Suomen tie ulos kriisistä

Yaneer Bar-Yam is a complexity scientist, who has worked with and warned about pandemics for 15 years. His interview with Esa-Pekka Pälvimäki and Thomas Brand (in English) regarding the COVID-19 situation in Finland can be found here; these are some of my notes and video extracts.

Nämä ovat muistiinpanoni Esa-Pekka Pälvimäen ja Thomas Brandin toimittamasta kompleksisuustieteilijä ja pandemiatutkija Yaneer Bar-Yamin haastattelusta, jossa tämä kommentoi Suomen Koronavirustilannetta. Bar-Yam on yksi kompleksisuustieteiden isistä, ja äärimmäisen kunnioitettu tutkija. Ks. myös Suomenkielisiä työkaluja COVID-19 taisteluun.

Ensisijainen asia: On ymmärrettävä, että voimme päästä taudista eroon. Voimme lopettaa tämän taudin siinä, missä olemme lopettaneet muitakin tauteja: SARS, MERS ja Ebola eivät ole globaaleja riesoja. Tästä lisää myöhemmin.

“On maita, jotka ovat toimineet viisaasti ja päässeet taudista eroon; ne ovat [historian silmissä] voittajia. Suomi ei ole vielä siellä… jos Suomi haluaa päästä johtajien joukkoon, sen tulee toimia nopeasti ja voimakkaasti taudin hävittämiseksi.”

Kaksi tietä ulos kriisistä:

  1. Kahden viikon sulku johtaa siihen, että uudet tautitapaukset loppuvat lähes kokonaan. Niillä alueilla, joilla edelleen on tapauksia, sulkua tulee jatkaa. Hallituksen tulisi tukea kaupunkien ja muiden yhteisöjen päätösvaltaa siinä, että nämä voivat säädellä itse omia rajoituksiaan.
  2. Viiden viikon kansallinen sulku: On paljon maita, jotka ovat menestyneet COVID-taistossa kansallisen sulun avulla (esim. Etelä-Korea, Kreikka, Islanti, Luxemburg, Kroatia; ks. kuva). Tähän joukkoon kuuluvat maat voivat avata matkustusrajoituksia toistensa välillä. Toim. huom. yksikään maa ei ole peitonnut virusta ilman päättäväisiä vastatoimia.

Mikä on yhteisöjen rooli epidemian torjunnassa? Mikäli lainvoimainen ulkonaliikkumiskielto tai muut liikkumisrajoitteet ovat mahdottomia, pandemiavaste voidaan tehdä yhteisöissä; viestinä on, että olemme samassa veneessä ja kaikki haluavat päästä takaisin normaaliin – palataan siis normaaliin mahdollisimman nopeasti! Kaikki eivät suosituksia tietenkään tule noudattamaan, mutta jos suurin osa niin tekee, se riittää. Yleinen ja hyväksi havaittu tekniikka epidemian hallintaan on ovelta ovelle kulkeminen ja yhteisön jäsenten voinnin tiedusteleminen; ovatko he terveitä, sairaita, tarvitsevatko he jotakin? Tätä voi pari viikkoa tehdä yhteisön jäsen, Suomessa kenties taloyhtiön suojelu/turvallisuusvastaava?

Yhteisöissä, joissa tauti leviää poikkeuksellisen vahvasti, tulee puhua johtajille ja kertoa, että taudista ja sen tuottamasta kärsimyksestä voidaan päästä eroon. Ei ole mitään tärkeämpää kuin se, että yhteisöt saadaan ottamaan omistajuus ja vastuu omista jäsenistään. Heitä, heidän huoliaan ja ongelmiaan tulee kuunnella ja kysyä, kuinka heitä voitaisiin parhaalla tavalla auttaa.

 

Käynnistyykö leviäminen väistämättä uudestaan, jos tautia kantava henkilö pääsee tartunnoista vapaalle alueelle? Uudet tartunta-aallot eivät ole tarpeellisia. Tartuntatauteja on hävitetty ennenkin, ja samoin voidaan Koronaviruskin hävittää: paikallisesti ja globaalisti. Kyse on valinnasta. Esim. 1-3 tapausta voidaan aina pysäyttää kontaktijäljityksen ja altistuneiden eristämisen avulla; voimme myös toimillamme vaikuttaa siihen, että tapausten ilmaantuminen on hyvin epätodennäköistä. Mutta jos tapauksia on esim. kymmenen, tarvitaan järeämpiä toimia.

