普渡大学研究者构建模拟系统，解析野生鸟类与啮齿动物如何推动农场禽流感传播

图丨Pexels

据普渡大学（Purdue University）农业学院网站7月16日消息，普渡大学动物科学系、林业与自然资源系博士研究生贾里德·特拉斯克（Jared Trask），借助计算机模拟技术，预测野生鸟类和啮齿动物在不同农场环境中的活动轨迹，研判该类活动会给母鸡带来哪些风险，同时探究调整地貌、农场布局等方式，降低禽流感以及其他污染带来的威胁。

“借助模拟系统，我们可以开展那些成本高昂或是具备现实危险性的情景测试，能够推演各类疾病场景，比如病毒传入农场之后会发生什么；也可以模拟采取防控措施之后，能否阻止病毒侵入农场。”特拉斯克说，“我经常把这套系统比作农场经营游戏，或是《模拟人生》（The Sims）。”

想要搭建一套可以精准还原农场内野生动物行为，以及各类关键要素的模拟系统，离不开大量数据支撑。为构建啮齿动物行为模型，特拉斯克长期驻扎在普渡大学动物科学研究教育中心，研判大鼠、小鼠进入养殖设施的途径，统计种群数量，在农场内测试各类管控手段，观察啮齿动物的行为变化。

特拉斯克放置大量“啃咬检测卡”，也就是涂抹菜籽油用来吸引啮齿动物的小型索引卡片，通过观察卡片被咬噬的痕迹、咬痕形态，判断动物的活动位置。随着环境发生改变，这些卡片也可以帮助他掌握农场周边啮齿动物种群的变化情况。

特拉斯克与普渡大学家禽管理实验室还开展啮齿动物声音监测工作。他们在动物科学研究教育中心布设超声波录音设备，收录啮齿动物之间的交流信号。不同物种会发出专属叫声，用于表达恐惧、求偶、社交、召唤同类。特拉斯克希望把啮齿动物的交流信号研究成果应用到农场管理当中，如在不希望鼠类出没的区域播放恐惧警示叫声。实验室还通过鸟类鸣叫声录音，统计不同时段野生鸟类的活动情况，以此识别禽流感高风险时段，如鸟类迁徙期，提醒农场在此阶段强化生物安全防护。

“这里不是纽约市，我也并不主张对鼠类赶尽杀绝。”特拉斯克说道，“我们不需要彻底消灭啮齿动物，只需要做好管控，或许可以为它们提供替代性栖息环境。试想，如果有一处场所随时可以进入，还免费提供食物，换作任何人都会选择住在那里。问题的关键在于调整人类的行为，处理好我们与啮齿动物之间的关系，毕竟啮齿动物天生就偏爱在人类活动区域生存。”

改善人与啮齿动物的共存关系，能够实现双方共赢。城市环境会变得更加洁净，鼠类也能拥有安全的栖息筑巢场所，家禽养殖场也可以更好地保护禽群，抵御H1N1病毒侵袭。

这类模拟技术并不是全新事物。金融行业已经多年使用并信赖模拟模型，部分模型甚至会影响企业经营乃至法律政策。特拉斯克希望自己的模拟工具可以为家禽养殖户带去预测能力，帮助养殖户找到管控啮齿动物污染源的最优方案，保护农场免受禽流感以及其他啮齿动物携带病原体的侵害。

模拟系统可以推演不同条件下事件的发展走向，而特拉斯克还计划在未来引入另一类前沿建模技术——数字孪生（Digital twins）。数字孪生相当于现实实体的数字化复刻版本。相较于普通模拟系统，数字孪生需要部署更多传感器、采集海量数据、消耗更强算力。它的搭建过程繁琐复杂，但可以减少普通简化模型中大量人为假设。

该研究并非特拉斯克一人完成，后续工作也不会由他独自推进。他表示：“这项研究具备很强的跨学科属性，这也是我未来的工作目标。我的研究融合动物科学、计算机科学与定量研究，是团队协作的成果。”不同学科之间的协作不仅强化项目本身，也能够让所有参与者接触自身研究领域之外的知识。

资料来源丨Purdue University

本文由生物安全情报网编译，仅用于学术分享，转载请注明出处

阅读原文献请点击“阅读原文”