Кредит зображення: NASA
Минулого року від малярії померло понад мільйон людей, переважно в Африці на південь від Сахари. Спалахи лихоманки денге, хантавірусу, лихоманки Західного Нілу, лихоманки Ріфт-Веллі і навіть чуми все ще час від часу вражають села, міста та цілі регіони. Десяткам чи сотням, які страждають від болісних смертей, і їхнім близьким, ці захворювання, здається, виникають із них нізвідки.
І все ж ці захворювання не позбавлені рими чи причини. Коли виникає спалах, часто це відбувається через те, що такі умови навколишнього середовища, як опади, температура та рослинність, створюють передумови для популяції шкідників, що переносять хвороби. Комари або миші або кліщі процвітають, і хвороби, які вони переносять, швидко поширюються.
То чому б не спостерігати за цими факторами навколишнього середовища та не попереджати, коли настають умови для спалаху? Вчені були дошкулені цією можливістю ще з того часу, як цю ідею вперше висловив російський епідеміолог Е. Н. Павловський у 60-х роках. Зараз технологія та наукове ноу-хау доганяють цю ідею, і система регіонального раннього попередження про спалахи хвороб, як видається, знаходиться в межах досяжності.
Рональд Уелч з Глобального центру гідрології та клімату НАСА в Хантсвілі, штат Алабама, є одним із вчених, які працюють над розробкою такої системи раннього попередження. "Я побував у великій місцевості і в Гватемалі, і в Індії", - говорить він. «Зазвичай мене вражає бідність у цих районах, на рівні, що рідко зустрічається у Сполучених Штатах. Люди теплі та доброзичливі, і вони вдячні, знаючи, що ми там, щоб допомогти. Дуже добре відчувати, що ти робиш свій внесок у полегшення хвороби та запобігання смерті, особливо дітей ».
Підхід, який застосовують Welch та інші, поєднує в собі дані з високотехнологічних екологічних супутників зі старомодними польовими роботами, "шортами хакі та запиленими черевиками". Вчені насправді шукають та відвідують місця із спалахами хвороб. Потім вони вивчають супутникові знімки, щоб дізнатися, як виглядають умови, сприятливі для хвороб, з космосу. Потім супутники можуть спостерігати за тими умовами по всьому регіону, країні чи навіть континенту, коли вони мовчки ковзають по небу раз на день, щодня.
Наприклад, в Індії, де Велч проводить дослідження, чиновники охорони здоров'я говорять про створення супутникової системи раннього попередження про малярію для всієї країни. У координації з математиком Джіа Лі з університету Алабами в Хантсвілі та Індійського дослідницького центру в Малярії Велч сподівається зробити пілотне дослідження в Меваті, переважно сільській місцевості Індії на південь від Нью-Делі. На території області проживає понад 700 000 людей, які проживають у 491 селі та 5 містах, але розмір Род-Айленду становить лише приблизно дві третини.
"Ми очікуємо, що зможемо попередити про високий ризик захворювання для даного села або району до місяця заздалегідь", - говорить Уелч. "Ці" червоні прапори "дозволять представникам охорони здоров'я зосередити свої програми вакцинації, обприскування комарами та інші зусилля, спрямовані на боротьбу з хворобами, в тих областях, які найбільше потребують їх, можливо, запобігаючи спалаху, перш ніж це станеться".
Спалахи спричинені дивовижними різноманітними факторами.
Наприклад, для комарів, які переносять малярію в досліджуваному районі Велча, наприклад, гаряча точка спалаху матиме басейни стоячої води, куди дорослі комарі можуть відкладати яйця, щоб дозріти до нових дорослих. Це можуть бути затримки калюж на щільному глинистому ґрунті після сильних дощів, болотних плям, розташованих неподалік, або навіть відра, наповнені дощем, зазвичай залишені жителями села. Точка малярії була б теплішою за 18 ° C, оскільки в холодну погоду одноклітинне «плазмодієвий» паразит, який насправді викликає малярію, діє надто повільно, щоб пройти цикл зараження до того, як помер комар-господар. Але погода не повинна бути занадто жаркою, інакше комарам доведеться ховатися в тіні. Вологість повинна коливатися в межах від 55% до 75%, необхідних цим комарам для виживання. Переважно, щоб на відстані 1 км польоту комарів не було великої рогатої худоби чи іншої худоби, оскільки ці шкідники насправді вважають за краще харчуватися кров’ю тварин.
Якщо всі ці умови збігаються, стежте!
Документування деяких із цих факторів, таких як тип ґрунту та місцеві звички з відра, потребує початкових обґрунтування дослідників у цій галузі, зазначає Велч. Ця інформація підключається до комп'ютеризованої системи картографування, яка називається базою даних географічних інформаційних систем (GIS). Польові роботи також необхідні для характеристики поведінки місцевих видів комарів. Це кусає людей у приміщенні чи на вулиці чи обох? Інші фактори, як-от розташування пасовищ великої рогатої худоби та людських помешкань, внесені до карти ГІС на основі супутникових зображень надвисокої роздільної здатності з комерційних супутників, таких як Ikonos та QuickBird, які можуть помітити об'єкти на землі розміром до 80 см впоперек. Потім змінні загального регіону, такі як температура, кількість опадів, тип рослинності та вологість ґрунту, отримують із даних супутників середньої роздільної здатності, таких як Landsat 7 або датчик MODIS на супутнику Terra НАСА НАСА. (MODIS розшифровується як модемерний спектрометр візуалізації.)
Вчені подають всю цю інформацію в комп’ютерне моделювання, яке працює над цифровою картою пейзажу. Складні математичні алгоритми жують усі ці фактори і виплювають оцінку ризику спалаху.
Основні обгрунтованості цього підходу для оцінки ризику захворювання підтверджувались попередніми дослідженнями. Група з Університету Невади та Інституту досліджень пустелі змогла «передбачити» історичні показники зараження оленями-мишами вірусом Sin Nombre з точністю до 80%, грунтуючись лише на типі та щільності рослинності, висоті та схилі сухопутні та гідрологічні особливості, всі отримані із супутникових даних та карт ГІС. Спільне NASA Еймс / Каліфорнійський університет у дослідженні Девіса досягло 90% успіху в визначенні, які рисові поля в центральній Каліфорнії будуть розводити велику кількість комарів, а які - менше, на основі даних Landsat. Ще один проект Еймса передбачив 79% селищ з високим комаром у регіоні Чіапас, Мексика, ґрунтуючись на особливостях ландшафту, помічених на супутникових знімках.
Ідеальні прогнози, ймовірно, ніколи не будуть можливими. Як і погода, явище захворювання людини надто складне. Але ці обнадійливі результати говорять про те, що досить точних оцінок ризику можна досягти, поєднуючи старомодні польові роботи з новітніми супутниковими технологіями.
"Усі необхідні фрагменти головоломки є там", - говорить Уелч, надаючи надію, що незабаром спалахи хвороби, які, здається, з'являться "з нізвідки", набагато рідше застануть людей не охороняти.
Оригінальне джерело: NASA Science Story
