Wie Viren in Grundschulen verbreitet werden

Jedes Jahr werden viele Menschen auf der ganzen Welt krank wegen Viren, die das Atmungssystem betreffen. Diese Viren können ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen und sogar zum Tod führen. Sie verursachen auch hohe wirtschaftliche Kosten für die Gesellschaft. Manchmal gibt's Pandemien, also weit verbreitete Krankheitsausbrüche, wie die COVID-19-Pandemie und den H1N1-Grippeausbruch 2009. Diese Pandemien haben das tägliche Leben gestört und die Wirtschaft belastet.

Viren verbreiten sich auf zwei Hauptarten. Die erste Art ist durch Tröpfchen, also winzige Flüssigkeitstropfen, die beim Husten, Niesen oder Sprechen herauskommen. Diese Tröpfchen können gross oder klein sein. Die zweite Art ist durch den Kontakt mit Oberflächen, die das Virus haben. Das passiert, wenn jemand etwas anfasst, das das Virus drauf hat, direkt oder indirekt.

Schulen sind Orte, wo sich Viren leicht verbreiten können, weil Schüler und Lehrer nah beieinander sind. Wenn Grundschüler krank werden, können sie das Virus auch an ihre Familien und Gemeinschaften weitergeben. Deshalb ist es super wichtig zu untersuchen, wie Viren in Grundschulen verbreitet werden, um Ausbrüche zu verhindern.

#Datenerhebung in Schulen

Um die Virusübertragung in Grundschulen zu untersuchen, brauchen die Forscher Infos über das Verhalten der Schüler, wie sie miteinander umgehen. Für die Tröpfchenübertragung müssen sie wissen, wie lange Schüler miteinander reden. Für die Kontaktübertragung brauchen sie Infos dazu, welche Dinge die Schüler anfassen und wie oft. Einige frühere Studien haben Umfragen genutzt, um diese Informationen zu sammeln, aber Umfragen können nicht alle Details davon abdecken, was die Schüler tatsächlich machen. Andere Studien haben tragbare Sensoren verwendet, aber die erkennen nur, wenn Schüler nah beieinander sind, nicht wenn sie reden.

In dieser Studie nutzten die Forscher Videoaufnahmen, um das Verhalten der Schüler besser zu verstehen. Sie haben aufgezeichnet, wie die Schüler kommunizierten und welche Gegenstände sie anfassten. Sie beobachteten die Gespräche und Kontaktverhalten zwischen den Schülern. Durch die Analyse von Kommunikationsmustern und Kontaktgegenständen sagten die Forscher voraus, wie Viren in der Schule übertragen werden könnten.

#Beobachtung und Annotation

Die Studie fand in einer Grundschule in Tokio statt, mit einer Klasse von 30 Schülern im Alter von 9 bis 10 Jahren. Die Forscher nutzten mehrere Kameras, um die Schüler über einen Zeitraum von vier Tagen im Dezember 2022 aufzuzeichnen. Sie konzentrierten sich auf Pausen zwischen den Stunden, wenn die Schüler eher miteinander interagierten. Um die Privatsphäre der Schüler zu schützen, überprüfte eine unabhängige Organisation die Videos und verwischte die Gesichter der Schüler, bevor die Daten analysiert wurden.

Das Kommunikationsverhalten wurde in verschiedene Typen unterteilt: Gespräche, physischer Kontakt und Fälle, in denen beides vorkam. Die Forscher haben aufgezeichnet, wann die Kommunikation begann, wer sie initiierte, wie lange sie dauerte und welche Schüler beteiligt waren.

Für das Kontaktverhalten notierten sie, wann ein Schüler einen Gegenstand anfasste und wem dieser Gegenstand gehörte. Die Forscher haben aufgezeichnet, ob der Schüler alleine oder mit anderen während dieser Kontakte war. Sie kartierten das Klassenzimmer und die Flure, um den Kontext dieser Interaktionen zu verstehen.

