El Covid-19 fue la pandemia más reciente que sacudió a la humanidad, generó efectos catastróficos en los sistemas de salud del mundo entero y cambió la forma de vivir de muchas personas. Día a día se observaba a los gobiernos de distintas naciones tomar decisiones basándose en las recomendaciones de distintos grupos de científicos expertos. Epidemiólogos, biólogos, bioquímicos, médicos, son algunos de los especialistas que se entregaron en cuerpo y alma para luchar contra la pandemia, pero ¿los matemáticos también aportaron algo? Mucho, se convirtieron en una herramienta fundamental que, probablemente, jugará un papel primordial en la próxima crisis pandémica.
Según palabras de Jorge Velasco Hernández, investigador en el Instituto de Matemáticas en la Universidad Nacional Autónoma de México, las matemáticas funcionan como un lenguaje, como una herramienta que genera simulaciones que pueden informar anticipadamente el número de contagios en cada región. ¿Esto significa que podemos predecir una pandemia utilizando las matemáticas? Es el sueño de muchos, “a lo largo de la historia, fundamentalmente de la mitad del siglo pasado y este, los centros de control de enfermedades en Estados Unidos y la Organización Mundial de la Salud han organizado concursos anuales precisamente para predecir epidemias, es decir: quiero que me digas cuándo va a ser el máximo de la epidemia, cuántos casos voy a tener, etcétera», explica el doctor Velasco.
Monitorizar constantemente la aparición de enfermedades nuevas o emergentes en diferentes regiones del mundo.
Abba Gumel, investigador de biología matemática en la Universidad Estatal de Arizona, enfoca su trabajo primariamente en el uso de enfoques matemáticos para entender la dinámica de la transmisión y control de enfermedades emergentes y reemergentes de importancia en salud pública. Matemáticos como él y el doctor Jorge Velasco son indispensables para identificar la próxima pandemia, y es que, durante siglos, los matemáticos han abordado un sinfín de epidemias, por ejemplo, en el siglo XVIII Daniel Bernoulli desarrolló el primer modelo matemático de epidemiología centrado en el análisis de los efectos de la viruela y la esperanza de vida de la población.
Gracias a casos como el de Bernoulli, podemos analizar cómo las matemáticas y la biología han trabajado en conjunto desde hace muchos años, construyendo herramientas para predecir y comprender enfermedades.
En el seminario del Día de la Biociencia 2022, Abba Gumel habló sobre, “Matemáticas de la pandemia de Covid-19: lecciones aprendidas y cómo evitar la próxima pandemia”, el matemático nigeriano confesó que antes de comenzar a estudiar matemáticas, nunca imaginó que podrían ser útiles para responder preguntas del mundo real, “me fascinaba que las matemáticas pudieran usarse en medicina, y luego aprendí sobre otras aplicaciones, como en cosmología, ciencias naturales, biología, economía e incluso ciencias sociales. Usarlas para responder preguntas y resolver algunos de los grandes desafíos más importantes que enfrenta la humanidad es simplemente asombroso”, afirmó el investigador de la Universidad Estatal de Arizona.
Utilizar datos epidemiológicos y genómicos para identificar patrones y tendencias que puedan indicar el surgimiento de una pandemia.
Las matemáticas durante el COVID-19
Los modelos matemáticos fueron de suma importancia a la hora de tomar decisiones durante la pasada pandemia que azotó a la humanidad en el 2020. Sirvieron para conocer el desarrollo de la epidemia y establecer posibles escenarios sobre las medidas de confinamiento y de distanciamiento social. “Los matemáticos generamos índices de riesgo de contagio, es decir: si tú sales a la calle dado como está la epidemia en estos momentos, ¿cuál es la probabilidad de que uno se encuentre con una persona enferma o infectada cuando se acude al supermercado, cuando vas a la iglesia o si se decide ir al parque? En tanto, modelo sirvió para abrir y cerrar escuelas, para decidir qué capacidad deberían tener los salones, quienes podían salir al recreo o a qué hora, por ejemplo”, comenta Velasco.
