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Machine learning in radioterapia: il problema è conquistare la fiducia degli oncologi

[pubblicato su Scienza in rete il 25 giugno 2021]

In ambito medico, sono ormai numerosi gli algoritmi di machine learning, sistemi di apprendimento automatico basato sui dati, sviluppati sia per la diagnosi che per il trattamento di diverse patologie. Finora però la loro efficacia è stata valutata prevalentemente fuori dall’ambiente clinico. Per questo è particolarmente significativo il lavoro di un gruppo di fisici medici, oncologi radioterapisti ed esperti di intelligenza artificiale della University Health Network di Toronto, Canada, che ha meritato la copertina dell’ultimo numero di Nature Medicine.

I ricercatori hanno testato un approccio per integrare piani di trattamento radioterapici per la cura del tumore alla prostata generati da un algoritmo di machine learning nelle normali procedure decisionali del Princess Margaret Cancer Centre, il maggiore centro oncologico canadese. L’algoritmo parte dalle immagini raccolte dalla TAC di un nuovo paziente e le confronta con un database di 99 pazienti e con i relativi piani di radioterapia per elaborare il nuovo piano di trattamento.I risultati dell’esperimento mostrano che questa tecnologia è pronta per essere utilizzata nella pratica clinica a patto di mantenere tutti i passaggi e i controlli di qualità che già vengono eseguiti sui piani elaborati dagli esperti umani per favorire la fiducia verso questi strumenti e garantire le migliori cure possibili ai pazienti.

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Letture per il finesettimana #34

[pubblicato su Scienza in rete il 30 maggio 2021]

Buona domenica,
questa settimana parliamo dell’espulsione di uno scienziato dalla National Academy of Science per molestie sessuali, di software che prevedono i nostri comportamenti in base ai micromovimenti della testa, di una legge universale che descrive gli spostamenti delle persone, della difficoltà di studiare le nuvole e il loro ruolo nel cambiamento climatico e della più dettagliata mappa tridimensionale dell’Universo mai realizzata prima.Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione).

1 L’astronomo Geoff Marcy espulso dalla National Academy of Science per molestie sessuali
È la prima volta che accade nei 158 anni di storia dell’accademia. La decisione è stata possibile dopo che la NAS ha aggiornato il suo regolamento interno, ammettendo la possibilità di espulsione nei casi di cattiva condotta. Marcy era stato forzato a dimettersi dall’università di Berkeley nel 2015 dopo essere stato trovato colpevole di molestie ai danni di suoi studenti. Da allora lavora per una società non profit. L’indagine della NAS però è stata avviata su segnalazione dello scienziato francese François-Xavier Coudert, che ha accusato di molestie anche altri tre scienziati che fanno parte della NAS. Le indagini sui loro comportamenti sono ancora in corso [Science]

2 I software che analizzano i movimenti della testa per prevedere i comportamenti non hanno basi scientifiche solide
Questa è la conclusione di un articolo pubblicato recentemente sulla rivista Science, Technology and Society, riguardo l’algoritmo Vibraimage. Si tratta di un sistema digitale che quantifica lo stato mentale ed emotivo di un soggetto analizzando le riprese video dei movimenti della testa. Vibraimage è utilizzato da polizia, operatori di centrali nucleari, sicurezza aeroportuale e psichiatri in Russia, Cina, Giappone e Corea del Sud, ed è stato utilizzato in occasione di due giochi olimpici, una coppa del mondo e un vertice del G7. Tuttavia non ci sono prove empiriche affidabili per la sua efficacia: molte affermazioni fatte sui suoi effetti sembrano non dimostrabili [The Conversation]

3 Una nuova legge universale che descrive gli spostamenti delle persone
Uno studio condotto dal Senseable City Laboratory dell’MIT e pubblicato su Nature, ha sfruttato oltre tre miliardi di geolocalizzazioni raccolte dagli smartphone di 8 milioni di utenti per studiare come le persone si spostano in città e dalle zone limitrofe verso le città. Hanno trovato uno schema che si ripete in tutte le città che hanno analizzato, e che sono molto diverse fra loro (Boston, Singapore e Dakar tra le altre). Lo schema che hanno trovato è il seguente: il numero di visitatori in un certo luogo diminuisce come l’inverso del quadrato del prodotto fra frequenza di visita e distanza di viaggio. Questa legge potrebbe aiutare a studiare la produttività delle aree metropolitane, organizzarne i sistemi di trasporto, ma anche capire meglio come si trasmettono le malattie infettive [Vice]

4 La più grande sorgente di incertezza sul cambiamento climatico sono i nostri comportamenti. Subito dopo vengono le nuvole
Se una determinata area vedrà più precipitazioni, siccità, riscaldamento o raffreddamento nei prossimi anni dipende dal tipo di nuvole presenti. Ma gli scienziati faticano ancora capire che ruolo svolgeranno le nuvole. Questo è dovuto in parte alla mancanza di dati sull’enorme varietà di nuvole esistenti, in parte alla mancanza di potenza di calcolo e in parte a dei vuoti nei dati storici raccolti a riguardo [Vox]

