Animationen zeigen Bedeutung von Social Distancing

Artikel der Washington Post

Washington Post Zeitung

Der Journalist Harry Stevens von der Washington Post beschreibt die Gefahr einer exponentiellen Infektionsausbreitung des Coronavirus und zeigt mithilfe animierter Simulationen eindrücklich, welche Rolle die empfohlenen Social Distancing-Maßnahmen in der Entschleunigung der Ausbreitung spielen.

Das Coronavirus beschäftigt Wissenschaftler*innen weltweit. Neben den offensichtlichen gesundheitlichen Bedenken beunruhigt Expert*innen jedoch auch die exponentielle Ausbreitung des Virus. Um dies zu verdeutlichen, nutzt Harry Stevens ein rechnerisches Beispiel in den USA. Unter der Annahme, dass es alle drei Tage zu einer Verdopplung der Infizierten käme, wäre die Zahl der Erkrankten bis zum Monat Mai bereits auf 100 Millionen Infizierte in den USA gestiegen. Es ist unbestritten, dass eine solche Ausbreitung jedes Gesundheitssystem vor bisher unbekannte Herausforderungen stellen würde. Aus diesem Grund ist es essentiell, dieses Wachstum zu entschleunigen und Zeit zu kaufen. 

Harry Stevens nutzt sechs animierte Simulationen, um die Ausbreitung des Virus bei unterschiedlichen Verhaltensmustern der Bevölkerung zu simulieren. In den verwendeten Animationen werden Menschen durch Kugeln dargestellt (Grau: Gesund; Braun: Erkrankt; Lila: Geheilt). In der ersten Animation zeigt Stevens, dass eine infizierte Person bei Kontakt eine zweite Person infizieren würde. Dies wird durch eine Berührung der sich beweglichen Kugeln dargestellt. Dieser Vorgang wiederholt sich bis alle Kugeln braun gefärbt sind. Die zweite Animation ergänzt Stevens um geheilte Personen. Abermals beginnt die Simulation mit nur einer infizierten Person, welche das Virus an eine gesunde Person überträgt. Dieser Vorgang wiederholt sich analog zur ersten Simulation mit dem Unterschied, dass erkrankte Personen geheilt werden und weder ansteckbar sind noch erneut erkranken können. Diese Erkenntnis spielt in den anschließenden Simulationen eine wichtige Rolle. Die Ausbreitung des Virus innerhalb einer Bevölkerung wird nämlich erst in den Simulationen 3 bis 6 simuliert. 

In der dritten Simulation untersucht Stevens die ungebremste Ausbreitung des Virus. In der Realität bedeutet dies, dass die Bevölkerung bewusst oder unbewusst auf jegliche Restriktionen verzichtet und es zu einer Vielzahl von sozialen Interaktionen kommt. Stevens nimmt von eine Bevölkerungsgröße von 200 Personen an und die Simulation startet abermals mit einer infizierten Person. Bei Simulationsbeginn kommt es zunächst nur allmählich zu Neuerkrankungen, doch da jede infizierte Person bis zur Genesung weitere Personen anstecken kann, steigt die Zahl der Infizierten exponentiell. Um das bereits genannte Beispiel der Verdopplung innerhalb von drei Tagen zu bedienen, bedeutete dies: Zu Beginn wäre eine Person erkrankt, an Tag 3 wären es zwei erkrankte Person, an Tag 15 wären es bereits 32 Personen und zum Monatsende hätte die Zahl der Erkrankten 512 erreicht. Ohne einen äußeren Einfluss oder eine Verhaltensänderung würde die Zahl der Erkrankten weiter steigen. Wenngleich in der Simulation bereits genesene Personen das Virus nicht mehr übertragen oder erneut erkranken können, gibt es bei einer gänzlich mobilen Gesellschaft zu jeder Zeit ausreichend erkrankte Personen, welche das Virus übertragen können. Dieser Zustand würde sich erst verändern, wenn die gesamte Bevölkerung bereits erkrankt oder genesen ist. Herauszustellen ist in dieser Situation die große Welle an Neuinfizierten, welche zeitgleich auf die Hilfe des Gesundheitssystems angewiesen sind.

