A klímaváltozás, a megnövekedett globális kereskedelem és turizmus kedvez a paraziták és vektoraik elterjedésének, ami fertőző betegség krízishez vezethet a modern világban. Az ember által kiváltott gyors környezeti változások elősegítik az egzotikus csípőszúnyogok invázióját az európai kontinensen. Az általuk terjesztett kórokozók súlyos egészségügyi és nemzetbiztonsági kérdéseket vetnek fel, és e problémák hatékony kezeléséhez sürgősen szükség van tudományosan alátámasztott védelmi stratégiákra. – mondta el Garamszegi László Zsolt evolúcióbiológus.
A European Center for Disease Prevention and Control adatai szerint 2020 szeptemberéig Európában 9 helyi dengue-lázas (5 Olaszországban, 4 Franciaországban) és 168 nyugat-nílusi lázas esetet regisztráltak, amiből 77 Görögországban (9 halálos áldozat), 49 Spanyolországban (4 halálos áldozat), 29 Olaszországban, 9 Németországban és 4 Romániában történt. Egy 2019-es tanulmány szerint ha tovább növeljük a légkör üvegházgáz koncentrációját, fokozva ezáltal a globális felmelegedést, akkor
2080-ig csak Európában 400 millió ember lesz kitéve olyan, szúnyogok által terjesztett egzotikus betegségeknek, amik ilyen mértékben nem voltak eddig jelen a kontinensen.
A proaktív védelem kidolgozása érdekében meg kell értenünk, hogy milyen ökológiai mechanizmusok miatt jelennek meg illetve terjednek az invazív fajok. Továbbá meg kell ismernünk ezen folyamatok evolúciós következményeit a helyi vektorközösségekre és a gazda-parazita dinamikára. Ezeknek a feladatoknak a teljesítéséhez viszont olyan kutatási erőfeszítésre van szükség, amelyet a helyi tudományos közösség nem képes egyedül biztosítani. – teszi hozzá Garamszegi.
Ennek orvoslására, egy „citizen science” megközelítésen alapuló invazív csípőszúnyog megfigyelő rendszert hozunk létre, amely lehetővé teszik adatok gyűjtését az ország teljes területéről, így megoldást nyújt majd a betegségek kockázatának valós idejű feltérképezésére is. Ökológiai vizsgálataink keretében, innovatív technológiára támaszkodva (mesterséges intelligencia felhasználása okostelefon-alkalmazásban) megfigyelési adatokat kérünk majd a lakosságtól az invazív csípőszúnyogokról (mint például az ázsiai tigriszúnyog, vagy a koreai szúnyog), vagy más közegészségügyi szempontból fontos fajról (pl. Culex fajok vagy a maláriaszúnyogok).
Az ilyen adatokból származó tudományos következtetések lehetővé teszik majd a célzott helyszíni mintavétel megtervezését. Így az erőforrás igényes terepi mintavételezések a humán egészségügyi szempontból jelentős területekre irányíthatóak majd. Továbbá a csípőszúnyogokban lévő kórokozók azonosítása, lehetővé teszi majd a felkészülést a lehetséges járvány-kitörésekre. A „citizen science” megközelítést alkalmazva vizsgáljuk majd a csípőszúnyog gyérítő programok hatékonyságát és nemkívánatos ökológiai mellékhatásait is. Ezen vizsgálatok segíthetnek majd a védelmi intézkedések megtervezésében egy járványügyi helyzetben.
A projekt már 2 éve fut webes felületen: az Ökológiai és Botanikai Intézet (ELKH Ökológiai Kutatóközpont) gondozásában működtetett honlapon (https://www.szunyog.okologia.mta.hu/) a kutatók azt kérték a lakosságtól, hogy ha úgy vélik, hogy tigrisszúnyogot észlelnek, készítsenek róla fényképet, vagy küldjék el magát az állatot a helyszín megjelölésével. Az Intézet munkatársai idén már több mint 1000 fényképet kaptak, és most azt remélik, hogy egy nagyobb tudományos összefogás keretén belül (a PTE és ELTE kutatócsoportjainak közreműködésével), a MosquitoAlert platform innovatív technológiájára támaszkodva sikerül majd jövőre az adatszámot megsokszorozni és a célfajok spektrumát kiszélesíteni.
A kutatók, így az alkalmazást létrehozó Frederic Bartumeus társigazgató, az ICREA kutatója és a Centre for Advanced Studies of Blanes (CSIC – CEAB) kutató professzora is hangsúlyozza, hogy nem a hagyományos mérések kiváltását, hanem kiegészítését szolgálja az alkalmazás:
Soha nem leszünk képesek elérni új megfigyelési módszerek nélkül, hogy valós időben, globálisan nyomon tudjuk követni a szúnyogok földrajzi eloszlását és aktivitási mintázatait. A hagyományos adatgyűjtés túl drága volna ahhoz, hogy hosszú távon lefedjük az aktivitást országok szintjén.
Az applikációt Spanyolországban mintegy 5 éve használják, ahol a civil önkéntesek ezidáig több mint 18 300 szúnyog észleléséről számoltak be. Ezeket a megfigyeléseket használták az Ázsiai tigrisszúnyog terjeszkedésének nyomon követésére, valamint az alkalmazás segítségével sikerült még időben (korán) felismerni az Ázsiai bozótszúnyog (Aedes japonicus) jelenlétét az országban. A Mosquito Alert fő célja, hogy reprodukálja a spanyol sikert Európa szerte, és hogy helyi önkéntes “citizen science” közösségek létrehozásával mindig egy lépéssel a szúnyogok előtt járjunk.
Ennek érdekében, az applikáció legújabb verziója bővített funkciókkal és mintegy 17 európai ország nyelvén indult el idén ősszel, köztük magyarul is. Az applikáció nagy előnye, hogy az önkéntesek által szolgáltatott adatok szabadon bárki számára hozzáférhetőek, így egy hatékony kommunikációs csatornát képezhet a lakosok (állampolgárok), a tudósok, a közegészségügyi szervek vezetői, és a döntéshozók között, mintegy “korai figyelmeztető rendszerként” működve, felhívva a figyelmet e rovarok potenciális kockázatára. Így kutatásaink nagyban hozzájárulnak majd a tudományos alapokon fekvő, hatékony védekezési stratégia kialakításához. – mondta el Kurucz Kornélia biológus, akinek köszönhetően az alkalmazás már magyarul is elérhető lesz.
Az applikáció révén nyert adatokból származó tudományos következtetések lehetővé teszik majd a célzott helyszíni mintavétel megtervezését, az erőforrások jó beosztását, valamint a begyűjtött szúnyogokban lévő kórokozók kimutatásán keresztül a felkészülést egy esetleges járványra.
Már a MosquitoAlert program előző verziójával is több tízezer képet készítettek a felhasználók és remélhetően az új, több nyelvű továbbfejlesztett verzióval ez a szám tovább gyarapodik. Ilyen mennyiségű kép szakértők általi elemzése nagyon sok időt és erőfeszítést igényelne. Az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék kutatói és a MosquitoAlert app-ot fejlesztő csoport is részt vesz az „Újonnan felbukkanó fertőző betegségek obszervatóriuma” (Versatile Emerging infectious disease Observatory – VEO) európai H2020 együttműködésben, melynek célja a klímaváltozás és egyéb faktorok által előidézett járványok korai felderítésére nagy adathalmazok („Big Data”) elemzésével. – mondta el Csabai István fizikus professzor.
A projekt keretében az ELTE-n működő kutatócsoport egyebek mellett a MosquitoAlert segítségével gyűjtött képeket dolgozza fel gépi tanulási módszerekkel. Ezek a néha mesterséges intelligenciaként is emlegetett eljárások az orvosi kép-diagnosztikától kezdve a mindennapi képek felismeréséig bizonyították, hogy pontosságban vetekednek az emberi felismerő képességgel. A Pataki Bálint PhD hallgató által fejlesztett deep learning alapú algoritmus, a szakértők által feljelölt néhány kép alapján megtanulja elkülöníteni az egyes szúnyogfajokat, így például a trópusi betegségeket esetlegesen hordozó tigris szúnyogokat, lehetővé téve a nagy mennyiségű képanyag automatikus elemzését.
Az applikáció használatával, a szúnyogok észlelésén túl lehetőség van a szúnyogok szaporodó helyeiről vagy épp csípésükről (aktivitásukról) is jelentést küldeni, vagy akár megismerkedni a szúnyog határozás rejtelmeivel, és megtanulni megkülönböztetni egymástól az egyes szúnyog fajokat azok külső jegyei (morfológiai bélyegei) alapján. Mindezt az applikációba épített rövid, illusztrált tájékoztatók és entomológus szakértők személyes visszajelzései segítik.
Az alkalmazást létrehozó kutatók mindenkit arra bátorítanak, hogy töltsék azt le és állampolgárként segítsék a munkájukat, hogy hatékonyabban tudjunk alkalmazkodni a klímaváltozás negatív hatásaihoz. Azt már csak mi tesszük hozzá, hogy az elkerülhetetlen alkalmazkodás mellett a globális felmelegedésből fakadó negatív trendek, és az ehhez hasonló fenyegetések csak növekedni fognak a közeljövőben, amennyiben nem teszünk erőfeszítéseket az éghajlatváltozás mérséklésére.
Az alkalmazás elérhető a Google Play áruházban és az App Store-ban.
A projektben résztvevő kutatók:
Csabai István, fizikus, egyetemi tanár, az MTA doktora, az ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszékének professzora
Garamszegi László Zsolt, evolúcióbiológus, ökológus, az MTA doktora, az Ökológiai és Botanikai Intézet (ELKH Ökológiai Kutatóközpont) igazgatója
Kurucz Kornélia, biológus (Phd), ökológus, a Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar (PTE TTK) Ökológiai Tanszék és az Szentágothai Kutatóközpont (PTE SZKK) Virológiai kutatócsoport munkatársa
Pataki Bálint Ármin, fizikus, az ELTE Fizika Doktori Iskola PhD-hallgatója
Soltész Zoltán, dipterológus, az Ökológiai és Botanikai Intézet (ELKH Ökológiai Kutatóközpont) munkatársa