5 La più dettagliata mappa tridimensionale dell’Universo
A realizzarla è stata la collaborazione Dark Energy Survey, che usando il telescopio Victor Bianco del NOIRLab’s Cerro Tololo Inter-American Observatory in Cile ha studiato un quarto del cielo australe per un totale di 300 milioni di galassie. Analizzando 100 milioni tra le galassie più distanti, il gruppo ha potuto mappare la concentrazione di materia oscura e questo gli ha poi permesso di studiare la distribuzione dell’energia oscura, la forza responsabile per l’espansione dell’Universo. L’ipotesi, suggerita da diverse altre osservazioni sperimentali, è che l’energia oscura sia uniforme nel tempo e nello spazio. Lo studio del Dark Energy Survey ha offerto la conferma più stringente di questa ipotesi [Nature]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  Come possono i paesi ricchi correggere la rotta sulle vaccinazioni per raggiungere una più equa distribuzione delle dosi a livello globale ed evitare così la “catastrofe morale” denunciata dal direttore dell’OMS mesi fa? [Science]
×  Le mascherine funzionano [Science]
×  Biden chiede all’intelligence statunitense di investigare sull’ipotesi che SARS-CoV-2 abbia avuto origine al Wuhan Institute of Virology [The New York Times]
×  EMA ha raccomandato di estendere le indicazioni del vaccino Pfizer/BioNTech per includere anche i bambini tra 12 e 15 anni [EMA]
×  La Germania intende vaccinare il 60% dei bambini e adolescenti tra i 12 e i 18 anni entro agosto [Süddeutsche Zeitung]
×  A New York, se ti vaccini in uno dei centri organizzati in alcune stazioni ferroviarie o metropolitane, ti offrono un abbonamento settimanale o una corsa a Long Island [The New York Times]
×  Tre quarti dei nuovi casi registrati nel Regno Unito nell’ultima settimana (che in totale sono quasi il doppio della scorsa) sono dovuti alla variante B.1.617.2. Questo sembra dovuto soprattutto alla sua maggiore contagiosità, ma i dati preliminari indicano anche che la protezione conferita dai vaccini dopo la prima dose è ridotta rispetto a quella contro la variante B.1.1.7, mentre la protezione resta molto alta dopo la seconda dose [The Guardian]
×  L’immunità contro COVID-19 potrebbe durare almeno un anno, addirittura di più in coloro che hanno avuto la malattia e poi si sono vaccinati. Lo studio, che ha analizzato il midollo osseo di guariti e vaccinati, è stato pubblicato su Nature e ha delle implicazioni riguardo la necessità di richiami periodici del vaccino [The New York Times]
×  Un gruppo di ricercatori tedeschi sostiene di aver capito quale sia la causa delle rare trombosi con piastrinopenia causate dal vaccino AstraZeneca e come intervenire per evitarle [Financial Times]

Letture per il finesettimana #33

[pubblicato su Scienza in rete il 23 maggio 2021]

Buona domenica,
questa settimana parliamo di un nuovo progetto di ricerca sui grandi modelli statistici di linguaggio, delle batterie delle auto elettriche, di cosa spinga i ricercatori ad affiliarsi a più di un’università o centro di ricerca, dell’esitazione vaccinale e del ritorno alla vita offline, siamo pronti? Diamo poi gli ultimi aggiornamenti su Covid-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Un progetto collettivo per studiare i modelli di linguaggio statistico
Si tratta di BigScience, un progetto promosso da Huggingface e a cui partecipano oltre 500 ricercatori. È nato dopo il licenziamento di Gebru e Mitchell dal gruppo di Ethical AI di Google per aver pubblicato un articolo che criticava i modelli di linguaggio statistico basati su campioni di dati di grandissime dimensioni, gli stessi che alimentano già una serie di tecnologie di uso quotidiano, come i motori di ricerca, gli assistenti vocali o i chatbot. L’obiettivo è creare una cultura di ricerca intorno a questi modelli di linguaggio e alle loro implicazioni in termini ambientali, sociali e culturali. Infatti, pur essendo già molto diffusi e avanzati mancano spesso di basi scientifiche solide. La nascita di BigScience non potrebbe avere tempismo migliore. Proprio questa settimana Google ha lanciato un nuovo modello di linguaggio, LaMDA, che promette di integrare al più presto in molti dei suoi prodotti [MIT Technology Review]

2 Milioni di auto elettriche in arrivo: le batterie esauste come verranno smaltite?
Le batterie utilizzate oggi nei veicoli elettrici non sono progettate per essere riciclate. In particolare, sono molto diverse fra loro dal punto di vista chimico e costruttivo e quindi pensare a sistemi efficienti per trattarle è per ora molto difficile. Il problema va affrontato però, perché entro poche decine di anni il numero di veicoli elettrici su strada sarà più di dieci volte di quello attuale (da circa 10 milioni a quasi 150 milioni di veicoli) e riciclarne le batterie permetterà anche di recuperare i cosiddetti “minerali critici” che le compongono, come rame, litio, nickel, cobalto. Questo è un aspetto fondamentale perché, oltre a ridurre l’impatto sull’ambiente, renderebbe i paesi più autosufficienti nell’approvvigionamento di questi materiali che ora sono estraibili in pochi luoghi del mondo [Science]

3 Sempre più ricercatori hanno affiliazioni multiple, probabilmente a causa dei sistemi di valutazione
Un nuovo studio ha considerato 22 milioni di articoli scientifici pubblicati tra il 1996 e il 2019 da parte di ricercatori che lavorano in 40 paesi. Nel 2019 quasi un terzo degli articoli indica almeno un autore o autrice con più di un’affiliazione. Questo fenomeno potrebbe essere dovuto ai meccanismi di valutazione della ricerca che premiano le università e gli istituti con il maggior numero di pubblicazioni all’attivo, ma anche alla ricerca di risorse e opportunità di collaborazione e ai meccanismi di assegnazione dei finanziamenti [LSE Impact Blog]

