Para controlar una epidemia, las autoridades impondrán a menudo diversos grados de bloqueo. En un artículo de la revista Caos , los científicos han descubierto, usando matemáticas y simulaciones por computadora, por qué dividir una gran población en múltiples subpoblaciones que no se mezclan puede ayudar a contener los brotes sin imponer restricciones de contacto dentro de esas comunidades locales.

"La idea clave es que, con bajas cifras de infección, las fluctuaciones pueden alterar significativamente el curso de las epidemias, incluso si espera un aumento exponencial en el número de infecciones en promedio, "dijo el autor Ramin Golestán.

Cuando el número de infecciones es alto, los efectos aleatorios pueden ignorarse. Pero subdividir una población puede crear comunidades tan pequeñas que los efectos aleatorios importan.

"Cuando una gran población se divide en comunidades más pequeñas, estos efectos aleatorios cambian por completo la dinámica de la población completa. La aleatoriedad hace que el número máximo de infecciones se reduzca, "dijo el autor Philip Bittihn.

Para descubrir la forma en que la aleatoriedad afecta a una epidemia, los investigadores primero consideraron un modelo llamado determinista sin eventos aleatorios. Para esta prueba, supusieron que los individuos de cada subpoblación se encuentran con otros al mismo ritmo que lo harían en la gran población. Aunque no se permite que las subpoblaciones se mezclen, se observa la misma dinámica en la población subdividida que en la gran población inicial.

Si, sin embargo, los efectos aleatorios están incluidos en el modelo, sobrevienen cambios dramáticos, aunque la tasa de contacto en las subpoblaciones es la misma que en la completa.

Se estudió una población de 8 millones de individuos con 500 infectados inicialmente utilizando una tasa de contacto infeccioso observada para COVID-19 con medidas de distanciamiento social leves en su lugar. Con estos parámetros, la enfermedad se propaga exponencialmente y las infecciones se duplican cada 12 días.

"Si se permite que esta población se mezcle de forma homogénea, la dinámica evolucionará de acuerdo con la predicción determinista con un pico alrededor del 5% de individuos infectados, "dijo Bittihn.

Sin embargo, si la población se divide en 100 subpoblaciones de 80, 000 personas cada uno, el porcentaje máximo de personas infectadas se reduce al 3%. Si la comunidad se divide aún más en 500 subgrupos de 16, 000 cada uno, la infección alcanza su punto máximo en sólo el 1% de la población inicial.

La principal razón por la que funciona la subdivisión de la población es que la epidemia se ha extinguido por completo en una fracción significativa de los subgrupos. Este "efecto de extinción" se produce cuando las cadenas de infección terminan espontáneamente.

Otra forma de subdividir las obras es desincronizando a toda la población. Incluso si ocurren brotes en las comunidades más pequeñas, los picos pueden llegar en diferentes momentos y no pueden sincronizarse y sumar un gran número.

"En realidad, las subpoblaciones no pueden estar perfectamente aisladas, por lo que la extinción local podría ser solo temporal, ", Dijo Golestanian." Se están realizando más estudios para tener en cuenta esto y las contramedidas adecuadas ".