Palaako tauti aina ja ikuisesti ulkomailta, kunnes rokotus on saatavilla; eihän minkään maan talous kestä niin pitkiä rajoituksia? Ei, taudin hävittäminen saadaan tehtyä viikoissa. Suomessa se saataisiin poistettua monista paikoista kahdessa viikossa, toisissa kolmessa tai useammassa. Viidessä-kuudessa viikossa se katoaisi kaikkialta. Tähän liittyy kiinnostava harha: taudin alkuvaiheessa ajateltiin taudittoman maailman kestävän ikuisesti, ja nyt ajatellaan taudin kestävän ikuisesti. Ei – normaalitila ei kestä ikuisesti, eikä poikkeustila kestä ikuisesti. SARS ja MERS eivät päätyneet nekään kiertämään maailmaa ikuisesti.

 

Entä laumaimmuniteetti? Laumaimmuniteetin hankinnan kustannus on valtava, eikä ole selvää, että se toimisi. Jos emme tee suurempia toimia, yritämme pitää tautitapaukset alhaalla ja odotamme rokotetta sekä laumaimmuniteettia, siinä voi mennä vuosia, ja se voi maksaa 250 000 henkeä.

Keskustelussa sivuttiin seitsemää ensimmäistä kohtaa 9-kohtaisesta toimintaohjelmasta (ks. COVID-19: How to Win, sekä suomennetut ohjeet: COVID-19 -taistelusuositukset poliittisille päätöksentekijöille | Miksi viiden viikon lockdown voi pysäyttää COVID19-epidemian? | Milloin voimme jälleen avata yhteiskunnan?)

  1. Kaikkien – yritysten, yhteisöjen ja hallituksen – saaminen mukaan ponnistukseen.
  2. Sulku (lockdown): Fyysisen etäisyyden (6–9 metriä; 2m ei riitä) pitäminen, tartuntojen rajoittaminen perheryhmissä (positiiviseksi testatut henkilöt lähetetään karanteeniin esim. hotelliin oman asunnon sijaan).
  3. Tapausten tunnistaminen ja eristäminen (miellyttäviin paikkoihin, esim. hotelleihin) ajoissa.
  4. Kasvosuojainten käyttäminen, erityisesti välttämättömissä palveluissa.
  5. Edes jonkinasteiset matkustusrajoitukset. Liikkumisen rajoittaminen tarpeellisiksi nähtyihin palveluihin on parempi kuin se, että kaikki liikkuvat mielin määrin, mikä tuo tartuntatapaukset paikkoihin joissa niitä ei välttämättä muuten olisi.
  6. Välttämättömien palveluiden käytön saaminen turvalliseksi. Turvalliset työtilat, etätyömahdollisuudet, ruokakauppojen kotiin-/kadullekuljetukset, jne.
  7. Laajamittainen testaus, jotta tiedetään missä tarvitaan lisärajoituksia ja missä rajoituksia voidaan höllentää. Tietokonetomografiaa voidaan käyttää testaamisen nostamiseen uudelle tasolle; se tuottaa hyvin vähän vääriä negatiivisia havaintoja.

 

“Kuka tahansa, joka nykyään sanoo, ettei ole olemassa informaatiota, jonka perusteella kasvosuojainten voi sanoa olevan hyödyllisiä taudin leviämisen kannalta, on sokea. He pitävät maskia suun ja nenän sijaan silmillään. Näyttö on olemassa, tieteellinen ymmärrys on olemassa; tämän viestin pitää olla selkeä.”

– Yaneer Bar-Yam (39:34)

Valtava virhe vastatoimissa on, että ajattelemme ja toimimme kuin tämä olisi influenssa. Mutta siitä ei ole kyse; voimme oppia enemmän vakavista tartuntatautitapauksista selvinneiltä mailta, kuin voimme menneestä toiminnastamme vanhojen perus-influenssojen parissa. Esimerkiksi Ebola on tullut paikallisen häviämisen jälkeen takaisin vain siksi, että se on palannut eläinten kautta ihmisiin.

 

Vaihtoehtoinen strategia ei ole Flatten the Curve, ts. “Pidä tapausmäärät alhaalla ja odottele”.