4 Conquistare la fiducia dei cittadini per combattere l’esitazione vaccinale
Questo è il messaggio centrale dell’intervista che Undark ha realizzato con Heidi Larson, responsabile del Vaccine Confidence Project ed esperta di salute pubblica alla London School of Hygiene and Tropical Medicine. Nell’affrontare il problema dell’esitazione vaccinale è importante tenere a mente che gli esitanti sono molto diversi dagli antivaccinisti, per evitare di polarizzare subito il dibattito. Secondo punto cruciale è considerare il ruolo dell’emotività di coloro che esitano davanti a un vaccino offerto, magari, ai loro figli. Questa consapevolezza può indicare le strategie di comunicazione efficaci (ad esempio è inutile rispondere ad argomentazioni emotive con un elenco dei fatti e degli studi scientifici). Infine, quando si esita verso un vaccino è probabile che sia perché si nutrono dei dubbi sulla sua sicurezza, ma possono esserci anche altre ragioni, che riguardano le proprie convinzioni religiose o i propri valori. Se poi, come nel caso della comunità nera negli Stati Uniti, c’è un passato di rapporti difficili con i medici e le autorità sanitarie, allora il primo passo è quello di ricostruire la fiducia [Undark]

5 Siamo pronti ad andare finalmente offline?
Dopo quasi un anno e mezzo di pandemia, in cui internet ci è sembrato ancora più vitale di prima e abbiamo speso un tempo indefinito online, sia per lavoro che per svago, le cose sembrano andare meglio e, in alcuni paesi in particolare, si fanno i primi passi di un lento ritorno alla normalità. Ma questo significa che passeremo meno tempo connessi? I primi dati delle piattaforme tecnologiche sembrano indicare di sì [The Atlantic]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  Tracciare le varianti del virus si scontra con l’intensità disomogenea dei programmi di sequenziamento [Science]
×  Un nuovo studio correla il livello di anticorpi neutralizzanti nel sangue prodotti dopo il vaccino con la loro efficacia [Nature]
×  In Inghilterra il monitoraggio delle acque reflue aiuta a tracciare le varianti [The Guardian]
×  Intervista di Le Monde a Peter Piot, direttore della London School of Hygiene & Tropical Medicine, in occasione del summit mondiale sulla salute del 21 maggio a Roma e alla vigilia dell’Assemblea Mondiale della Sanità che si riunirà il 24 maggio a Ginevra [Le Monde]
×  Secondo un rapporto dell’OMS, il bilancio ufficiale delle vittime della pandemia potrebbe essere molto sottostimato, i morti sarebbero oltre sei milioni [Le Monde]
×  Il Giappone affronta una quarta ondata, dovrebbe rimandare ancora i giochi olimpici? [The Conversation US]

Letture per il finesettimana #31

[pubblicato su Scienza in rete il 10 maggio 2021]

Buon lunedì,
questa settimana parliamo dei fossili di Neanderthal trovati al Circeo, delle ondate di calore negli oceani, di Chernobyl, di xkcd e le pubblicazioni scientifiche, della sorveglianza sugli Uiguri e diamo gli ultimi aggiornamenti su Covid-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Ritrovati i resti fossili di nove Neanderthal in una grotta a San Felice Circeo
Si tratta della grotta Guattari, vicina a quello che un tempo fu l’Hotel Guattari, dove nel 1939 alcuni operai scoprirono per caso i resti di un cranio di Neanderthal con un foro su una tempia. È tutt’oggi uno dei crani di Neanderthal meglio conservati al mondo. Al momento della sua scoperta, il paleontologo Alberto Carlo Blanc ipotizzò che il foro indicasse che gli ominidi praticavano il cannibalismo rituale. Ma il nuovo ritrovamento, da parte della soprintendenza archeologica delle province di Latina e Frosinone in collaborazione con l’Università di Roma Tor Vergata, smonta definitivamente questa ipotesi: nella grotta sono stati infatti scoperti anche i resti di alcune iene che avrebbero mangiato le ossa dei Neanderthal, probabilmente morti per altre cause. L’amministrazione comunale ora vorrebbe acquistare il vecchio albergo in vendita per costruire un centro europeo per lo studio dei Neanderthal [The New York Times]

2 Le onde di calore marine sono sempre più frequenti e durano più a lungo
Ancora non c’è una definizione chiara, ma gli scienziati sono d’accordo che un aumento della temperatura degli strati superficiali delle acque è alla base di una serie di eventi osservati negli ultimi decenni in cui la fauna marina di alcune zone è stata devastata. Nel 2011 le coste dell’Australia occidentale vennero invase da pesci morti. Dal 2013 al 2016 le acque dell’Oceano Pacifico vicino alla costa occidentale del Nord America vennero colpite da un’ondata di calore, che fece morire prima il fitoplancton, poi i salmoni reali e infine gli uccelli marini che se ne cibavano. È stato dimostrato che periodi prolungati di alta pressione e correnti marine profonde hanno causato diversi di questi fenomeni, ma è necessario proseguire gli studi, in particolare raccogliendo più dati su ciò che accade negli strati più profondi. Su una cosa concordano tutti gli esperti: il cambiamento climatico renderà le onde di calore marine sempre più frequenti e prolungate [Nature]

