过去两年让我们对病毒进行了一次速成学习。至少，我们大多数人都了解到，当病毒在没有任何防御措施的人群中出现时，这些微小的生物可以高效地杀死人类，并扰乱我们的生活。但是，是什么导致病毒从休眠状态转变为致病状态呢？根据近期研究，这可能涉及一个复杂的决策过程。
特拉维夫大学的研究人员研究了一组称为噬菌体（简称噬菌体）的病毒。噬菌体是攻击细菌的病毒。一些噬菌体可以在细菌内部保持休眠状态，进行复制，但不会损害其宿主。
研究人员表示，噬菌体根据不仅来自宿主细菌，还来自周围细菌的信息来决定何时保持休眠，何时变得活跃。
研究人员表示，这个过程可以通过博弈论的框架来理解，这是一种解释具有冲突利益和目标的实体如何对玩家之间的行动做出反应的理论。
每个玩家都试图最大化自己的利益，但为了做到这一点，他们会根据其他玩家的行动（或他们期望的其他玩家会采取的行动）来做出战略性举动。在这种情况下，噬菌体及其宿主正在玩一场信号博弈。
携带噬菌体的细菌会产生一种称为 arbitrium 的肽信号。噬菌体具有监测这些信号的特殊受体。由于噬菌体正在监测 arbitrium 信号——即使在噬菌体处于休眠状态时——它也能知道附近哪些细菌被其他噬菌体感染了。
当携带噬菌体的细菌开始出现大量 DNA 损伤时，这通常会向噬菌体发出信号，要求其逃脱并寻找寿命更长的宿主。然而，这项新研究表明，这个决定并非如此简单。
如果周围的细菌也携带噬菌体（一个细菌一次只能携带一个休眠噬菌体），那么噬菌体可能会认为留在原地并让细菌有机会修复损伤的几率更大。如果噬菌体现在逃脱，它可能找不到新的宿主。为了决定变得活跃还是保持休眠，噬菌体会权衡来自多个来源的信息。
博弈论已被用于分析经济和社会行为，以及大量的生物行为。你可以从博弈论的角度分析冷战期间超级大国之间的博弈；工人和雇主在劳动力市场的行为；俄罗斯与世界其他国家就乌克兰战争进行的谈判。或者，病毒如何让世界陷入困境。
实验室之外
布德·米什拉（Bud Mishra）解释说，博弈论有助于理解当前的疫情，不仅包括导致 COVID-19 的病毒的行为，也包括我们对它的反应。米什拉是纽约大学数学与计算机科学教授，是计算与系统生物学专家，曾研究过博弈论与癌症和免疫系统的关系。
米什拉解释说，我们通常称之为不断进化的病毒与不断进化的免疫防御之间的“军备竞赛”是一场博弈。在这种情况下，每个玩家——病毒和人类免疫系统——都会对另一个玩家的行动做出反应。
免疫系统会产生抗体来应对有害病毒。病毒会改变其形态以逃避这些防御，这是它自己的反应。有时人类会开发疫苗，让免疫系统学会识别病毒。然后病毒会试图再次改变。
我们今天正在玩这场博弈，因为我们正在开发针对导致 COVID-19 的病毒的疫苗和加强针——并且我们在努力调整策略以应对每一种新变种。米什拉说，虽然将这些相互作用拟人化很有用，但这场博弈是关于不断进化的病毒产生变种，以及身体用于产生抗体的先天和适应性免疫反应。
但博弈论并非仅限于实验室。米什拉说，你也可以通过博弈论来分析我们对疫情的政治和社会反应。博弈论可以帮助我们理解人们如何对信息做出反应，如何选择接种疫苗或不接种疫苗，人们如何评估风险来决定是否戴口罩或何时出门，以及人们如何权衡隔离的成本与待在家里的好处。
米什拉说，应对 COVID-19 的威胁需要理解这场博弈是如何在“分子层面、病毒层面、免疫学层面以及全球社会层面，以其所有的多样性和异质性”进行的。“我们需要同时考虑所有这些方面。”