 

Tässä vielä video kokonaisuudessaan:

 

Coronavirus, lifestyle diseases and the Shadow Mean

In this post, I introduce fat-tailed distributions and the concept of the Shadow Mean, with implications to how seriously multiplicative events should be taken in the society. [Addendum: If you want a technical treatment of the proper Shadow Mean approach instead of my caricature, see this]

I keep getting struck by how often we see well-meaning educated people comparing phenomena such as terrorism and epidemics to the “as much or more” dangerous lifestyle diseases. I even saw one of the smartest health psychologists I know commit this error in their professorial inauguration speech. Note, that I’m not against preventing non-communicable diseases; in fact, that’s what my dissertation is about. But we need to be vigilant on how risks work.

Here’s a chart from the aforementioned presentation, where you can clearly see that, all else equal, we should be diverting almost all our prevention resources to the biggest killers, which are lifestyle diseases:

Rik causes of death

The problem is, that all else is not equal. Why?

It has to do with a concept called “Shadow Mean” (capitalised for ominosity), which relates to “fat tailed” distributions. I’ll explain more later.

But let us first consider some properties of the Coronavirus pandemic, and how they differ from the common flu – and, by extension, to lifestyle diseases. To do so, I’ll give the floor to Luca Dellanna (Twitter, website), who kindly contributed his thoughts to this blog:


Luca Dellanna: Six unintuitive properties of the current pandemic

1/6: Asymmetry (part I)

“The cost of paranoia is bounded. The sooner we get paranoid, quicker we can get a handle on things, sooner we can confidently go back to business as usual the cost of “letting it happen” is unbounded. Here is the tradeoff in the US: Restrict international travel now and maintain our ability to move freely domestically or keep the flows coming and inevitably have to restrict movement both internationally and domestically. The choice is clear.” – Joe Norman (link)

There is enough evidence that the pandemic is inevitable. The only question is how big and how fast we want it.

The costs of preventing the pandemic are mostly linear. Closing down schools today for one month costs roughly as much as closing them for one month in April. Closing down 3 schools costs roughly half as closing down 6 (assuming the same size).

Instead, the costs of letting the pandemic grow are nonlinear.

Letting the pandemic run today might mean 100 more people infected tomorrow. Letting the pandemic run next week might mean 1000 more people infected the following day.

And it gets worse (see the next point).

2/6: Nonlinearities

“In the US, we have 2.3 million people in prison. I cannot imagine a way to stop #coronavirus from spreading like wildfire among that population. How will federal, state, & local authorities handle this?” – Jon Stokes (link)

Another example of the non-linear consequences of the pandemic.

A pandemic that “knocks-off” (i.e. prevents from working, for any reason) 0.1% of the workforce is bad but not that bad.

A pandemic that “knocks-off” (i.e. prevents from working, for any reason) 0.1% of the workforce in a clustered way is much worse: it means that some companies lose a large percentage of their workforce for a few days or weeks and must close the operations (whereas others are directly unaffected).

A pandemic that “knocks-off” (i.e. prevents from working, for any reason) 0.2% of the workforce is ten times worse than a 0.1% pandemic – for there are less workers to covers those who are sick, for one company closing creates problems downstream the supply chain, and so on.

The worst case is so bad that it makes sense planning for it even if it has low chances to happen (which is itself a strong assumption on too uncertain variables).

3/6: Impact

“The difference between the flu and the coronavirus is that between a tide and a tsunami. The same amount of water, but the impact is different because the tsunami arrives all at once.” – Roberto Burioni (link)

As I explained on Twitter, the problem is not (only) the current mortality, but the mortality we can get if our healthcare system gets overwhelmed. People won’t receive the care they need, even for conditions unrelated to the coronavirus.

“If a juggler can juggle 4 balls letting them drop 1% of time,  then he can also juggle 10 balls letting them drop 1% of time.” – this is how most people estimate mortality. As if healthcare was a fully elastic system.

4/6: Asymmetry (part II)

“Asymmetry. Convex decision. So long as there is no risk of harm from masks & disinfectants, the decision is wise, in spite of the absence of evidence– Nassim Nicholas Taleb (link)

Face masks do not offer full protection, but they do offer some protection. As long as you remove them carefully and they don’t make you sweat (so that you’re tempted to touch your face), they’re better than nothing.

