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StartseiteWissenschaft im BrennpunktMit digitaler Epidemiologie aus dem Corona-Shutdown03.05.2020

Gezielte LockerungsübungenMit digitaler Epidemiologie aus dem Corona-Shutdown

Eigentlich wissen sie doch ganz genau, was wir tun, wo wir sind und wie wir uns fühlen - die ganzen Smartphone-Apps und Social Networks. Jetzt, in Pandemiezeiten könnte die permanente Datensammelei wichtige Erkenntnisse liefern. Ein Allheilmittel ist die digitale Epidemiologie aber nicht.

Mit Beiträgen von Piotr Heller, Moderation: Uli Blumenthal

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Symbolfoto zur neuen Datenspende-App des Robert Koch Instituts: Ein Tablet und ein Smartphone mit der geöffneten App auf dem Bildschirm liegen nebeneinander. (picture alliance / Flashpic)
Eine Idee, die auch in Deutschland schon umgesetzt ist: Die Datenspende-App sammelt Messwerte aus Fitnessarmbändern und Smartwatches ein. (picture alliance / Flashpic)
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Schritt für Schritt wagt die Bundesregierung die Lockerungen der Corona-Schutzmaßnahmen. Spielplätze werden geöffnet, Gottesdienste finden wieder statt und auch Museen und andere kulturelle Einrichtungen öffnen wieder. Die geltende Kontaktsperre und andere Einschränkungen bleiben dagegen mindestens bis zum 10. Mai bestehen.

Die Gefahr durch die Corona-Pandemie sei noch lange nicht gebannt, mahnte Bundeskanzlerin Angela Merkel am Donnerstag. "Deshalb bleibt Vorsicht das Gebot." Jede Lockerung der strengen Corona-Auflagen führe "natürlich dazu, dass Menschen sich wieder mehr in der Öffentlichkeit bewegen". Deswegen müsse bei jeder Maßnahme genau geprüft werden, wie sie sich auf das Infektionsgeschehen auswirke.

Simulationen und Ausbreitungsmodelle

Mit Hilfe von Methoden der digitalen Epidemiologie simulieren Forscher die Wirksamkeit der Maßnahmen zur Begrenzung der Ausbreitung des Coronavirus.

  (imago images / Valentin Belleville) (imago images / Valentin Belleville)Erste Versuche digitaler Epidemiologie - die Vorläufer der Corona-Apps
Seit fast 20 Jahren wird versucht, mit digitalen Tools Ausbreitungen von Krankheiten zu überwachen – bisher allerdings mit wenig Erfolg.

Mit ihren Modellen wollen die Epidemiologen genau vorhersagen können, wie sich die Lockerung einzelner Maßnahmen und Beschränkungen zur Eindämmung des Virus auf die Übertragungsraten und Infektionszahlen auswirkt.

Diese Informationen sind von entscheidender Bedeutung bei der Entwicklung von Strategien, um das wirtschaftliche, kulturelle und politische Leben wieder Stück für Stück zu normalisieren und gleichzeitig ein mögliche zweite Infektionswelle zu verhindern.

Unser Gesprächspartner:
Professor Michael Meyer-Hermann, Leiter der Abteilung System-Immunologie am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig.

Michael Meyer-Hermann, Epidemiologe am Helmholtz-Zentrum  für Infektionsforschung in Braunschweig (www.imago-images.de)Michael Meyer-Hermann, Epidemiologe am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig (www.imago-images.de)

SIR-Modell contra Agenten-basiertes Modell

Grundsätzlich, so Prof. Meyer-Hermann, gibt es zwei Ansätze, ein epidemiologisches Geschehen digital zu modellieren bzw. zu simulieren: Bei den sogenannten SIR-Modellen wird die Bevölkerung als Kontinuum betrachtet, bei dem man dann unterschiedliche Grundannahmen, die "Kompartiments" differenziert: "Diese Kompartiments sind dann zum Beispiel die Zahl der suszeptiblen (empfindlichen) Menschen, dann die Zahl der infizierten Menschen, vielleicht auch die Zahl der Träger des Virus, die aber noch keine Symptome haben. Die Zahl der Leute, die in ein Krankenhaus eingeliefert werden oder in Intensivbetten müssen, und auch die Zahl der Leute, die sterben oder auch wieder gesund werden und dann hoffentlich immun sind. Und dann hat man Raten, wie man zwischen diesen Kompartiments als Personen hin und her läuft."