3 A Cherbobyl, reazioni nucleari covano sotto le macerie di uno dei reattori distrutti nell’incidente
Nel 2016, il reattore 4 della centrale nucleare di Chernobyl venne coperto da una struttura ideata per confinare le radiazioni nucleari e proteggere le rovine dalla pioggia. L’acqua può infatti funzionare da moderatore di neutroni, cioè rallentarli, aumentando così la probabilità che possano innescare la reazione di fissione nucleare nell’uranio ancora presente nelle stanze più basse del reattore. Da allora i rilevatori che conteggiano i neutroni non avevano più riportato aumenti, fino a qualche tempo fa. I conteggi nella stanza 305/2 continuano infatti ad aumentare, seppure lentamente. L’ipotesi dei ricercatori dell’Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants di Kiev, ipotizzano che man mano che i materiali contenenti uranio si asciugano i neutroni diventano più efficaci nell’innescare le reazioni di fissione. Gestire questo problema non sarà facile, perché le radiazioni in quella zona sono troppo intense per permettere agli operatori di avvicinarsi a installare nuovi sensori. Un’idea è quella di costruire un robot che possa sopportare le radiazioni e possa inserire nei materiali contenenti uranio delle barre di carburo di boro che rallentino la fissione [Science]

4 Le vignette di xkcd hanno aperto il dibattito sulle pratiche della ricerca scientifica
Alla fine di aprile, Randall Munroe, l’ideatore e disegnatore del fumetto online satirico xkcd, ha pubblicato una striscia in cui elencava le domande che più spesso motivano le pubblicazioni scientifiche. In breve tempo, diversi gruppi hanno riadattato le vignette per descrivere la dinamica nella loro area scientifica, dall’epidemiologia alla sociologia. Il messaggio comune è che il sistema di incentivi che è stato costruito spinge a pubblicare con un ritmo elevatissimo, magari spezzettando in più articoli i risultati di un unico esperimento o esagerando le conclusioni degli studi. La pandemia di Covid-19 ha esacerbato questa tendenza [The Atlantic]

5 Una falla nel sistema operativo degli iPhone sfruttata dal governo cinese contro gli Uiguri
Dal 2018 gli hacker cinesi non possono più partecipare alle competizioni organizzate all’estero. Più o meno nello stesso periodo è stata istituita una competizione tutta cinese, la Tianfu Cup, e a novembre del 2018 si è tenuta la prima edizione. In quell’occasione la Tianfu Cup è stata assegnata a un hacker cinese che ha scoperto una vulnerabilità nel sistema operativo degli iPhone che poteva essere sfruttata dal browser Safari. Tuttavia, prima che Apple rendesse disponibile, a gennaio del 2019, l’aggiornamento del sistema per correggere la falla, il codice dell’hacking era finito nelle mani del governo cinese che lo aveva utilizzato per spiare la minoranza musulmana degli Uiguri, che sottopone da anni a torture, abusi e discriminazioni. A scoprirlo un team di Google nell’agosto del 2019 [MIT Technology Review]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  Un terzo richiamo del vaccino di Moderna sembra essere efficace contro le varianti preoccupanti, quelle emerse in Sud Africa, B.1.351, e Brasile, P.1. Il richiamo ad hoc per la variante B.1.351 offre una protezione ancora maggiore contro questa variante. Si tratta dei risulti preliminari delle prime fasi degli studi clinici [The New York Times]
×  Uno studio condotto in Qatar, ha dimostrato che il vaccino di Pfizer/BioNTech è altamente efficace nell’evitare infezioni sintomatiche dovute alla variante B.1.351 [Nature]
×  Solidarity, lo studio clinico internazionale promosso dall’OMS, testerà tre nuovi farmaci sui pazienti ospedalizzati [Nature]
×  Il vaccino Johnson & Johnson negli Stati Uniti viene percepito come vaccino di “serie B”. Per ricostruire la sua reputazione presso i cittadini, bisogna riconoscere i “difetti” del vaccino, non negarli, e dare ascolto alle preoccupazioni delle persone [The Atlantic]
×  La Germania somministrerà AstraZeneca a tutti gli adulti e non più solo agli over 60. Il Regno Unito, invece, offrirà un vaccino alternativo agli under 40 e non più solo agli under 30. Queste decisioni rispecchiano le diverse situazioni epidemiologiche dei due paesi [Reuters]
×  L’amministrazione Biden ha intenzione di avviare una negoziazione con la World Trade Organization per sospendere temporaneamente la proprietà intellettuale sui brevetti dei vaccini contro Covid-19 [Vox]
×  Dal summit di Porto i leader europei hanno risposto chiedendo a USA e Regno Unito di eliminare prima di tutto il blocco alle esportazione dei vaccini [Politico EU]
×  La campagna di test autosomministrati nei licei francesi dovrebbe partire il 10 maggio, ma in molti casi le scuole non hanno ancora ricevuto i kit [Le Monde]
×  Il ruolo dei test antigenici rapidi nel contenimento dell’epidemia: il caso della Slovacchia [Science] e quello del Regno Unito [The Lancet]

Letture per il finesettimana #30

[pubblicato su Scienza in rete il 1 maggio 2021]

