Realexperiment "Herdenimmunität"

18.10.2017

Wer sich impft, der schützt sich selbst – so die gängige Grundannahme. Wenn sich jedoch genügend viele Menschen impfen lassen, dann werden auch Andere geschützt. Zum Beispiel krebskranke Menschen, die sich nicht impfen lassen dürfen, Babys und Kleinkinder, oder Menschen bei denen die Impfung nicht gewirkt hat. Dieser Effekt, dass die Krankheit sich dank Impfung nicht ausbreiten kann, wird Herdenimmunität genannt.

Wie gezeigt wurde, ist interaktives Begreifen die beste Möglichkeit, diesen Effekt zu verstehen und – so die Studie – Menschen lassen sich, wenn sie sehen, dass es anderen hilft, auch lieber impfen. Wir haben dazu ein kleines Realexperiment entwickelt, wie Herdenimmunität wirkt. Auf einem Raster stellen sich die Probanden auf. Mit farbigen Kappen werden sie in drei Gruppen geteilt: die „Gesunden“, die „Kranken“ und die „Geimpften“. Kranke und Geimpfte haben unterschiedliche Kappenfarben, wer erkrankt muss z.B. eine rote Kappe aufsetzen.

Das Realexperiment kann auch im Computer simuliert werden: so kann man sehen, wie sich eine Epidemie in der Bevölkerung ohne geimpfte Personen ausbreitet. Bei Kontakt mit einer kranken Person (rote Punkte in der Simulation) werden gesunde Personen (hellgraue Punkte) angesteckt und ebenfalls krank. Es überrascht nicht, dass ohne Schutz gegen die Krankheit früher oder später alle Personen infiziert werden.

Wie sich aber im Realexperiment zeigt (deshalb macht man es ja – um das Verhalten realer Menschen zu analysieren), tritt eine spielerische Gruppendynamik zu Tage. Da alle TeilnehmerInnen den Gesundheitsstatus aller anderen anhand der Kappen erkennen, entwickeln die Kranken Ehrgeiz und versuchen alle Gesunden anzustecken. Die Geimpften (blaue Punkte in der Simulation) hingegen versuchen die Gesunden zu schützen. In der Simulation werden die bunten Punkte, die die einzelnen Personen darstellen, „Agenten“ genannt. Das Schöne an der Computersimulation ist, dass den „Agenten“ bestimmte Eigenschaften gegeben werden können und so genau dieses real beobachtete Verhalten simuliert werden kann. Je nachdem welche Eigenschaften die anderen Agenten haben und wie die Umwelt aussieht, ändert sich das Verhalten der einzelnen Agenten. So kann das Verhalten den Agenten in der Simulation an jenes der TeilnehmerInnen aus dem Realexperiment perfekt angepasst werden. Im zweiten Szenario ist so ein interessanter Effekt der Impfung zu sehen: durch die Impfung von einem Teil der Bevölkerung werden auch viele Ungeimpften geschützt.

So können wir real und virtuell ein Gefühl für den Effekt „Herdenimmunität“ bekommen. Aber in Wirklichkeit laufen Kranke und Geimpfte natürlich nicht wie „Zombies“ herum und versuchen sich anzustecken. In der Realität weiß man nicht wer krank, geimpft oder gesund ist. Simulationen können immer näher an die Realität angepasst werden: wir vergrößern und erweitern das Modell. War die Krankheit bisher endgültig – einmal krank immer krank – so werden die Personen nun nach einer eingestellten Zeit wieder gesund (und können sich dann wieder neu anstecken).

Wenn sich ein großer Teil der Bevölkerung gegen die Krankheit impfen lässt (hier 54%, die s.g.„Durchimpfungsrate“) dauert es zwar etwas länger, aber die Krankheit hat dennoch leichtes Spiel und kann sich ungehindert ausbreiten.

Um eine Bevölkerung effektiv zu schützen ist eine Durchimpfungsrate von ca. 95% notwendig (das empfiehlt z.B. die WHO für Masern). Und wenn wir diesen Wert übertreffen verebbt auch in der Simulation die Krankheit. So können zum Beispiel Säuglinge unter einem Jahr geschützt werden.

Bereits diese relativ einfachen Simulation zeigt, dass Impfen nicht bloß eine persönliche Entscheidung ist. Impfen trägt durch die Herdenimmunität zum Schutz vor allem der Schwächsten bei. Deshalb werden in der Forschung noch weit komplexere Modelle entwickelt. So wird nicht nur das Verhalten der Agenten deutlich weiterentwickelt, es werden auch unterschiedliche Netzwerke eingebaut in denen die Agenten mit anderen Agenten oder auch dem Gesundheitssystem interagieren. Dadurch können komplexe, dynamische Prozesse simuliert und unterschiedliche Impfstrategien miteinander vergleichen werden.

Um das Bewusstsein für die Herdenimmunität und die Notwendigkeit einer hohen Durchimpfungsrate zu heben, oder auch den Diskurs um „Für und Wider Impfen“ zu beleben, werden im Frühling 2018 weitere Events mit Unis und Schulen, sowie im Rahmen der „Langen Nacht der Forschung“ geplant. Kommen Sie vorbei und lernen sie mit dem Realexperiment spielerisch den gesellschaftlichen Nutzen von Impfungen kennen und probieren Sie unterschiedliche Möglichkeiten in der Computersimulationen aus. Oder haben Sie andere Annahmen? Wir können Sie mit Ihnen simulieren…

Realexperiment an der TU Wien
Realexperiment an der TU Wien