Der zweite Ansatz: Individueller, aber rechenintensiver

In einem "Agenten-basierten" Modell wird jede Person individuell, als "Entität" modelliert - zusammen mit einem individuell plausiblen Verhalten. "Das hat den Vorteil, dass man die Eigenschaften der einzelnen Personen viel besser abbilden kann. Man kann also über das Alter hinaus die Person auch einer Berufsgruppe zuordnen und bestimmte Verhaltensweisen den Leuten zuordnen. Was dazu führt, dass man natürlich viel detaillierter das Geschehen in der Gesellschaft abbilden kann. Der Vorteil von den SIR-basierten Modellen ist, dass sie sehr schnell und einfach sind. Der Nachteil von den Agenten-basierten Modellen ist, dass sie wahnsinnig langsam sind. Das heißt also, um ein ganzes Land zu rechnen, kommt man mit den Agenten-basierten Modellen jetzt noch nicht so richtig klar."

Qualität des Modells hängt an der Qualität der Eingangsdaten

Über die Grenzen der Simulationsrechnungen ist sich Prof. Meyer-Hermann vollkommen im Klaren: "Je mehr Daten wir haben, desto besser werden die Modelle." Die Validierung, die Überprüfung, ob ein plausibles Simulationsmodell tatsächlich auch zu den empirischen Daten passe, sei am langwierigsten. Insofern könnten Epidemiologen auch derzeit noch keine verbindlichen Antworten auf etwaige Anfragen aus der Politik geben, nach dem Motto: "Rechnet uns die und die Lockerungsmaßnahmen durch." "Das könnten wir tun, wenn wir das vollständig validierte System hätten. Das ist leider noch nicht der Fall. Wir müssen dieses Modell erst solange noch validieren, bis wir wirklich überzeugt davon sind, dass es eine sichere Vorhersage machen kann. Aber wir probieren natürlich die Sachen aus. Und ohne dass es jetzt belastbare Zahlen sind, sehen wir zum Beispiel, dass die Öffnung von Schulen tatsächlich eine große Auswirkung hat."

Meyer-Herrmann plädiert für Beibehaltung der Restriktionen

Trotz aller Unwägbarkeiten - Prof. Meyer-Hermann plädiert aufgrund seiner Modelle eher für eine Beibehaltung von Restriktionen als für einen allgemeinen Lockerungskurs. Sein "Vorbild" ist Australien, wo ein konsequenter, auch von der Wirtschaft unterstützter "Lock Down" dazu geführt habe, die Fallzahlen niedrig zu halten. "Das ist ein großer Fehler, der in dieser Gesellschaft in Deutschland hier passiert, dass wir diese Dichotomie aufbauen und an der Stelle denken, dass Retten der Menschenleben ein Gegensatz wäre zu der wirtschaftlichen Aktivität. Das Gegenteil ist der Fall. Wenn wir die Infektionszahlen so schnell runterbringen, dass das Gesundheitssystem gut arbeiten kann und wir die restlichen Fallzahlen tatsächlich gut kontrollieren können, dann ist erst ein ordentliches Wirtschaften wieder möglich. Ansonsten sind wir in einer ewigen Lähmung verhaftet und werden wirtschaftlich tatsächlich gegenüber anderen Ländern einen Nachteil haben."

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Äußerungen unserer Gesprächspartner geben deren eigene Auffassungen wieder. Der Deutschlandfunk macht sich Äußerungen seiner Gesprächspartner in Interviews und Diskussionen nicht zu eigen.

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