Coupling infectious diseases, human preventive behavior, and networks.pdf

最近看了一篇文献，虽然搞物理的人可能很鄙视这个方面的工作，因为既没有解析解，也没有标度率或者相变，但是个人还是很喜欢的。简单易懂，比较实际：Liang Mao, Yan Yang, Coupling infectious diseases, human preventive behavior, and networks---A conceptual framework for epidemic modeling,Social Science & Medicine 74 (2012) 167e175,.

这篇文章主要研究了两种传播方式在两个网络上的相互耦合作用。

文中模型假设存在两个耦合网络：一个疾病传播网络(infection network),另一个是信息传播网络（communication network,为了更好的理解，这里翻译为信息传播网络），疾病的爆发会引起意识、行为反应等信息在信息传播网络中传播开来，而信息传播又会影响人们对疾病的行为反应。同时假设两个网络中的节点都是相同的人群组成，但是两个网络中的边可以是一样的，也可以是不一样。这反映了信息传播和疾病传播方式不相同。

下图给出了模型的示意图：黑线表示疾病传播网络（上层），黑点表示被疾病感染的个体。灰线表示信息传播网络（下层），黑色方块表示人们愿意接纳某种保护措施，比如吃抗体药，这样可以降低被感染的概率。首先第一个人被感染，那么他可能把疾病通过传播网络传给邻居2，3。同时邻居2有可能意识到有人被感染，因此激励他采取保护措施，然后他再把这个信息通过信息传播网络传给邻居。

（摘自文献1)

在文章中作者同时假设信息传播方式和疾病传播方式不同（我非常喜欢这点！），一个没有采纳者（Non-adopter）是否变为采纳者(adopter)受两个因素影响：

一、周围感染的邻居数（存在某个阈值，如果感染数大于阈值，个体变为adopter),；

二、有多少人告诉你需要采取保护（当被告知的次数达到一个阈值，个体就变为adopter. 相当于社会强化作用，三人成伙现象！）

通过这个模型，比较了如果不考虑人的行为反应和考虑行为反应会引起的差异性。因此强调了结合行为反应的必要性。

（图2：不考虑行为传播的情况(Influenza-only attack rate；考虑行为影响的情况（coupled diffusion attack rate)，已经行为传播范围(coupled-diffusion adoption rate)受传播率的影响！（摘自文献1））

最后作者两个网络差异性对传播范围的影响。

1, Liang Mao, Yan Yang, Coupling infectious diseases, human preventive behavior, and networks----A conceptual framework for epidemic modeling,Social Science & Medicine 74 (2012) 167e175.

这方面的几篇类似文献：

2，S. Funk, E. Gilad, C. Watkins, and V.A.A. Jansen. The spread of awareness and its impact on epidemic outbreaks. Proc. Natl Acad. Sci., 106:6872{6877, 2009.

3，P. Poletti, B. Caprile, M. Ajelli, A. Pugliese, and Merler S. Spontaneous behavioural changes in response to epidemics. J. Theor. Biol., 260:31{40, 2009.

4，Joshua M. Epstein, Jon Parker, Derek Cummings, and Ross A. Hammond. Coupled contagion dynamics of fear and disease: Mathematical and computational explorations. PLoS ONE, 3(12):e3955, 12 2008.

5，F.C. Coelho and C.T. Codeco. Dynamic modeling of vaccinating behavior as a function of individual beliefs. PLoS Comput Biol, 5(7):e1000425, 07 2009.