Their cost is minimal and bounded, their benefit is large and unbounded (at least for you: they might save your life).

Of course, there is the argument that face masks are finite and they should be allocated where they’re the most needed. It’s a valid argument. But let’s focus on the asymmetry of the cost-benefit, because it applies to another method as well: washing hands and disinfecting.

Their cost is extremely low. I’m baffled that so few people are doing it first thing while arriving home.

Don’t be penny-wise but pound-foolish with your time.

5/6: Testing

“True epidemic in Iran and South Korea, community spread in Italy, confirmed transmission from Iran to multiple countries, the US basically isn’t testing anybody… and as far as I can tell it’s gauche even to mention [the virus] in public in the United States.” – @toad_spotted (link)

If a country doesn’t like to talk about a problem, it will have to talk about that problem.

Problems grow the size they need for you to acknowledge them.
The virus is already here, it’s just not evenly detected. – Balajis Srinivasan (link)

6/6: Infection

“I just realized that when people say ‘yeah but you won’t die’ they mean ‘yeah you’ll become a carrier and make everyone you see sick but not die’.” – Paul McKellar (link)

There are many replies to “the coronavirus is not that mortal”.

  • “15% mortality in older people (80+ years old) almost means a Russian Roulette if they get infected”.
  • One’s chances of dying depend on the number of infected people he meets in his day-to-day (because the more he meets, the more the chances he gets the virus).
  • We don’t know! There are many reasons that prevent us from pinpointing the mortality of the virus in a way that is predictive of the future. We should assume the worst scenarios until we can rule them out. (Why? Because asymmetry and nonlinearities; the content of points #1 and #4 above.)

Luca

[Luca’s newsletter is pretty much the only one I’ve ever found positively thought-provoking; if you want to hear more of his ideas, subscribe here]


 

Horizontally challenged tails

What does this have to do with lifestyle diseases? Well, while the incidence of the common flu is quite unlikely to quadruple from one year to the next, it is much, much less likely, that the incidence of e.g. cardiovascular disease would do the same.

Let’s look at an example. In the left plot below, you see what a mortality rate from a fat tailed distribution would look like. There are two years, when you have an extreme case – something psychologists are used to just eliminating from the data. Note, that outliers are different from extremes; an outlier may be a badly measured observation, whereas an extreme lies within the conceivable boundaries of the phenomenon.

fat and thin tails
Figure by me; code available here

The left plot could signify a viral epidemic. Say we are living year 26; the mean observed annual mortality would be around 900, and you probably aren’t too worried; things are almost exclusively very calm. But, given the fat-tailed distribution, extreme values are possible and upon surviving year 27, the mean would be almost 6000. Before it’s seen, this is known as the Shadow Mean; there are yet unobserved cases we can infer from the mechanics that produce the fat-tailed distribution, but which are not (yet) observed empirically.

Contrast the situation with that on the right plot, which could signify deaths from accidents in a country like Finland. In 900 years, we still have not observed one with over 2500 deaths (nb. this is just simulated data from a thin-tailed distribution). The mean is about 1000 and if we omit the maximum observation, it remains practically identical.

lawnmowers
Figure by Stefan Gasic; see his work here!

N-th order matters

Time and second-order effects – that is, things that happen as an indirect consequence of an event – are of great importance when something extreme happens. Let us run a small scenario. Finland has 5½ million people. Let us consider that 25% would get infected (with a maximum of, say, 50%), and 5% (max. 20%) would require care in a hospital. This would already mean, that we would suddenly have 70 000 (max 550 000) extra patients in the healthcare system, which has been “streamlined” for years. Very different scenario than having the same number of extra patients over the course of a year or a decade – one, which lays fertile ground to second-order effects. These include the impact on people, who wouldn’t have big problems under normal situations, due to having hospital care capacity readily available.

Finally: This is not fearmongering or a call for hysteria. Cold-headed rational decision making calls for taking precautions here. If you stock up so that you can self-quarantine yourself for 14 days in the case of getting ill, and do it gradually by buying little extra every time you go to the store anyway, you are making a good decision. Here’s one more figure by Luca, illustrating the point:

Image
Figure by Luca Dellanna; source

Relevant resources and references: