lunedì 24 aprile 2017

Vecchi casi scientifici da rianalizzare


Il passato è un grande maestro. Tranquilli, non sto iniziando un trattato di filosofia della strada, nemmeno mi è presa la classica botta di nostalgia dovuta all'età. è che alle volte ci si imbatte in ricerche, o in ricercatori, che hanno fatto degli approfondimenti ancestrali la loro missione. Capita infatti a due studiosi, un po' scienziati ed un po' investigatori, che frugando in alcune pieghe del tempo trascurate, ci possono far riflettere su un tema imprescindibile come quello della salute.

Il professor Ramsden, del National Institutes of Health, ha portato alla luce dati grezzi da uno studio di 40 anni fa, secondo cui non è vero che mangiare grassi animali al posto di quelli vegetali può far male al cuore. Di studi che fanno da bastian-contrario ai dogmi della nutrizione salutare ce ne sono diversi, ma questo è apparso veramente rigoroso. Secondo il professore, la sua scoperta e l'analisi dei relativi dati perduti sono un classico esempio di come la mancata pubblicazione di certi risultati scientifici possano cambiare la realtà, o almeno la sua percezione. E non è un'affermazione da sottovalutare, pensando a come certe multinazionali siano potenzialmente in grado di dirigere le ricerche a loro favore.

I dati erano stati raccolti dal dottor Frantz della Università del Minnesota, mediante 9.423 pazienti di ospedali psichiatrici, con età dai 20 ai 97 anni. I partecipanti erano stati casualmente assegnati in parte ad un gruppo con dieta standard, a base di grassi animali, quindi saturi, in parte ad un gruppo in cui gli oli vegetali avevano sostituito circa la metà di quei grassi saturi. Un tale studio, detto "controllato randomizzato", genera risultati più obiettivi rispetto agli studi cosiddetti "osservazionali", in cui i volontari mangiano quello che hanno scelto, preferendo così ciò che pensano gli faccia più bene, in funzione del proprio stato di salute. I dati finali, ritrovati su vecchi floppy disk, evidenziavano una distinzione meno netta tra grassi saturi e polinsaturi (quelli degli omega-3, per esempio), relativa ai loro effetti dannosi sulla salute e, in special modo, sul buon funzionamento del cuore.

Si stima che circa 700.000 persone muoiono ogni anno nel mondo per infezioni resistenti ai farmaci. Se la situazione non cambia, si potrebbe arrivare addirittura a 10 milioni di persone l'anno entro il 2050. La dottoressa inglese Erin Connelly, dell'Università di Nottingham, lavora da tempo per scovare antichi testi medici e per riproporre ai giorni nostri strategie farmacologiche datate, con le dovute correzioni. Fa parte di un team di ancientbiotics (termine difficile da tradurre in italiano, letteralmente anticobiotico - e non antibiotico), composto da medievalisti, microbiologi, parassitologi, farmacisti di tutto il mondo.

Nel 2015, il gruppo guidato dalla Connelly ha pubblicato uno studio pilota su una ricetta di circa mille anni fa, chiamata collirio di Bald, tratto da un vecchio testo medico inglese, destinato a curare l'orzaiolo. Una causa comune di queste infezioni agli occhi è il batterio Staphylococcus aureus, attualmente resistente a diversi antibiotici. Le infezioni da stafilococco portano a cronicizzazione di ferite gravi e croniche, a sepsi e a polmonite. Il collirio di Bald contiene vino, aglio, cipolla (o porro) e bile bovina essiccata (prodotto che gli inglesi sintetizzano col nome oxgall). In poche parole, un intruglio vomitevole. La ricetta prevedeva il riposo degli ingredienti miscelati in un recipiente di ottone per nove notti, prima dell'uso. Applicando le medioevali istruzioni, i ricercatori hanno ottenuto un potente agente antistafilococco, che ha ucciso in più prove una matrice di batteri in vitro; ha inoltre debellato infezioni presenti su ferite croniche nei ratti.

La ricetta è stata provata in più modi: ha funzionato solo se seguita alla lettera. A testimonianza di quale efficace e lunga sperimentazione vi era alla base. Insomma, un vero portento, specie se pensate con quali mezzi rudimentali era stata ottenuta. Ce ne saranno altre da cui possiamo attingere? Per giungere a risultati concreti e ripetibili è necessario raccogliere molti dati. Ma è quello che stanno facendo gli ancientbiotics del caso. Con una banca dati sempre in aggiornamento, potrebbero venir fuori nuovi farmaci alla base di moderni antibiotici. é inutile dire come questa revisione del passato rappresenti una sorgente di informazioni con contributi interessanti per la medicina moderna.

Guardare avanti, dunque, va sempre bene, ma costruire il futuro senza aver completamente sviscerato il passato, nel bene e nel male, non è affatto una buona abitudine. Vale in generale ma anche, in particolare, per le scienze applicate. 



martedì 11 aprile 2017

Biometria facciale, nuova frontiera dell'identificazione


Da quando sono diventato fumatore di soli sigari, certi sistemi di acquisto automatico delle bionde li ho persi di vista. Giorni fa ho notato in una di quelle macchinette a muro nei pressi dei tabaccai un rilevatore di impronte digitali. Era subito sopra un lettore di documenti, strumento utile (ma facilmente superabile) ad accertare l'età del fumatore. Ormai le tecnologie biometriche sono nei posti più impensati, dalle rappresentazioni sul grande schermo si spostano e si sposteranno sempre più nella vita quotidiana. Nei film ci siamo abituati a vedere il riconoscimento della mano, la lettura dell'iride; alcuni laboratori si concentrano sulle onde cerebrali. Di recente in Cina stanno usando il riconoscimento completo del volto, il quale, oltre alle abilitazioni di accesso, può servire per i pagamenti.

Negli ultimi anni con i computer si riesce piuttosto facilmente a riconoscere i volti, performance molto interessante per la sorveglianza, ad esempio. Il riconoscimento facciale potrebbe rivoluzionare molti settori, da quello delle forze dell'ordine al modo con cui le persone interagiscono con banche, attività commerciali e servizi di trasporto. In effetti, l'idea di una tale tecnologia biometrica esiste da decenni, ma solo ora è abbastanza precisa per essere utilizzata con sicurezza nelle transazioni finanziarie. Le nuove versioni utilizzano il cosiddetto apprendimento profondo, una tecnica di intelligenza artificiale particolarmente efficace nel distinguere le immagini, perché rende il computer uno strumento molto oggettivo per valutare le caratteristiche del viso ed identificare in modo più affidabile una persona.

Face++ è una startup cinese che produce sistemi, basati su questa tecnologia, per autorizzare i pagamenti, fornire accesso alle strutture, oltre che per rintracciare dei criminali. E' tra le prime a livello mondiale, e si pensa che altri paesi a breve adotteranno prodotti simili. Per Face++ (si legge face plus plus) le cose sembrano andare bene, visto il suo valore stimato di circa un miliardo di dollari. Una volta aggiunto il volto ad un database, è possibile accedere in modo automatico a degli uffici,  monitorare i movimenti di quella persona all'interno di un edificio, tracciarne gli spostamenti. Il software cataloga un individuo in base ad 83 punti differenti sulla sua faccia: i parametri geometrici determinati dalle distanze tra tutti i punti sono sufficienti al riconoscimento. Se pensate a quante combinazioni può dare una misurazione del genere, capirete che trovare una persona con gli stessi valori è al limite dell'impossibile.

Nella terra del sol levante la tecnologia di Face++ è già in uso in diverse applicazioni. E' possibile trasferire denaro tramite Alipay, l'app per i pagamenti in mobilità utilizzata da più di 120 milioni di cinesi, adoperando il proprio volto come credenziale. Nel frattempo Didi, l'Uber cinese, si avvale del software di Face++ per avere conferma che l'autista è stato riconosciuto, dando più tranquillità ai passeggeri. L'alto livello tecnologico raggiunto è un driver importante in Cina per aumentare i sistemi di sorveglianza. La polizia nazionale possiede al riguardo un grande archivio digitale di foto delle carta d'identità, con il quale può identificare, anche mediante la tecnologia implementata da Face++, i criminali sospetti tramite le telecamere di sorveglianza, presenti in ogni dove. State pensando anche voi ad un grande fratello giallo? Anch'io, non lo nascondo.

E poi, sarà perché sono diffidenti, sarà per il loro gigantesco valore economico, negli ultimi anni in Cina alla sicurezza è stato attribuita un'altissima priorità. In molte aziende i dipendenti accedono agli stabilimenti semplicemente avvicinandosi ad una telecamera che ne abilita l'ingresso. Questo accade a Baidu, il Google cinese, che gestisce anche altri servizi. Con il riconoscimento del volto Baidu sta sviluppando un sistema che permette alle persone di acquistare biglietti ferroviari; sta collaborando con la città di Wuzhen, storica meta turistica, per consentire l'accesso alle sue attrazioni senza biglietto. Ciò comporta la scansione di molte migliaia di volti di un database per trovare una corrispondenza, e pare che Baidu riesca ad azzeccarci con una precisione del 99%.

