sein. Beispiele sind Viren, die ihre Wirte schützen, und soziale Phänomene wie neue Fütterungstechniken bei Vögeln und die Übernahme der neuen landwirtschaftlichen Technologie beim Menschen und so weiter. Dennoch ist wenig über die Ausbreitung von nützlichen Epidemien bekannt.

Heute ändert sich das dank einer Gruppe von Forschern am Santa Fe Institute in New Mexico, die zum ersten Mal die Natur nützlicher Epidemien im Detail untersucht haben. Ihre Arbeit könnte erhebliche Auswirkungen auf Einzelpersonen und Organisationen haben, die hoffen, nützliche Epidemien auszunutzen, und natürlich auch für diejenigen, die sie möglicherweise verhindern möchten.

Die Santa-Fe-Gruppe begann mit der Definition der Übertragungseinheit bei nützlichen Epidemien als Bene (ausgesprochen BEN-ay). Ein Benen kann ein Virus, ein Gen, eine Technologie, ein Verhalten, eine Idee usw. sein – alles, was einen Vorteil verleiht und sich in einer Bevölkerung ausbreiten kann.

Auf der grundlegendsten Ebene haben Benen zwei charakteristische Merkmale: 1. sie werden horizontal übertragen und 2. sie bieten ihrem Wirt einen gewissen Nutzen, sagt die Santa Fe-Gruppe.

Natürlich können einige Vorteile von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden, wie zum Beispiel Gene. Diese Art der vertikalen Übertragung findet über Zeitskalen statt, die über viele Generationen gemessen werden.

Die Santa Fe-Gruppe interessiert sich jedoch nur für Vorteile, die sich horizontal übertragen. Dazu gehören Ideen, Verhaltensweisen, Viren usw. Diese Dinge breiten sich alle auf Zeitskalen aus, die kürzer sind als eine einzelne Generation.

Insbesondere untersucht die Gruppe die epidemische Dynamik, die durch sozialnutzenstiftende Leistungen entsteht.

Diese Vorteile können verschiedene Konsequenzen haben. Zum Beispiel könnte eine Person, die sich über einen neuen Benenn freut, versuchen, ihn zu teilen, und ein nützlicher Virus könnte die Energie oder das Glücksniveau einer Person steigern. Dies würde die Zahl der sozialen Kontakte und die diesen Kontakten gewidmete Energie erhöhen.

Entscheidend ist, dass der Benefiz in beiden Fällen die Anzahl der Kontakte erhöht, die der Einzelne innerhalb der Gemeinschaft hat. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Art und Weise, wie nützliche Epidemien entstehen.

Um diese Implikationen zu untersuchen, erstellte die Gruppe ein Computermodell der Art und Weise, wie sich ein Bene in einer hypothetischen Population von 1.000 Menschen ausbreitet, die entweder infiziert wurden oder für eine Infektion anfällig sind. Dieses Modell untersucht speziell den Einfluss der Konnektivität auf die Art und Weise, wie Benes sich ausbreitet.

Die Ergebnisse sorgen für eine interessante Lektüre. Die Gruppe sagt, das Modell zeige, dass sich nützliche Epidemien auf drei verschiedene Arten ausbreiten, abhängig von der sozialen Struktur und den verschiedenen Vor- und Nachteilen für die beteiligten Personen.

Das erste Verbreitungsmuster nennen sie evangelisch, und es tritt auf, wenn Einzelpersonen versuchen, das Bene so weit wie möglich in der Bevölkerung zu verbreiten. Dies ist analog zur Verbreitung von Religionen, die sich manchmal explosionsartig über die ganze Welt ausbreiten kann.

Ein Schlüsselmerkmal bestimmter religiöser Arbeit ist die Bekehrung anfälliger Personen durch Infizierte – Missionsarbeit. Wenn dies geschieht, suchen Missionare aktiv nach Personen, die sie bekehren können. Dies wird als disassortatives Verhalten bezeichnet, da Individuen andere suchen, die ihnen nicht ähnlich sind.

Es stellt sich heraus, dass dieses Verhalten einen wichtigen Einfluss hat. Es ist bekannt, dass die gewöhnliche Ausbreitung von Epidemien einem exponentiellen Pfad folgt, der zu einem explosiven Wachstum führt.

Aber in der evangelikalen Verbreitung ist das Wachstum sogar noch schneller. Und das geht so lange, bis die gesamte Bevölkerung infiziert ist. Denn je kleiner die Zahl der Anfälligen wird, desto größer wird die Zahl der Personen, die versuchen, sie zu infizieren. Das Ergebnis ist ein superexponentielles Wachstum.

Aber nicht alle Benes verbreiten sich auf diese Weise. Die Santa-Fe-Gruppe identifiziert auch ein Muster, das sie Cool Kids Spreading nennen, bei dem jeder versucht, sich mit so vielen infizierten Personen wie möglich und so wenig nicht infizierten Personen wie möglich zu verbinden. Dies ist ein assortatives Verhalten, bei dem infizierte Personen andere ihresgleichen suchen. Anfällige Personen suchen jedoch auch infizierte Personen auf, die versuchen, sie zu meiden.

Das Ergebnis ist in diesem Fall ganz anders. Das Ergebnis ist ein Netzwerk, das aus zwei Blöcken besteht: Einer enthält die Anfälligen als getrennte Singletons, während der andere die infizierten Personen enthält, die miteinander verbunden sind, sagt die Santa Fe-Gruppe. Mit anderen Worten, diese Art von Verhalten führt zu Cliquen, die am Ende einzelne Personen ausschließen.