Buon sabato,
questa settimana parliamo di software per il riconoscimento delle emozioni, dei determinanti sociali delle disuguaglianze di salute, del lago Urmia in Iran, del calcolo infinitesimale, di un nuovo e promettente vaccino contro la malaria e diamo gli ultimi aggiornamenti su Covid-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 I software per il riconoscimento delle emozioni sono basati su teorie scientifiche non consolidate
Oggi gli strumenti di riconoscimento delle emozioni a partire dalle espressioni facciali sono sfruttati nei sistemi di sicurezza nazionale e negli aeroporti, nell’istruzione e nella selezione del personale, nella diagnosi di malattie psichiatriche e nei programmi di polizia per prevedere la violenza. L’affermazione secondo cui lo stato interiore di una persona può essere valutato accuratamente analizzando il suo volto, si basa su prove traballanti. Una revisione sistematica della letteratura scientifica nel 2019, guidata dalla psicologa e neuroscienziata Lisa Feldman Barrett, ha rilevato che non ci sono prove affidabili che si possa prevedere con precisione lo stato emotivo di qualcuno a partire dai movimenti facciali. Un estratto del nuovo libro di Kate Crawford, “The Atlas of AI” [The Atlantic]

2 Le disuguaglianze sociali come determinanti di salute
Un recente studio ha mostrato che i lavoratori del settore agricolo e alimentare in California hanno avuto un rischio di morire di Covid-19 del 40% superiore rispetto alla popolazione generale dello stato. Tra quelli di origine sudamericana l’aumento di mortalità è stato del 60%, mentre per i lavoratori bianchi del 16%. Questa disparità è dovuta alle discriminazioni, i salari insufficienti, poche garanzie sul lavoro, disagio abitativo e difficoltà di accesso all’istruzione. La pandemia ha reso evidente ciò che si studia da anni: le disuguaglianze di salute hanno una componente sociale ed economica. Avrà anche offerto una motivazione sufficiente forte per provare ad affrontarla? Un reportage dalla San Joaquin Valley, a metà strada fra San Francisco e Sacramento [Nature]

3 Il grande lago Urmia in Iran è a rischio
Tra la fine degli anni ’90 e il 2013 il lago era passato da un volume d’acqua di 30 miliardi di litri a 500 milioni di litri a causa dello sfruttamento del bacino per l’irrigazione dei campi. Poi cinque anni di piogge intense hanno riportato i livelli dell’acqua a valori accettabili, e al ritorno dei fenicotteri. Ma potrebbe non durare a lungo senza un piano serio di investimenti e una conversione delle coltivazioni perché richiedano meno irrigazione [Science]

4 Il calcolo infinitesimale raccontato nell’ultimo libro di Steven Strogatz
Il matematico americano, che ospita anche un podcast chiamato “The Joy of x” per Quantamagazine, ha dedicato il suo ultimo libro al calcolo infinitesimale, o calcolo integrale o calcolo differenziale. L’autore non ha difficoltà a presentare questa tecnica come onnipresente nelle moderne tecnologie di calcolo, dall’imaging medico, alla geolocalizzazione, passando per la descrizione di un’epidemia. Tutti abbiamo avuto a che fare con il calcolo integrale senza saperlo [Le Monde]

5 Un nuovo vaccino contro la malaria si dimostra efficace al 77% in uno studio clinico di fase 2
Lo studio clinico è frutto di una collaborazione tra Oxford e la Clinical Research Unit of Nanoro, Burkina Faso e ha coinvolto bambini fra i 5 e i 17 mesi, con la somministrazione di due dosi e poi un terzo richiamo a un anno di distanza. Rispetto al precedente vaccino utilizzato, questo ha bisogno di una dose in meno ed è più efficace. Ogni hanno il parassita della malaria infetta centinaia di milioni di persone e ne uccide centinaia di migliaia, soprattutto bambini e donne incinte [Vox]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  Coloro che si infettano a tre settimane dalla prima dose di Pfizer o AstraZeneca, hanno una probabilità dimezzata di contagiare le persone conviventi, rispetto ai non vaccinati. Un nuovo studio di Public Health England [BBC]
×  Da uno studio osservazionale di Public Health Scotland si è visto che a 4-5 settimane dalla prima dose, il vaccino Pfizer/BioNTech protegge dall’ospedalizzazione al 91% mentre quello di AstraZeneca all’88%. Questo risultato vale anche per gli over 80 per la combinazione dei due vaccini (preprint del 19 febbraio ora pubblicato su The Lancet) [The Lancet]
×  Una singola dose di Pfizer o AstraZeneca protegge dall’infezione sintomatica al 74% e anche asintomatica al 57%. Dopo due dosi di vaccino Pfizer l’efficacia contro infezioni sintomatiche e asintomatiche diventa del 90%. Uno studio realizzato dall’Università di Oxford che ha testato un gruppo di 370 000 persone [BBC]
×  La decisione della Commissione Europea di intraprendere un’azione legale contro AstraZeneca per i ritardi e i tagli alle consegne sembra indicare che il vaccino della società anglo-svedese non sarà più indispensabile per l’Europa a partire dalla seconda metà del 2021 [Le Monde]
×  L’improvviso aumento del contagio nelle ultime settimane in India mette in dubbio il bilancio ufficiale di 200 000 vittime, con più di 2 000 persone che muoiono ogni giorno. Le interviste dai luoghi di cremazione in tutto il paese, dove il fuoco non si spegne mai, descrivono una situazione che supera di gran lunga le cifre ufficiali [The New York Times]
×  I Centers for Disease Control and Prevention statunitensi sollevano dall’obbligo di indossare la mascherina all’aperto in specifiche circostanze [The New York Times]
×  L’agenzia del farmaco brasiliana non ha autorizzato il vaccino russo Sputnik V [Financial Times]

