Ученые используют машинное обучение для отслеживания переносящих болезни комаров

Некоторые комары, такие как Aedes aegypti (так называемый комар жёлтой лихорадки), являются переносчиками опасных вирусов, вызывающих лихорадку денге, чикунгунью, Зика и жёлтую лихорадку у людей.

Aedes aegypti — инвазивный для Северной Америки вид, который широко распространился на востоке США. Учёные исследуют его генетическую связанность по мере адаптации к новым ландшафтам и расширения ареала.

В исследовании, опубликованном 22 февраля 2021 года в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), команда под руководством биолога Норы Саарман из Университета штата Юта применила машинное обучение для картирования ландшафтной связности популяций комара.

Новый подход:

• Используется алгоритм random forest, позволяющий преодолеть ограничения классических пространственных моделей.
• Метод сочетает преимущества машинного обучения и итеративного процесса оптимизации, интегрирующего генетические и экологические данные.
• Для анализа привлекались спутниковые снимки NASA.

Ключевые выводы:

• Изначально обитавший в лесах Африки, Aedes aegypti теперь специализировался на питании кровью человека и процветает в антропогенных ландшафтах (свалки, обочины дорог, поливаемые сады).
• Данные показали притяжение комаров к транспортным сетям. Например, деятельность питомников растений невольно способствует их перемещению в новые районы.
• Комары не только адаптируются к новым источникам пищи и вырабатывают устойчивость к пестицидам, но и приспосабливаются к разным температурам, что позволяет им расширять ареал в более холодные регионы.

Значение исследования:

Разрабатываемые инструменты помогут менеджерам по охране здоровья определить эффективные методы контроля численности популяций комаров до уровня, минимизирующего риск передачи заболеваний. Это особенно важно, поскольку традиционные пестициды (например, ДДТ) наносят вред окружающей среде, а у комаров развивается резистентность к безопасным инсектицидам.

Исследование поддержано Национальными институтами здоровья (NIH).