Phylogenetic reconstruction of the cultural evolution of electronic music via dynamic community detection (1975-1999)
文化起源，或文化的“树”，通常是使用生物学的方法建立的，这些方法使用文物的相似性和差异来推断产生它们的人口之间的历史关系。虽然这些方法已经产生了重要的见解，特别是在语言学，研究人员继续辩论的程度，文化同源性是树状或网状的，由于高水平的水平传输。在这项研究中，我们提出了一种新的方法，系统发育重建，使用动态社区检测，明确占谱系之间的传输。我们使用了来自电子音乐艺术家之间的1，498，483个合作关系的数据，根据观察到的人口结构构建了一个文化遗传学。研究结果表明，虽然遗传学基本上是树状的，但水平传播是常见的，种群之间从未完全隔离。此外，我们发现证据表明，电子音乐的多样性在1975年至1999年间有所增加。本研究中使用的方法可作为一个新的R软件包，称为DynCommPhylo。未来的研究应该将这种方法应用于其他文化系统，如学术出版和电影，以及高分辨率生殖数据可用的生物系统，以评估进化中的网状化水平如何在不同领域中变化。
2020-11-05 q-bio.PE stat.AP
Studying the mixed transmission in a community with age heterogeneity: COVID-19 as a case study
COVID-19已在全球流行约两年，并为我们的社会带来前所未有的挑战。在疫苗问世之前，主要的疾病干预策略是非药物性的。从2020年12月开始，加拿大安大略省批准疫苗用于脆弱人群，并逐步扩大到所有12岁以上的人群。由于疫苗覆盖率在合资格人群中达到令人满意的水平，正常的社交活动恢复，学校于2021年9月重新开放。然而，当学校重新开放进行面对面学习时，12岁以下的儿童没有接种疫苗，感染病毒的风险更高。我们提出了一个年龄分层模型的基础上的年龄和疫苗接种资格的个人。将该模型与加拿大安大略省的数据进行了拟合，得到了较好的拟合结果。结果表明，放松组间接触率可能会引发未来的流行波更容易比组内接触率增加。老年组混合接触率的增加迅速放大了两组的每日关联数，而年轻组混合接触率的增加主要导致未来仅年轻组的波动。研究结果表明，加速疫苗推广对年轻人在减轻疾病传播方面的重要性。
2022-02-07 math.DS q-bio.PE
Management strategies in a SEIR model of COVID 19 community spread
2019年新型冠状病毒感染（COVID 19）是国际关注的持续公共卫生紧急事件。尽管（或可能因为）疫情是前所未有的全球威胁，但我们对COVID 19流行病学、传播动力学、调查工具和管理的了解仍存在重大差距。积极的一面是，目前对流行病过程的了解足以建立数学预测模型。在我们的工作中，我们调整了传统的SEIR流行病模型，以适应COVID 19在年龄异质社区中传播的特定动态分区和流行病参数。我们分析了流行病课程的管理策略（因为它们是通过美国许多州和世界各国的封锁和重新开放程序实施的）;然而，为了更清楚地说明这些想法，我们重点介绍了一个小规模大学城社区的例子，以及纽约州引入控制措施的时间轴。我们在可持续发展的背景下进行预测，并评估这些控制措施（关闭，流动限制，社交距离）的效率。
2020-11-27 physics.soc-ph q-bio.PE
Network structure of COVID-19 spread and the lacuna in India's testing strategy
我们描述了COVID-19在印度的传播网络，发现传播率为0.43，每天的病例增长是由在国外感染病毒的个人推动的。我们探讨的问题，这是否代表指数衰减的动态或仅仅是一个人工制品的印度的测试策略。检测主要限于来自高风险国家的个人及其直接接触者，这意味着该网络反映了来自有偏见的检测样本的阳性识别。鉴于检测水平普遍较低，而且几乎完全没有社区传播检测，我们很有可能错过疫情的实际性质。印度目前的病例量仍然很低，采取行动的时间可能很短，因此应该积极和系统地扩大社区传播的随机检测，包括对无症状病例的检测。这将有助于了解真正的传输特性，并为不久的将来做出适当的规划。
2020-03-21 physics.soc-ph q-bio.PE
Epidemic models on social networks -- with inference
考虑在结构化社区中传染病传播的随机模型，其中该结构化社区本身由随机网络模型描述。定义了几种常见的网络模型和传输模型，并给出了它们的大种群比例。然后，重点转移到统计方法：根据基础网络、传输模型和现有数据，可以估计什么以及如何估计？这份调查报告讨论了几种不同的情况，还参考了可以找到更多详细信息的出版物。
2019-08-15 math.PR q-bio.PE stat.ME
Community interactions determine role of species in parasite spread amplification: the ecomultiplex network model