I modelli di linguaggio non devono limitarsi ad apprendere dai dati

[pubblicato su Scienza in rete il 17 aprile 2021]

La scorsa settimana, Samy Bengio, direttore del progetto Google Brain, ha annunciato le sue dimissioni. A fine aprile lascerà la società dopo 14 anni. La decisione di Bengio arriva dopo mesi turbolenti per Google, segnati dal licenziamento di Timnit Gebru e Margareth Mitchell, le due ricercatrici a capo del gruppo Ethical AI di Google, a causa di un articolo critico verso i modelli statistici di linguaggio basati su grandi quantità di dati e di parametri. Si tratta di sistemi già utilizzati in diverse tecnologie, come i motori di ricerca, gli assistenti vocali o i chat bot. L’articolo, scritto insieme Emily Bender e Angelina McMillan-Major, linguiste computazionali della University of Washington, è stato presentato un mese fa durante la conferenza Fairness Accountability and Transparency.

Abbiamo parlato con Dirk Hovy, professore associato all’Università Bocconi dove si occupa di linguistica computazionale con particolare attenzione verso gli impatti sociali dell’impiego dei cosiddetti large language model. Da settembre dello scorso anno Hovy è coordinatore del progetto INTEGRATOR, finanziato con uno Starting Grant dello European Research Council, e che ha l’obiettivo di integrare fattori demografici nei modelli di linguaggio naturale per mitigare il rischio che i contenuti generati siano discriminatori verso minoranze etniche, donne e persone con identità di genere non binaria, persone anziane e in generale gruppi sociali minoritari.

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Coded bias: sull’importanza dell’inclusività quando si progettano e impiegano gli algoritmi

[pubblicato su Scienza in rete il 10 aprile 2021]

“The more humans share with me, the more I learn”. Una voce metallica pronuncia questa frase all’inizio del documentario Coded Bias, diretto dalla regista Shalini Kantayya e disponibile su Netflix dal 5 aprile. Queste parole riassumono il messaggio centrale del documentario: gli algoritmi sono distorti soprattutto perché “apprendono” dagli esseri umani. Questo è particolarmente vero per i sistemi di machine learning, quelli che sottintendono al funzionamento dei motori di ricerca, dei social media, degli assistenti vocali e di molti altri strumenti tecnologici che usiamo quotidianamente.

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Letture per il finesettimana #27

[pubblicato su Scienza in rete il 9 aprile 2021]

Buon venerdì,
questa settimana parliamo del momento magnetico anomalo del muone, di come regolare algoritmi e dispositivi medici, dell’internet femminista, della minaccia che gli ftalati rappresentano per la fertilità umana e diamo gli ultimi aggiornamenti su COVID-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Il momento magnetico del muone è più anomalo di quanto pensavamo
L’esperimento Muon g-2 del Fermilab, un laboratorio di fisica delle particelle vicino Chicago, ha reso pubblici mercoledì i risultati, ottenuti analizzando i primi dati raccolti. Gli oltre 200 scienziati della collaborazione, tra cui un nutrito gruppo di italiani, hanno misurato con un’accuratezza mai raggiunta prima il momento magnetico del muone confermando che esiste una differenza statisticamente significativa rispetto al valore previsto dalla teoria, il modello standard. Muon g-2 conferma quanto era stato osservato vent’anni fa al Brookhaven National Laboratory, ma lo fa con una precisione maggiore. C’è infatti una probabilità di 1 su 40 000 che la stima ottenuta sia dovuta al caso. La differenza tra valore sperimentale e teorico potrebbe essere il segnale che esistono nuove particelle elementari che non sono previste dal modello standard, la migliore descrizione che abbiamo delle interazioni al livello microscopico. Proprio ieri, però, un gruppo di fisici teorici ha pubblicato su Nature una nuova stima del momento magnetico del muone usando delle tecniche di calcolo diverse e concludendo che la discrepanza potrebbe essere inferiore. Questa nuova stima teorica, però, deve essere ancora valutata dalla comunità scientifica [Quantamagazine]

2 L’utilizzo degli algoritmi per il riconoscimento delle emozioni deve essere regolato
La pandemia ha favorito la diffusione di software per la classificazione delle emozioni a partire dall’analisi delle espressioni facciali. Sono stati usati per controllare gli studenti durante gli esami online, per monitorare i lavoratori e nei processi di selezione del personale. Eppure, la teoria su cui sono basati è molto controversa e la loro efficacia non è stata mai dimostrata. Al contrario, è noto che abbiano un pregiudizio nei confronti di alcune categorie, per esempio individuano più emozioni negative nelle persone nere. Kate Crawford, ricercatrice a Microsoft Research e autrice del libro “Atlas of AI: Power, Politics, and the Planetary Costs of Artificial Intelligence”, ribadisce la necessità di formulare delle leggi che ne governino l’utilizzo ispirandosi agli studi clinici per l’approvazione dei farmaci [Nature]

3 Per avere dispositivi medici più equi impariamo dal dibattito sugli algoritmi
D’altra parte, l’approvazione dei dispositivi medici potrebbe imparare molto dagli interrogativi che la comunità dell’intelligenza artificiale, in particolare del machine learning, si sta ponendo. I dispositivi medici possono essere discriminatori per via del meccanismo di base su cui è basato il loro funzionamento. Per esempio l’ossimetro misura la percentuale di ossigeno trasportata dal sangue tramite luce e funziona meno bene sulle persone con pelle scura. Questo può causare una maggiore difficoltà di diagnosticare certe patologie in questo gruppo e dunque uno standard inferiore di cura. Ma i dispositivi medici possono generare discriminazione anche a causa dei dati che vengono utilizzati per costruirli, come nel caso delle protesi d’anca che inizialmente venivano progettate su modelli anatomici maschili. Infine, possono esserci dei problemi di interpretazione dei dati generati dai dispositivi medici, come nel caso della spirometria: la convinzione che la capacità polmonare di neri e asiatici sia inferiore a quella dei bianchi ha portato a sottostimare le necessità di cura di questi gruppi [Science]