In der vierten Simulation werden die Rahmenbedingungen einer vom Staat verordneten Quarantäne angenommen. In diesem Fall handelt es sich jedoch nicht um die häusliche Quarantäne, sondern vielmehr um die Isolation eines geographischen Raums (ähnlich wie in der chinesischen Provinz Hubei). Hierfür wird ein Teil der Bevölkerung zunächst räumlich vom Rest der Bevölkerung getrennt. In der Simulation zeigt sich jedoch schnell, dass eine Quarantäne ausschließlich dieser Art die gesunden Menschen in der isolierten Bevölkerungsgruppe nur schwer schützen kann, denn aufgrund von sozialen Kontakten, Arbeit oder anderen Angelegenheiten wird es weiterhin zur Interaktion mit infizierten Personen kommen, sofern diese nicht gänzlich isoliert sind. Zudem kann die geographische Isolation nur begrenzt aufrechterhalten werden, denn die Menschen haben auch in angrenzenden Städten, Provinzen und Ländern soziale Kontakte, Arbeit oder andere Angelegenheiten. Es besteht die Gefahr der Virusübertragung an Personen der zuvor nicht isolierten Bevölkerungsgruppe. Auch in diesem Szenario wäre eine Erkrankung der Gesamtbevölkerung nur schwer abwendbar. Bei einer zeitgleichen Erkrankung von bis zu 50% der Gesamtbevölkerung stünde auch das Gesundheitssystem vor einer großen Herausforderung. 

In den Simulationen fünf und sechs simuliert Harry Stevens die aktuell empfohlenen Social Distancing-Maßnahmen. Für die Simulation bedeutet dies, dass ein Großteil der Menschen der Empfehlung nachkommt und sich nur begrenzt sozialen Kontakten aussetzt. Ein Teil der Bevölkerung bewegt sich weiterhin ohne Einschränkung. Diese Menschen verrichten teilweise nicht aufschiebbare Arbeit und ein gelegentlicher Kontakt zu anderen Menschen ist daher nicht immer vermeidbar. Da ein sozial distanziertes Verhalten die direkte Übertragung zu anderen Menschen ausschließt, kann das Virus nur indirekt über sich in der Bevölkerung frei bewegende Personen übertragen werden. Somit unterliegen sie einem erhöhten Ansteckungsrisiko. In Simulation fünf kommen 75% der Bevölkerung der Social Distancing Maßnahme nach. Dies verändert die Simulationsergebnisse jedoch signifikant. Eine Erkrankung der Gesamtbevölkerung kann abgewandt werden und die Zahl der zeitgleich Erkrankten Personen liegt je nach Simulation zwischen 25-50% der Gesamtbevölkerung. In einem Best Case Szenario würde dies eine signifikante Entlastung des Gesundheitssystems bedeuten. Simulation sechs geht einen Schritt weiter und es wird angenommen, dass 87,5% der Bevölkerung ihre sozialen Kontakte stark einschränken. Der Effekt des Social Distancing wird dadurch weiter verstärkt. Es bleiben signifikant mehr Menschen gesund und maximal 15% der Gesamtbevölkerung erkranken in dieser Simulation zeitgleich. 

Natürlich können Simulationen der Realität nur schwer gerecht werden. Es handelt sich um Simplifikationen, welche die Komplexität der Realität nicht gänzlich einfangen können. Dennoch wird in den Simulationen deutlich, dass Bemühungen des Social Distancing die effektivste Methode des Infektionsschutzes sind. Allen Leser*innen wird empfohlen, diese eindrücklichen Simulationen auf der Seite der Washington Post selbst zu betrachten.

Zum vollständen Artikel in der Washington Post: https://www.washingtonpost.com/graphics/2020/world/corona-simulator/?itid=hp_hp-top-table-main_virus-simulator520pm%3Ahomepage%2Fstory-ans