大多数人畜共患病是多宿主寄生虫病，具有多种传播途径，尽管它们之间存在潜在的相互作用，但通常单独调查。作为一个统一的框架，通过不同的感染途径传播寄生虫建模，我们建议“ecomultiplex”网络，即多重网络表示相互作用的动物群落（i）空间结构和（ii）代谢缩放。我们利用这个生态框架测试潜在的控制策略，$T. cruzii$传播在两个现实世界的生态系统。我们的调查突出了两个有趣的结果。首先，在确定哪些物种促进寄生虫传播方面，复合拓扑结构可以与更需要数据的流行病学措施一样有效。其次，捕食者-猎物和宿主-寄生虫之间的相互作用导致了寄生虫放大的现象，其中顶级捕食者促进$T. cruzii$传播，为以前的经验研究结果提供了理论解释。我们的方法具有广泛的适用性，可以为现实世界生态系统中具有多种传播途径的病原体设计免疫策略提供新的见解。
2017-06-16 physics.bio-ph physics.data-an q-bio.PE
To mask or not to mask: Modeling the potential for face mask use by the general public to curtail the COVID-19 pandemic
公众使用口罩以限制COVID-19大流行的传播是有争议的，尽管越来越多的人建议使用口罩，而且这种干预的潜力还没有得到很好的理解。我们开发了一个房室模型，用于评估一般无症状公众使用口罩对整个社区的影响，其中一部分可能是无症状传染性的。使用美国纽约州和华盛顿州的COVID-19动态相关数据进行的模型模拟表明，广泛采用即使相对无效的口罩也可能有意义地减少COVID-19的社区传播，并减少高峰期的住院和死亡人数。此外，口罩的使用降低了有效传播率，与口罩有效性（作为阻断的潜在传染性接触的一部分）和覆盖率（作为一般人群的一部分）的乘积几乎成线性比例，而对流行病学结果（死亡，住院）的影响是高度非线性的，表明口罩可以与其他非药物措施协同作用。研究发现，口罩在预防健康人患病和预防无症状传播方面都很有用。假设的口罩采用情景表明，在纽约，如果没有其他流行动态变化，立即普遍（80%）采用中度（50%）有效的口罩，可以在两个月内预防17- 45%的预计死亡人数，同时将每日死亡率峰值降低34- 58%。我们的研究结果表明，公众使用口罩在减少社区传播和大流行负担方面具有很高的潜在价值。当口罩与其他非药物实践（如社交距离）结合使用时，以及当采用几乎普遍（全国范围）且依从性高时，全社区的利益可能最大。
2020-04-07 q-bio.PE q-bio.QM
Modeling the transmission of new coronavirus in São Paulo State, Brazil -- Assessing epidemiological impacts of isolating young and elder persons
我们开发了一个数学模型来描述新型冠状病毒在巴西圣保罗州的传播。该模型将社区划分为由年轻人和老年人组成的亚群，以考虑到患有严重CoViD-19的老年人的死亡风险较高。根据在圣保罗州收集的数据，我们估计了传播率和额外死亡率，并由此计算出基本生殖数R 0。根据估计的参数，CoViD-19导致的死亡估计值比文献中发现的低三倍。考虑到隔离作为一种控制机制，我们改变了年轻人和老年人的隔离率，以评估其流行病学影响。流行病学情景主要侧重于评估在人群中引入隔离时严重CoViD-19病例和死亡人数。
2020-04-12 q-bio.PE
A Spatial Stochastic SIR Model for Transmission Networks with Application to COVID-19 Epidemic in China
世界各国政府已实施预防措施，以防止冠状病毒病（COVID-19）的传播。在这项研究中，我们考虑了一个多变量离散时间马尔可夫模型来分析COVID-19在中国33个省级地区的传播。这种方法使我们能够评估流动限制政策对疾病传播的影响。我们使用跨区域的日常人类流动数据，并应用贝叶斯框架来估计所提出的模型。结果显示，疫情在中国的传播主要由区域内的社区传播驱动，而地方政府推出的封锁政策遏制了疫情的蔓延。此外，我们的文件表明，湖北只是早期流行阶段的震中。北京和广东等二级震中已于二零二零年一月底确立，疫情蔓延至相关地区。在各区域实行人员流动限制后，来自这些震中的传播大幅下降。
2020-08-17 econ.GN physics.soc-ph q-bio.PE
Deciphering dynamics of recent COVID-19 outbreak in India: An age-structured modeling
