數學模型印證民眾正確理解疫情嚴重性 有利抗疫防控

 

香港城市大學(香港城大)科學家領導的聯合研究團隊早前運用數學模型,探討並分析疾病的傳播、市民對疾病的警覺性與後續行動,以及大眾傳媒和意見領袖傳遞疾病資訊之間的關係,冀為全球應對新型冠狀病毒與其他類似的傳染病作出貢獻。

研究團隊由香港城大數據科學學院(SDSC)副教授張清鵬博士領導。研究成果已於科學期刊《Physical Review E》上發表,題為〈Effect of heterogeneous risk perception on information diffusion, behavior change, and disease transmission〉

促使大眾參與抗疫的因素

個人做足抗疫的措施,有助遏止疾病的傳播。而大眾產生自我保護意識的前題,是要知道有疾病的出現和有正確的認識。然而,在知道出現疫情這個基礎上,不同人對疫情嚴重程度的主觀認知會受包括過往經驗、大眾媒體和意見領袖的言論等因素而影響,因此促成不同的防疫行為。

就此,張博士分享他的觀察說:「例如在香港,由於不少大眾經歷過2003年SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome, 非典型肺炎)肆虐的慘痛,於新型冠狀病毒侵襲的早期,香港市民已經非常關注疫情,很多人在出現第一個確診個案前,已經自覺戴上口罩保護自己。」他認為正是由於很大部分的市民有防疫意識兼戴上口罩、使用酒精搓手液等,令2020年農曆新年時的第一波疫情受控。

「反觀歐洲和美國,在新型冠狀病毒侵襲初期,不少人都掉以輕心而未有戴上口罩,甚至連政府也未有預備充足的防疫物資。」張博士指出,及後美國的疫情加劇,仍然有不少人沒有執行、甚至反對防疫措施。

關鍵之一︰對疫情嚴重程度的理解和判斷

Mathematical model,disease transmission
張博士的團隊提出了綜合分析疾病傳播、人類行為改變、資訊傳播的三層數學模型,同時考量大眾對疾病的意識和個人主觀風險判斷。(圖片來源:DOI number: 10.1103/PhysRevE.102.042314)

 

過往已有不少研究以數學模型分析大眾對疾病的意識會如何影響疫症的爆發,但較少研究有考慮到大眾在疫情中對媒體相關報道、以及意見領袖言論的不同反應。張博士引述其他研究指出,大眾是否願意作出自我保護的行為(例如戴口罩和保持社交距離),以及與別人分享相關資訊,不單會受傳媒的疫情報道所影響,同時亦取決於個人對疫情風險和嚴重程度的理解和主觀判斷,即到底他們認為疫情有多嚴重。

在新型冠狀病毒疫情中,研究團隊觀察到大眾對感染風險的看法存在分歧,會促成不同的防疫行為,因而令他們萌生進行是次研究的想法。張博士的團隊提出了一個綜合疾病傳播、人類行為改變、資訊傳播三個範疇進行分析的數學模型,是首個同時考量大眾對疾病的意識和個人主觀風險判斷的研究。

他解釋「疾病-行為-資訊」三者的關係:「大眾傳播媒體和意見領袖傳遞疫情的資訊,包括疾病傳播能力、疫情嚴重性等,接收到這些資訊的人會意識到有疫情,繼而判斷自己受感染的風險,然後部分人會作出例如購買口罩等防護裝備的行動。而市民採取自我保護的措施會改變感染率,最終影響疾病的傳播。」

科學公正的媒體資訊助大眾建立抗疫意識  

Mathematical model
團隊將數學模型的每一層再細分成不同的組別。圖a顯示「疾病傳播層」的分類;圖b顯示「人類行為改變層」的分類;圖c則顯示「資訊傳播層」的分類。(圖片來源:DOI number: 10.1103/PhysRevE.102.042314)

 

他們的數學模型推算結果顯示,如果有足夠數量的市民對疾病的嚴重性和傳播有認知,並採取適當的保護措施,疫情可以被有效控制。張博士指出,不知道疫情資訊者通常不會作出自我保護的行為,因為他們不知道有風險;而知道疫情資訊、又認為自己有較高風險感染者,往往會積極採取避免受感染的措施,並與他人分享相關資訊。

張博士認為,意見領袖的言論及媒體報道疫情的資訊會令市民提高警覺,繼而影響大眾是否採取抗疫措施,因此兩者於疫情防控上都扮演重要的角色。不過,張博士進一步指出兩者在發放疫情資訊時也要拿揑得宜,「刻意淡化疫情的嚴重性或令市民疏於防範而造成更多感染,但過份渲染疫情的嚴重性卻會令市民對公共衛生系統失去信任」。

另外,他們的數學模型推算結果顯示,社交的影響也是個重要因素,人們的行為會受自己周邊朋友的行為影響,而社交網絡中,意見領袖若採取恰當的防疫行為,可以令更廣泛的大眾也採取防疫行為,能顯著縮小疾病爆發的規模。

Mathematical model,disease transmission
香港城大數據科學學院副教授張清鵬博士。(香港城市大學)

 

張博士是論文的通訊作者。而論文第一作者是同樣來自香港城大數據科學學院的葉楊,她是張博士的博士生。研究團隊其他成員則來自浙江工業大學與中國科學院自動化研究所。

這項研究獲得國家自然科學基金會、國家科技部和中國科學院的資助進行。

DOI number: 10.1103/PhysRevE.102.042314

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