4 Un internet femminista è un internet migliore per tutti
La vita delle donne online, soprattutto di quelle che hanno un ruolo pubblico, è caratterizzata da violenza, minacce e molestie sessuali. A questo si somma la discriminazione dovuta agli algoritmi usati per animare i social network e i motori di ricerca, progettati e implementati principalmente da uomini bianchi. Se scriviamo in un motore di ricerca “school boy” e “school girl” e confrontiamo i risultati, ci rendiamo conto facilmente della proporzione preoccupante del problema. Ma le cose possono essere anche più sottili, come i sistemi di sorveglianza di Facebook che oscurano foto contenenti immagini sessuali esplicite o di nudo spesso che cancellano anche quelle delle donne che allattano. A provare a cambiare le cose finora sono state le iniziative di gruppi di attivisti o di singole donne, che hanno sviluppato alcuni strumenti per moderare questi fenomeni sui social network. In altri casi, la proposta di cambiamento è stata più radicale: Herd è un nuovo social network dove non ci sono likes e si può scrivere un numero limitato di commenti. Ma la vera battaglia si svolge probabilmente sul piano legislativo. Alla fine della presidenza Obama era stato formulato l’Algorithmic Accountability Act mai approvato dal Congresso durante i quattro anni di Trump. Con Biden le cose potrebbero cambiare [MIT Technology Review]

5 La fertilità, sia maschile che femminile, è in pericolo
È questo il messaggio al centro del libro dell’epidemiologa Shanna Swan e della giornalista Stacey Colino intitolato “Count Down” e in cui le due autrici passano in rassegna la letteratura scientifica che ricerca le cause di questo fenomeno. Swan era diventata famosa nel 2017 pubblicando uno studio che denunciava come il numero di spermatozoi fosse diminuito del 50%-60% tra il 1973 e il 2011. A essere in periocolo non è solo la fertilità maschile, ma anche quella femminile e di molte altre specie animali. Tra le cause che Swan individua, una sembra essere prominente: l’esposizione ai composti chimici, in particolari gli ftalati, che si trovano nelle plastiche ma anche nei prodotti per la cura del corpo e la pulizia della casa. Queste sostanze fanno parte della categoria degli interferenti endocrini che perturbano i sistemi ormonali. I governi dovrebbero intervenire per limitarne l’utilizzo in maniera molto più incisiva di quello che hanno fatto finora [Undark]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  L’EMA ha concluso la sua nuova revisione dei circa 90 casi di una rara forma di trombosi dopo la somministrazione di 25 milioni di dosi del vaccino AstraZeneca sul territorio dell’UE, Islanda, Norvegia, Svizzera e Regno Unito. Ha concluso che il nesso è probabile e che questi eventi verranno aggiunti alla lista di effetti collaterali del farmaco [EMA]
×  Numerosi stati europei hanno deciso di destinare il vaccino ai cittadini sopra 60 anni, perché la maggioranza degli eventi avversi è stata osservata in persone sotto quella età [Reuters]
×  Il Regno Unito, invece, ha deciso di offrire agli under 30 un vaccino alternativo a quello di AstraZeneca, se disponibile nella loro area di residenza [The Guardian]
×  La variante B.1.1.7 è ora dominante anche negli Stati Uniti [New York Times]
×  Un gruppo di scienziati di diversi paesi del mondo chiedono una nuova e più approfondita indagine sull’origine del SARS-CoV-2, delusi da quella condotta dall’Organizzazione Mondiale della Sanità [New York Times]
×  Più di un milione di persone nel Regno Unito accusano i sintomi della sindrome post COVID (o long COVID) dice un sondaggio condotto dall’Office for National Statistics [The Guardian]
×  Gli anticorpi specifici contro SARS-CoV-2 indotti dal vaccino Moderna durano almeno 6 mesi [NEJM]
×  Gli anticorpi prodotti dopo la somministrazione dei vaccini Moderna e Novavax hanno una capacità di neutralizzare la variante B.1.429 emersa in California ridotta rispetto a quella osservata contro le varianti storiche ma paragonabile a quella contro la B.1.1.7. Visto che sul campo questi vaccini si stanno rivelando altamente efficaci nell’evitare le forme sintomatiche dell’infezione da B.1.1.7, lo stesso dovrebbe accadere con la B.1.429 [NEJM]

Letture per il finesettimana #25

[pubblicato su Scienza in rete il 21 marzo 2021]

Buon sabato,
questa settimana parliamo del premio Abel per la matematica, del ruolo del giornalismo scientifico durante la pandemia, di un embrione di topo cresciuto in un utero artificiale, delle auto a guida autonoma, dello stress delle madri in riunione su Zoom e diamo gli ultimi aggiornamenti su COVID-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Il premio Abel è stato assegnato Avi Wigderson and László Lovász
Widgerson, nato in Israele e all’Institute for Advanced Study di Princeton dal 1999, ha dato contributi fondamentali alla teoria della complessità computazionale. Lovász, allievo del matematico ungherese Paul Erdos e ora alla Eötvös Loránd University a Budapest, ha ottenuto risultati molto importanti nell’ambito della teoria dei grafi, un’area della matematica discreta, che hanno tracciato dei confini tra le diverse classi di complessità computazionale [Quantamagazine]