“El trabajo de los matemáticos era, básicamente, proporcionar a los tomadores de decisiones una suite de posibles escenarios y ellos elegían qué escenario era el más probable, basado en un modelo matemático que tuvo en cuenta la historia de las cosas”, puntualiza el matemático de la UNAM. Aunque los modelos matemáticos son herramientas muy valiosas para predecir el curso de una pandemia, nunca hay que olvidar que la conducta humana es determinante para la transmisión de las enfermedades. “Algo que, durante la pandemia, nos hubiera gustado a los epidemiólogos es tener índices de riesgo como los tienen los meteorólogos y que la población esté educada para eso. Si te dicen, “hoy va a hacer 34 grados” sabes qué tipo de ropa usar durante el día; si te dicen, “va a llover con 40% de probabilidad” tú sabes si llevas o no paraguas. Lo que nosotros quisiéramos hacer es eso, predecir cuál es el riesgo de que te puedas contagiar si sales al supermercado hoy, y que la sociedad esté educada para tomar una dedición con esta información, expresa el doctor Velasco.
Por otra parte, Abba Gumel describió para la revista Scientific American cómo su trabajo pudo demostrar científicamente que, con las medidas correctas durante la primera fase de la pandemia, los números en Estados Unidos pudieron haber cambiado. “En nuestro documento sobre las medidas de bloqueo Covid demostramos que el número de casos, hospitalizaciones y mortalidad registrados se habrían reducido drásticamente si hubiéramos iniciado los bloqueos comunitarios una o dos semanas antes de lo que lo hicimos. Habría alterado drásticamente el curso de la pandemia en EUA y quizás salvado cientos de miles de vidas”, reconoce el investigador nigeriano.
La salud pública recurre mucho a los enfoques matemáticos para la toma de decisiones, a partir del análisis de gran cantidad de información
El papel de los matemáticos en la prevención de la próxima pandemia
Aunque las matemáticas fueron de gran ayuda durante el transcurso de uno de los años más extraños para la raza humana, cuando surgió el virus SARS-CoV-2 se demostró que los modelos existentes no reflejaban de manera satisfactoria la evolución de la pandemia.
“A lo largo de la historia moderna, han existido epidemias que han tenido un gran alcance en la población, pero que, afortunadamente, no pegaron tan fuerte como las SARS-CoV-2. Si hacemos un registro de las pandemias o brotes epidémicos serios que ha habido en los últimos 20 años, podemos darnos cuenta de que ocurre uno cada cinco años en promedio, el problema real es que las entidades gubernamentales y los centros de investigación, no estábamos preparados para una magnitud como la que alcanzó a tener el Covid», menciona Jorge Velasco.
De acuerdo con el investigador de la Universidad Nacional, el problema que existió durante la pandemia es que el Covid- 19 fue tratado como un problema de estadística y no de epidemiología. Situación que generó una confusión muy negativa en los gobiernos y en la población en general, «nadie sabía quién estaba diciendo la verdad, porque había una gran cantidad de expertos y modelos matemáticos que daban resultados diferentes», añade Velasco.
Ahora, el principal objetivo de los centros de matemáticas no sólo es elaborar predicciones de epidemias o la generación de posibles escenarios, sino también aconsejar a aquellos que no son expertos o desconocen las capacidades, cualidades, eficacia, adecuación, de los modelos matemáticos que se construyen en la actualidad.
Cuando venga la próxima pandemia, ya hay instituciones que están encargadas de estar revisando continuamente la situación y haciendo los modelos matemáticos referentes.
Todo el mundo va a poder colaborar, como se espera que pase, es una labor social y hay que hacerlo, cuando uno sabe algo hay que utilizarlo por el bien común, pero ahora va a haber una guía», comenta el investigador mexicano.
De igual forma, Abba Gumel había dicho para la revista Scientific American la importancia de no repetir los errores cometidos durante el Covid-19 «lo que los matemáticos estamos haciendo para ayudar a prevenir la próxima es básicamente trabajar sobre las lecciones que hemos aprendido. Por ejemplo, hemos aprendido que las mascarillas funcionan a partir del análisis matemático y la modelización, pero también de lo que ocurrió en la sociedad«.
Gracias a las matemáticas, hoy sabemos que el surgimiento o brote de una epidemia en la actualidad es, en promedio, cada lustro.
Según palabras del doctor Velasco, «muchos de los modelos que se hacen actualmente no son de un solo tipo, son híbridos, combinan modelos de ecuaciones diferenciales, modelos estadísticos, inteligencia artificial y conjuntan todos para hacer modelos de ensamblaje, esos que integran lo mejor de cada uno con criterios cuantitativos definidos, para dar el mejor escenario o predicción posible y asi conseguir mucha más certidumbre en el uso de esos números para la toma de decisiones públicas». Gracias al Covid-19, se han revolucionado los modelos utilizados en epidemiologia para predecir la evolución del comportamiento de nuevos patógenos, lo que nos dará más y mejores armas a la hora de enfrentarnos a la próxima pandemia que se presente.
