博弈论能帮助我们预防疾病的爆发吗?

作者: Istvan Zoltan Kiss, Nicos Georgiou

来源: theConversation

发布日期: 2018-09-12

博弈论可以帮助我们理解在疾病爆发时,个人的最佳策略往往与整个群体的最佳策略相互冲突的情况。通过使用博弈论,公共机构可以更好地制定策略,以减少疫情的影响。

最近,一架从迪拜飞往纽约的航班上,出现了多名表现出疑似流感症状的乘客,在飞机降落后,该航班的乘客随即就被隔离。这种隔离措施是可以理解的,因为国际旅行具有迅速地让新型疾病在全球传播的能力。但或许会让你惊讶的是,在这种情况下,隔离可能并不总是最佳策略,而这并不仅仅是考虑到经济影响。当涉及到与健康相关的决定时,对个人来说的最优选择未必对更广泛的人群也是最好的选择,反之亦然。

这使得公共机构很难作出保护全体人民的决策。但有一种方法可以让我们更好地理清这种困境,这种方法便是常用于经济学的博弈论。博弈论试图做的是预测在一个群体中,当局势的结果取决于群体中其他人的行为时,个体将如何在不同的策略之间进行选择。这里的困难在于,在不知道其他人会怎么做的情况下,个人就无法制定出符合自己利益的最佳策略。以疫苗接种为例。

尽管疫苗一再被证实是安全的,但它们仍有可能产生一些短期的负面影响,如经济成本、注射带来的疼痛、免疫系统的暂时不良反应等等。因此,一个家庭在决定是否接种流感疫苗时,就需要权衡接种疫苗的代价与好处。

流感是可以致命的,所以接受疫苗接种所带来的代价似乎应是显而易见的选择。但是,如果几乎人群中的所有人都接种了疫苗,那么对这个家庭而言,仍然有可能免受这种疾病影响——因为他们接触这种疾病的可能性大大变小了。所以在这种情况下,不接种疫苗对这个家庭来说似乎是更好的选择。但是,问题是如果每个家庭都这样想,那么就没有人能得到保护,这样一来大规模的疫情就很容易爆发。

我们曾见识过麻疹、腮腺炎和风疹(MMR)疫苗问题所造成的灾难性后果:当疫苗被错误地与自闭症联系起来之后,欧洲和美国的疫苗接种率都出现了显著下降。这导致了麻疹和腮腺炎发病率的增加,并且造成了大量死亡病例和严重的永久性伤害。博弈论解释说,在这种情况下,个人的最佳策略往往与整个群体的最佳策略相互冲突。能决定爆发结果的,是与事件相关的个人之间的相互作用,以及这些个人和整个群体对待风险的看法。

我们可以将这种思路应用到当疾病爆发时施加的旅行禁令上。当2014年西非地区爆发埃博拉病毒疫情时,阻止人们出入该区域似乎是遏制疫情和保护个人的最佳方案。但是后来,研究人员发现这种措施只是延迟了疫情在不同地区的爆发时间,而且还有可能阻止了救援人员前往受灾最严重的地区。所以,在这种情况下,我们该如何制定出最佳策略呢?一般来说,答案是使用“纳什均衡”(以著名数学家约翰·纳什命名)。

在其他人的策略保持不变的情况下,当你改变自己的策略不会改善你的处境时,你就达到了纳什均衡。对纳什均衡的研究有助于我们更好的理解群体中所有个体的最佳策略。但是,个人和群体的最佳策略在某些情况下是可以一致的。这主要发生在人口呈“开放”状态,也就是允许人来人往的情况的时候。

一篇最近发表在《英国皇家学会学报:界面》(Journal of the Royal Society Interface)上的研究就是一个例子。这项研究观察了一个地区的人可以选择是否前往另一个受疾病影响的地区的情况。如果由于疫情严重,而且新闻媒体对其进行了频繁的报道,使得人们认为这种疾病具有很高风险的话,那么个人就会选择不前往疾病地区。这就与公共机关想要的旅行禁令的效果相符。

但如果疫情不严重,旅游禁令就会被解除,人们会更愿意前往该地。从该研究考虑的大多数参数发现,个体和群体级别的最佳策略以这种方式重合了。但差异仍有存在的可能,例如当选择旅行的人数超过了最佳人数时,就可能导致这些人将疾病带回自己家乡,让疫情在别处大规模的爆发。但现实世界的困难在于,这些差异可能会突然出现,例如由于气候原因或病毒进化等许多因素,都可能影响疾病传播的速度。

更重要的是,不论官方的指导方针如何,媒体对风险的报道和相关的教育项目也会影响旅客对风险的看法。而博弈论能做的就是帮助我们理解所有的这些因素,从而找出个人在什么时候最有可能以一种违背集体最大利益的方式行事。这样,公共机构就可以实施适当的控制措施,将疫情的影响降到最低。

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