2 Il ruolo del giornalismo scientifico durante la pandemia
Il tema è stato oggetto di una conversazione organizzata dalla scuola di giornalismo scientifico della Brandeis University a cui hanno partecipato Anthony Fauci, direttore del National Institute of Allergy and Infectious Diseases e consulente sanitario del presidente degli Stati Uniti, Atul Gawande, chirurgo al Brigham and Women’s Hospital giornalista del New Yorker e Elisabeth Rosenthal, editorialista del New York Times [Brandeis University]

3 Un embrione di topo si è sviluppato in un utero artificiale per metà del suo tempo gestazionale
Un gruppo di ricercatori israeliani ha fatto crescere un embrione di topo per 11 giorni in una speciale incubatrice. È un record per lo sviluppo di un mammifero al di fuori dell’utero e gli scienziati israeliani affermano che gli embrioni umani potrebbero essere i prossimi, sollevando enormi questioni etiche [MIT Technology Review]

4 Il sogno sfuggente delle auto a guida autonoma
Nel libro “Driven: The Race to Create the Autonomous Car”, il giornalista Alex Davies analizza documenti legali e intervista i partecipanti alla prima DARPA Grand Challenge, la gara per auto a guida autonoma organizzata dall’agenzia di ricerca del dipartimento della difesa americana. Racconta così l’eccitazione intorno alla nascente tecnologia dei veicoli autonomi e la sua trasformazione in un settore da miliardi di dollari che vede competere colossi come Google, Uber e le case automobilistiche di Detroit [Undark]

5 Le riunioni in videochiamata sono particolarmente stressanti per le madri. Ecco come i loro colleghi possono aiutarle
«Ho sempre cercato di nascondere ai miei colleghi i miei doveri di madre. Non volevo che mi considerassero meno dedicata al mio lavoro perché ho dei figli. Ma ora, lavorando da casa, non riesco ad assicurarmi che non siano visibili» [Science]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  Una serie di Paesi europei hanno sospeso per quattro giorni le somministrazioni col vaccino AstraZeneca per via dell’occorrenza di un numero anomalo di casi di un particolare tipo di trombosi [Die Welt]
×  L’EMA ha stabilito che sulla base delle indagini condotte i benefici del vaccino superano i rischi e che verrà aggiornato il foglietto illustrativo del vaccino AstraZeneca e organizzata una campagna informativa presso il personale sanitario e per aiutare i cittadini a essere consapevoli dei segnali precoci di questo tipo di eventi avversi per mitigarne i rischi [EMA]
×  I paesi europei hanno ripreso le vaccinazioni, nella speranza che l’episodio non abbia compromesso la fiducia dei cittadini [Science]
×  Uno studio osservazionale in Danimarca ha stimato la riduzione del rischio di re-infezione durante la seconda ondata di coloro che si erano ammalati nella prima ondata rispetto a coloro che non si erano ammalati [The Lancet]
×  Cinque ragioni per cui l’immunità di gregge è probabilmente impossibile da raggiungere [Nature]
×  Dieci lezioni di statistica che il governo potrebbe imparare dall’anno appena trascorso [The Royal Statistical Society]
×  Pubblicati sul New England Journal of Medicine i risultati del trial AstraZeneca in Sud Africa che hanno spinto il paese a sospenderne l’utilizzo nella sua campagna vaccinale [NEJM]
×  La Francia autorizza l’uso degli test autosomministrati per le persone senza sintomi sopra i 15 anni [Le Monde]
×  Il virus si è evoluto nelle nuove varianti dominanti nell’organismo di persone con un sistema immunitario debole, probabilmente [The New York Times]
×  La pandemia e i limiti della scienza. Cosa abbiamo durante l’anno che è durato un secolo? [The New York Times]

Non per forza l’intelligenza artificiale deve promuovere le discriminazioni

[pubblicato su Domani il 20 marzo 2021]

Gli algoritmi sono sempre più diffusi in ambito medico e sanitario, ma il loro utilizzo rischia di replicare su vasta scala le disuguaglianze strutturali della nostra società. Raccogliere dati più rappresentativi delle minoranze e condurre analisi approfondite di questi sistemi è fondamentale e può renderli strumenti per mitigare la discriminazione

  • «I dati sono uno strumento per costruire il potere politico delle persone nere, e con potere politico intendo la capacità di influenzare le decisioni che hanno un impatto sulla propria vita». Queste le parole di Yeshimabeit Milner, fondatrice del gruppo Data For Black Lives, alla conferenza Fairness Accountability and Transparency.
  • «Algoritmi progettati male possono creare discriminazione ma se ben costruiti essi possono porre rimedio ai pregiudizi che hanno gli esseri umani», ha dichiarato Sendhil Mullainathan della Booth School of Business di Chicago.
  • Gli algoritmi di machine learning basano il loro funzionamento sui dati su cui vengono allenati e da cui apprendono. Per questo costruire campioni di dati che siano più rappresentativi delle minoranze è fondamentale per assicurarsi che questi algoritmi non replichino su vasta scala le disuguaglianze strutturali della società.

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L’immagine è di Ars Electronica / Flickr. Licenza: CC BY-NC-ND 2.0.