Maschinelles Lernen kann Nagetierarten erkennen, die Krankheiten und geographische Hotspots beherbergen, die anfällig für neue Parasiten und Krankheitserreger sind. So berichtet eine neue Studie im Proceedings of the National Academy of Sciences Unter der Leitung von Barbara A. Han, einer Krankheitsökologin am Cary Institute of Ecosystem Studies.

Die meisten neu auftretenden Infektionskrankheiten werden von Tieren auf Menschen übertragen, wobei jährlich mehr als eine Milliarde Menschen leiden. Der Schutz der öffentlichen Gesundheit erfordert wirksame Überwachungsinstrumente.

Mit den Kollegen der Paulum School of Ecology der University of Georgia, John Paul Schmidt, Sarah E. Bowden und John M. Drake, setzte Han maschinelles Lernen, eine Form der künstlichen Intelligenz, ein, um Muster in einem umfangreichen Datensatz von mehr als 2,000 Nagetierarten aufzudecken mit Variablen, die die Lebensgeschichte, Ökologie, das Verhalten, die Physiologie und die geografische Verteilung der Arten beschreiben.

Eine Veröffentlichung des Cary Institute berichtet, dass das Team ein Modell entwickelt hat, mit dem bekannte Nagetierreservoirspezies mit einer Genauigkeit von 90 Prozent vorhergesagt und bestimmte Merkmale identifiziert werden können, die Reservoire von Nichtreservoirs unterscheiden. Sie enthüllten über 150 neue potenzielle Nagetierreservoirspezies und mehr als fünfzig neue Hyperreservoirs (Tiere, die möglicherweise mehrere für den Menschen infektiöse Krankheitserreger tragen).

Durch die Kombination von ökologischen und biomedizinischen Daten in einer gemeinsamen Datenbank konnte Barbara mithilfe von maschinellem Lernen Muster finden, die ein Frühwarnsystem für durch Nagetiere übertragene Krankheitsausbrüche informieren können.

Die am stärksten gefährdeten Reservoir-Arten sind solche, die schnell reifen, sich früh und oft vermehren und in nördlichen gemäßigten Zonen mit geringer Biodiversität leben.

Zu den geografischen Gebieten mit einer großen Vielfalt an Nagetierreservoirs gehörten Nordamerika, die Atlantikküste Südamerikas, Europa, Russland sowie Teile Zentral- und Ostasiens. Die prognostizierten zukünftigen Hotspots der Vielfalt der Nagetierreservoire erstreckten sich über arktische, gemäßigte, tropische und Wüstenbiome, einschließlich China, Kasachstan und den Mittleren Westen der USA. Es wird vorausgesagt, dass ein Großteil der neuen Reservoir- und Hyperreservoir-Arten in den oberen Breiten vorkommt.

Die Ergebnisse bilden die Grundlage für gezielte Überwachungsmaßnahmen, die angesichts der Kosten für die Überwachung neu auftretender Infektionskrankheiten von entscheidender Bedeutung sind.

In der Pressemitteilung wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Studie angewendeten Techniken des maschinellen Lernens derzeit verwendet werden, um neue Fragen zu untersuchen, einschließlich potenzieller Reservoire für Ebola-Viren und andere Filoviren.

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