Die letzte Art von Epidemie breitet sich noch weniger effektiv aus. In diesem Fall suchen Infizierte erneut andere Infizierte auf. Die Anfälligen verhalten sich jedoch anders und suchen entweder infizierte Personen oder andere Anfällige. Dies erzeuge auch einen unvollständigen Ausbreitungsprozess der Epidemie, der nicht weitergehen könne, heißt es.

Die Gruppe nennt dies das Snobs-Szenario. Das Ergebnis dieser Neuverkabelungsstrategien ist, dass sich das Netzwerk in zwei völlig getrennte Gemeinschaften aufteilt, und dies verhindert, dass die Epidemie die gesamte Bevölkerung erreicht, sagen sie.

All dies hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Art und Weise, wie sich Benes in der Gesellschaft verbreitet. Einige sollten sich superexponentiell ausbreiten und jeden im Handumdrehen infizieren. Andere sind dazu bestimmt, sich nur über kleine Gruppen oder Cliquen zu verbreiten, die so handeln, dass eine weitere Infektion verhindert wird.

Aber während die Modelle diese Idee interessant unterstützen, ist eine wichtige Frage, ob dies tatsächlich in der realen Welt geschieht. Um das herauszufinden, untersuchte die Gruppe von Santa Fe die Verbreitung neuer Wörter im Laufe der Zeit.

Neologismen können als Benes betrachtet werden, da sie mehrere Vorteile für Personen schaffen, die sie verwenden. Redner verwenden Neologismen, um neue Konzepte oder alte Konzepte auf neue Weise zu kommunizieren. Aber sie benutzen sie auch, um ihre Identität zu behaupten – in diesem Sinne sind neue Wörter modische Statements.

Die Verwendung des Ausdrucks „Personal Computer“ könnte beispielsweise widerspiegeln, dass der Sprecher mit der sich ändernden Technologie Schritt hält, und kann auch ein absichtliches Signal des Sprechers sein, um sein Bewusstsein für den technologischen Wandel zu zeigen, sagt das Santa Fe-Team.

Dank des Ngram-Korpus von Google ist es möglich, die Entstehung neuer Wörter zu untersuchen. Darin wird festgehalten, wie oft Wörter jedes Jahr von 1500 bis 2008 in Büchern verwendet wurden. Es ist also leicht zu erkennen, dass der Ausdruck „Personal Computer“ beispielsweise in den späten 1970er Jahren auftauchte, in den späten 1980er Jahren seinen Höhepunkt erreichte und dann zurückgegangen ist Popularität seitdem.

Das Team untersuchte den Verlauf der Wortverwendung von 48 nützlichen Wörtern und Ausdrücken wie Aspirin, Mikrobrauerei, Vorsitzender, Genomik, One-Night-Stand und so weiter. Und sie fanden Beispiele für alle drei Verbreitungsarten. Zum Beispiel folgt das Wort Vorsitzender dem evangelikalen Weg, der sich in der Gesellschaft verbreitet, während Genomik dem Weg der coolen Kids folgt und auf bestimmte Cliquen beschränkt ist.

Das zeigt, wie allgemein nützliche und beliebte Wörter sich weiter und schneller verbreiten als Wörter mit begrenztem Gebrauch. Dieses Muster könnte Hinweise auf den Prozess liefern, durch den die nützliche Epidemie der Verbreitung neuer Wörter auftritt, schlagen sie vor. Es ist klar, dass Wörter, die das Potenzial haben, beliebter zu werden, die von Natur aus klebrig sind, besser abschneiden.

Das Muster schlägt auch eine Antwort auf eine rätselhafte Frage vor: Warum scheinen schädliche Epidemien wie Krankheiten viel häufiger zu sein als nützliche?

Laut dem Team von Santa Fe lautet die Antwort, dass die superexponentielle Ausbreitung bedeutet, dass sich Benes viel schneller ausbreiten, sodass es nur einen flüchtigen Moment gibt, in dem ihre Ausbreitung beobachtet werden kann. Und sobald ein Bene etabliert ist, wird es schwierig, es von anderen Memen zu unterscheiden.

Ein großer Teil davon ist natürlich die inhärente Klebrigkeit neuer Benes, wenn sie zum ersten Mal erscheinen. Das ist ein Thema von größter Bedeutung für Regierungen, Unternehmen und Vermarkter. Wenn sie Benen identifizieren können, die sich superexponentiell ausbreiten, steht ihnen ein mächtiges Werkzeug zur Verfügung. Sie sind möglicherweise auch in der Lage, Benens zu identifizieren, die wahrscheinlich in Cliquen auftreten (NIMBYismus kann ein Beispiel dafür sein).

Zweifellos werden diese Gruppen diese Arbeit mit Interesse verfolgen.

Eine interessante Folge davon ist die Art und Weise, wie diese Forschung produziert wurde. Dieses Papier ist das Ergebnis eines außergewöhnlichen wissenschaftlichen Prozesses namens 72 Stunden Wissenschaft. Fünfzehn Forscher des Santa Fe Institute beschlossen, in 72 Stunden eine wissenschaftliche Arbeit zu erstellen.

Bei der Auswahl des Themas war das einzige Kriterium, dass die meisten Mitglieder der Gruppe noch nie von dem Problem gehört haben müssen. Die gesamte Gruppe teilt sich die Autorenschaft zu gleichen Teilen.

Das Ergebnis war diese Studie über nützliche Epidemien. Wie schnell wird es sich ausbreiten?

Ref: arxiv.org/abs/1604.02096 : Dynamik nützlicher Epidemien

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