Dicono che nel paese degli ex mandarini la comodità di queste tecnologie prevalga in confronto al rispetto della privacy. Oppure questo è il concetto che il governo di Pechino vuole far passare. In futuro anche noi entreremo nelle nostre case grazie al riconoscimento facciale? potremo acquistare prodotti su misura se il nostro viso sarà presente nella banca dati di quell'ipermercato? Chissà, forse sarà un modo per debellare la "piaga" del lifting: faccia cambiata, accesso negato.



lunedì 3 aprile 2017

Tecniche avanzate per prevenire la depressione


Tempo fa qualcuno ha definito la depressione come la malattia del secolo. Può darsi che abbia esagerato, ma sappiamo bene come la cosa non debba essere sottovalutata. Se nel mondo l'OMS stima circa 300 milioni di persone affette da disturbi depressivi, in Italia sono circa 4 milioni, con una prevalenza femminile; a volte comporta una condizione clinica debilitante per la  presenza di alterazioni delle funzioni cognitive. La prevenzione, che rispetto ad altre situazioni non può essere fatta solo con il classico stile di vita sano, ha bisogno di strumenti avanzati.

All'Università del Texas, Dipartimento di Neuroscienze Cognitive, provano ad usare tecniche di imaging cerebrale e supercomputer per identificare modelli sintomatici della depressione. Si tratta di una branca dell'intelligenza artificiale che fa uso di sofisticati algoritmi per estrarre informazioni dalle immagini, ma soprattutto per apprendere conoscenza proprio attraverso la loro analisi. Ciò significa che l'algoritmo, una volta ben definito, riesce a fare una anamnesi medica corretta anche su dati mai visti prima. I neuroscienziati stanno utilizzando un supercomputer, denominato Stampede, del Texas Advanced Computing Center (TACC), con il quale possono essere elaborati insieme informazioni di varia natura, quali risonanze magnetiche e scansioni cerebrali, fino ai dati di genomica. Una grossa mole di "numeri" dai quali il mega-calcolatore trova sottili connessioni tra parti diverse, costruendo un modello che associa nuovi casi ad una categoria o all'altra.

Nelle ultime settimane il team, guidato dal professor Schnyer e comprendente varie università statunitensi, ha completato la sua analisi preliminare, basata su tali hardware e software, riuscendo a classificare correttamente gli individui con disturbo depressivo con una precisione di circa il 75%. Nello studio, partendo da 52 partecipanti in trattamento da depressione e 45 in salute, sono stati selezionati 50 pazienti in tutto, con caratteristiche di età e sesso confrontabili. Sono stati quindi sottoposti ad una particolare risonanza magnetica dell'encefalo, che fa uso della tecnica di imaging con tensore di diffusione. In sostanza, viene analizzata la direzionalità delle molecole d'acqua presenti nei fasci nervosi, grazie alle quali è possibile realizzare una ricostruzione tridimensionale. Dall'orientamento che presentano le fibre nervose si risale agli eventuali danni presenti, risultato comunque possibile solo grazie a calcoli complessi.

Lo studio ha rivelato che le mappe ​​ottenute possono classificare con buona precisione le persone depresse o vulnerabili, quindi probabilmente soggette a diventarlo, rispetto agli individui sani. È inoltre emerso che le informazioni predittive sono distribuite attraverso le reti neurali, invece che essere localizzate. Pertanto al vantaggio di prevenire la patologia depressiva si abbina anche l'utilità di conoscere come questi disturbi sono rappresentati e si diffondono all'interno del cervello. Piuttosto che cercare un'area interessata dalla depressione, gli scienziati giungono alla conclusione che le alterazioni risiedono in molteplici reti cerebrali le quali, complessivamente, contribuiscono alla classificazione della depressione.

"Questa è il futuro della ricerca in questo settore", ha affermato Schnyer. "Stanno crescendo le pubblicazioni che presentano la machine learning come strumento utile a risolvere alcuni problemi  nel campo delle neuroscienze." Con l'aggiunta di ulteriori dati, provenienti non solo dalla risonanza magnetica, ma anche dalla genomica e da altri classificatori, il sistema potrà fare ancora di più. Specie se arriverà presto, come si dice, lo Stampede2, supercomputer del TACC, fino a due volte più potente del sistema attuale, al fine di ottenere maggiore precisione dai dati. "Questo approccio, insieme all'apertura del mondo scientifico verso i big data, come nel caso del progetto Connettoma Umano (una mappa comprensiva di tutte le connessioni neurali, n.d.r.), significa che strutture come quella del TACC sono indispensabili" ha concluso il professor Schnyer.


(fonte https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-03/uota-pem032717.php; si ringrazia il sito https://www.cedars-sinai.edu per la gentile concessione della foto)