传染病传播动态对社会接触模式和人们为限制疾病传播而采取的预防措施特别敏感。这取决于社区的年龄分布。因此，了解$-$特定年龄的传染病患病率和发病率对于预测未来疾病负担和免疫接种等干预措施的有效性至关重要。本研究使用SEIR年龄$-$结构的多群体流行病模型来了解社会接触如何影响疾病控制。我们在社区中创建了位置$-$特定的社会接触矩阵，以了解社会混合如何影响疾病传播。我们估计了系统的基本再生数$(R_0)$，并用$R_0$绘出了系统的全局行为.定量地建立了问题的最优控制。还估计了印度从2020年9月1日到2020年12月31日的拟议模型的传输率。我们通过允许参与者分阶段返回工作岗位来复制非药物治疗的解除，并研究了其影响。我们的研究结果意味着，识别年龄为$20-49$的有症状的病人可以帮助降低学校关闭时的感染人数。当一些学校部分开放时，对有症状感染者的认识有助于减少病例。模拟结果还表明，限制在学校和其他聚会场所的接触可以显着降低这种情况的数量。使用最小二乘法，发现时间$-$依赖的传输速率比印度COVID $-19$的恒定传播速率更现实。为了减少COVID $-19$的负担，我们发现逐渐放松控制方法可以使其他峰值变平并降低。我们的研究结果可能有助于卫生政策制定者决定及时的基于年龄$-$的免疫接种分配策略，从而控制疾病。
2022-04-18 q-bio.PE
Prudent behaviour accelerates disease transmission
传染病在接近高峰期时的传播速度往往比根据早期传播数据预测的要快。尽管这种现象具有共性，但没有已知的一般机制能够导致指数传播的疾病开始更快地传播。事实上，现实世界社交网络的大多数特征，如群集1、2和社区结构3，以及人类行为的大多数特征，如社交距离4和增加的风险5，都将减缓疾病的传播。在这里，我们考虑一个模型，其中具有基本社会角色的个人-例如教师，第一反应者，卫生保健工作者等-生病的人被健康的人取代。我们把这个过程称为关系交换。关系交换也是一种行为过程，但对疾病传播的影响不那么明显。通过将这种行为纳入一个动态网络模型，我们证明，更换个人可以加速疾病传播。此外，我们发现，这个过程的影响是微不足道的，当考虑一个标准的质量作用模型，但戏剧性的网络结构时。这一结果凸显了大规模行动模型的另一个关键缺陷，即它们无法解释行为过程。最后，使用经验数据，我们发现，这种机制可以很好地解释超过17年的流感和登革热病毒数据中观察到的模式。我们预计，我们的研究结果将推动新兴的疾病预测领域，并将更好地为疫情期间的公共卫生决策提供信息。
2015-09-02 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Structural causal influence (SCI) captures the forces of social inequality in models of disease dynamics
本研究引入结构因果影响（SCI）指标，将社会不平等作为传播动力学的正式驱动因素，量化易感人群中子社区的相对脆弱性，并在丙肝和智能体模型中验证了社区间传播对疫情持续的影响。
2025-06-26 q-bio.PE q-bio.QM
Modelling strong control measures for epidemic propagation with networks -- A COVID-19 case study
我们表明，精确的知识，流行病传播参数是不需要建立一个信息模型的疾病传播。我们提出了一个详细的模型，各种外部控制制度下的接触网络的拓扑结构，并证明这是足够的捕获显着的动态特性，并告知决策。社区中个体之间的联系以联系图为特征，该联系图的结构被选择为模仿社区控制措施。我们的传染源城市级传播模型（SEIR模型）描述了通过以下方式传播的特征：（a）无标度接触网络（无控制）;（b）随机图（消除大规模聚集）;（c）小世界网格（部分到完全锁定-“社交”距离）。该模型在模拟与2020年冠状病毒大流行传播的数据之间表现出良好的定性一致性。SEIR模型的相关速率参数的估计，我们证明了这些估计的不确定性下，我们的模型预测的鲁棒性。这项工作的社会背景和效用被确定，有助于在西澳大利亚州的一个非常有效的流行病应对。
2020-06-08 nlin.CG q-bio.PE
Mathematical Modeling Analysis and Optimization of Fungal Diversity Growth
研究了在多种真菌存在的情况下，在一定体积内，真菌的分解速率与温度、湿度、真菌伸长、耐湿性和真菌密度之间的关系，建立了一系列描述真菌在不同状态下分解的模型。由于在这种情况下土壤体积是给定的，后两个特征可以归因于真菌种群数量对分解速率的影响。基于Logistic模型，建立种群数量与时间的关系，最终得到稳态时的真菌数量，并利用洛特卡-沃尔泰拉模型分析不同种真菌之间的相互作用，得到不同环境下各种真菌组合的分解速率。通过对这两种情况的研究，我们可以从一种情况引申到另一种情况，由n个真菌种群组成的群落将与由n+1个真菌种群组成的群落相似。研究后，将收集到的数据代入模型，发现两种真菌组成的真菌群落对同一种物质的地面分解或木质纤维的分解速率低于单一真菌。我们发现真菌在温暖潮湿的环境中分解速率最高，大气的变化导致一些真菌种群增长速率降低，也有一些会增加，这与真菌的性质有关，我们分析了环境因子即温度和湿度对模型的影响。
2022-08-04 math.OC q-bio.PE