#Kommunikationsmuster

Die Forscher erstellten dann ein Netzwerk basierend auf den Kommunikationsverhalten der Schüler. Sie verfolgten, wer wann mit wem sprach während der Beobachtungszeit. Dieses Kommunikationsnetz hilft zu verdeutlichen, wie die Schüler miteinander interagieren. Sie fanden heraus, dass einige Schüler mehr mit bestimmten Mitschülern kommunizierten, während andere weniger häufig miteinander sprachen.

Bei der Analyse der Kommunikationsmuster bemerkten die Forscher, dass die meisten Interaktionen kurz und nicht sehr häufig waren. Dieses Ergebnis deutet auf die abwechslungsreiche Natur der Kommunikation unter den Schülern hin. In manchen Fällen kann ein Schüler ein Gespräch beginnen, aber der andere Schüler antwortet hingegen nicht, was zu einem ungleichen Kommunikationsdynamik führt.

#Identifizierung von Infektionsrisiken

Die Forscher berechneten das Risiko einer Tröpfcheninfektion basierend auf der Dauer der Gespräche. Sie fanden heraus, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schüler sich mit dem Virus infiziert, mit längeren Gesprächen zunahm, besonders wenn ein Virusträger beteiligt war.

Was die Kontaktverhalten betrifft, schauten die Forscher darauf, welche Gegenstände angefasst wurden und wie oft. Sie fanden heraus, dass bestimmte Gegenstände, wie Tische und Türen, eine hohe Anzahl von Kontakten aufwiesen. Das deutet darauf hin, dass diese Gegenstände wichtig für die Verbreitung des Virus sein könnten, besonders wenn eine infizierte Person sie berührt hat.

#Mikrosimulationsanalyse

Um das Potenzial der Virusübertragung zu simulieren und zu verstehen, führten die Forscher eine Mikrosimulation basierend auf den beobachteten Kontaktverhalten durch. Sie gingen davon aus, dass ein virusübertragender Schüler präsent war, und zeichneten auf, wie viele Viruskopien auf verschiedene Oberflächen übertragen werden konnten.

Während der Simulationen wurden Gegenstände, die Schüler häufig anfassten, als potenzielle „Fomites“ identifiziert, also Oberflächen, die das Virus tragen könnten. Die Forscher verfolgten, wie viele Viruskopien übertragen wurden, als ein Schüler diese Gegenstände nach dem Kontakt mit einer infizierten Person berührte.

Die Ergebnisse zeigten, dass Gegenstände wie Tische, Serviertische und Türen höhere Kontaktquoten hatten, was darauf hinweist, dass sie eine Rolle bei der Verbreitung des Virus spielen könnten. Die Simulationen zeigten, dass eine grosse Anzahl von Viruskopien durch nur einen Gegenstand übertragen werden konnte, was die Bedeutung der Reinigung und Desinfektion von häufig genutzten Oberflächen in Schulen unterstreicht.

#Fazit

Diese Studie bietet wertvolle Einblicke, wie Viren in Grundschulen durch Kommunikations- und Kontaktverhalten verbreitet werden. Die Ergebnisse betonen die Wichtigkeit, die Interaktionen der Schüler zu verstehen, um effektive Strategien zur Reduktion der Virusübertragung zu entwickeln.

Durch die Analyse von Kommunikationsmustern und Kontaktverhalten können Forscher Hochrisiko-Elemente und Interaktionen identifizieren. Dieses Verständnis kann Schulen helfen, bessere Massnahmen zur Infektionskontrolle zu entwickeln, wie zum Beispiel das Bewusstsein für Handhygiene zu erhöhen und Oberflächen zu desinfizieren.

Insgesamt trägt diese Forschung zum Wissen über Infektionskrankheiten in Schulen bei und kann zukünftige Bemühungen zur Verhinderung von COVID-19 und anderen Virusausbrüchen unter Schülern informieren.