Le notizie di scienza della settimana #1

[pubblicato originariamente su Scienza in rete il 10 gennaio 2017]

I GHIACCI DELL’ARTICO IN PERICOLO

Un orso polare sulla superficie ghiacciata fratturata vicino alla nave della spedizione Norwegian Young Sea ICE. Credit: Marcos Porcires/Norwegian Polar Institute.

Il 2016 ha segnato due nuovi record climatici per le regioni artiche: temperature 20 gradi al di sopra della media stagionale e riduzione del 20% della superficie ghiacciata rispetto alla media degli ultimi 30 anni. Lo stato di salute del clima Artico è una sentinella, che annuncia un cambio di velocità negli effetti del cambiamento climatico, con effetti che si manifestano anche molto lontano dal Polo Nord. A pagarne le conseguenze sono gli organismi viventi che popolano i mari dell’Artico, ma anche la barriera corallina australiana. Ancora più preoccupante l’effetto sulle comunità vulnerabili ai disastri ambientali. Nel 2015 i rifugiati ambientali hanno superato in numero quelli in fuga da conflitti armati. Anche la situazione geopolitica si surriscalda per l’Artico, oggetto delle mire espansionistiche Russe che si scontrano con gli interessi cinesi verso la zona Polare, dove dove la Cina ha installato nel 2004 la sua prima base scientifica. Nel frattempo si avvicina l’insediamento del Presidente Trump, che ha scelto l’ex numero uno del colosso petrolifero Exxon Mobil come segretario di stato. [Scienza in Rete; Tania Salandin]
Come effetto delle alte temperature registrate negli ultimi due mesi, la superficie ghiacciata si sta assottigliando. Durante una spedizione scientifica a bordo della nave Lance, i ricercatori dell’Istituto Polare Norvegese si sono trovati immersi nelle fredde acque dell’oceano Artico[Adrift in the Arctic Sea on a frozen research camp, Jim Daley Writes]

La dimostrazione scientifica del fatto che i record climatici del 2016 nella regione artica siano dovuti alle attività umane è arrivata dai ricercatori del gruppo World Weather Attribution. Hanno mostrato che l’eccezionale aumento delle temperature nella regione Artica è uno degli effetti del cambiamento climatico. In particolare gli scienziati hanno stimato che oggi la probabilità di avere temperature così alte è di circa 1 volta ogni 50 anni, mentre nel 1990 si attestava a 1 volta ogni 1000 anni. [North Pole, Nov – Dec, 2016, World Weather Attribution]

Quanto più la differenza tra le temperature della regione artica e quella delle regioni calde confinanti diminuisce, tanto più frequenti saranno gli eventi climatici estremi a tutte le latitudini. [The Guardian, Daniel Carrington]

Il cambiamento climatico non mostra i suoi effetti solo nell’artico. L’area del Mediterraneo è particolarmente soggetta a ondate di calore e siccità. Il terreno, sempre meno resiliente, fatica a immagazzinare nuove riserve di acqua. La siccità registrata nei giorni scorsi a Palermo è un esempio, aggravato dallo stato in cui versa l’acquedotto locale. L’Italia prepara un piano per incrementare il riciclo e riuso delle acque e ammodernare gli acquedotti entro il 2020. [La Stampa, Sergio Castellari intervistato da Andrea Rossi 3 gennaio 2017]

FREEDOM OF INFORMATION ACT PER DIFENDERCI DAGLI ALGORITMI

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Negli Stati Uniti un numero sempre maggiore di organi governativi utilizza algoritmi statistici per svolgere il proprio lavoro. L’obiettivo può essere quello di garantire la sicurezza dei suoi cittadini, come nel caso del sistema di sorveglianza della NSA, oppure valutare la qualità degli insegnanti pubblici, come è successo al Department of Education di New York City. Ma, come afferma Cathy O’Neill nel suo libro Weapons of Math Destruction, “Models are opinions embedded in mathematics”. La valutazione dell’equità e dell’efficacia di questi algoritmi deve essere affidata a soggetti indipendenti, che difendano i diritti dei cittadini. In più di un caso il Freedom of Information Act (FOIA) è stato impugnato per avere accesso ai modelli matematici utilizzati dai governi. [Los Angeles Times, Christine Zhang]

Un esempio è l’inchiesta di ProPublica sull’algoritmo COMPAS, utilizzato per valutare rischio di recidività criminale. I giornalisti di ProPublica avevano concluso che l’algoritmo discriminava i neri rispetto ai bianchi. La loro inchiesta ha portato i ricercatori ad approfondire l’analisi, mostrando che il bias si può evitare. [ProPublica; Julia Angwin, Jeff Larson, Surya Mattu e Lauren Kirchner, ProPublica, Julia Angwin e Jeff Larson]

Più recentemente il Brennan Center della NYU School of Law ha citato in giudizio il dipartimento di polizia di New York appellandosi al FOIA per ottenere gli algoritmi utilizzati nella prevenzione dei crimini della metropoli americana, mettendo in dubbio la loro equità. [Brennan Center for Justice v. New York Police Department]

E in Italia? Il 23 dicembre scorso è entrato in vigore anche in Italia il FOIA, che garantisce l’accesso ai documenti della Pubblica Amministrazione a tutti i cittadini, le ONG, i giornalisti senza che questi dimostrino di avere un interesse diretto. Il parlamento italiano, ultimo tra gli europei a garantire questo diritto ai suoi cittadini, ha approvato un testo di legge non senza difetti, che rischia di limitare l’accesso alle informazioni. [Scienza in Rete, Federico Anghelé]

Nel frattempo, anche l’Italia ha iniziato a utilizzare algoritmi di polizia predittiva. La Questura di Milano adotta dal 2007 l’algoritmo di polizia KeyCrime. Si tratta di un algoritmo proprietario, sviluppato dall’assistente capo Mario Venturi che punta a isolare seriali criminali. Stando alle dichiarazioni della questura, l’impiego di KeyCrime da parte della polizia meneghina tra il 2007 e il 2013 ha fatto salire la percentuale di casi risolti dal 27% al 54%. [Linkiesta, Luca Rinaldi]

DISUGUAGLIANZE DI SALUTE

Dal film ‘I, Daniel Blake’ di Ken Loach, 2016. Credit: Arenapal.

Il fattore geografico è tra i più rilevanti nel determinare lo stato di salute delle persone. Lo conferma un recente studio pubblicato sul Journal of the American Medical Association, rilanciato dal Washington Post. [The Washington Post, Michael Ollove]

L’epigenetica è fortemente influenzata dall’ambiente, inteso come condizioni socio-economiche, qualità dell’aria che resperiamo, alimentazione, ecc.. Ad esempio l’epigenetica è in grado di registrare le vulnerabilità della madri verso certe malattie e trasferirle ai figli. Il suo ritmo di cambiamento segue quello dell’ambiente che ci circonda, al contrario di quanto avviene per il genoma. Le disuguaglianze di salute potrebbero quindi diventare ereditarie. Questo è il tema al centro del libro di Micheal Marmot “La Salute disuguale”[Scienza in Rete, Paolo Vineis; Il Manifesto, Paola Michelozzi]

Meno salute, meno lavoro. Secondo l’ultimo rapporto OCSE sullo stato di salute dei cittadini europei, nella fascia 50-59 anni il tasso di disoccupazione dei malati cronici è circa il doppio di quello dei cittadini sani. In Italia la situazione è particolarmente sfavorevole per gli obesi e i fumatori. [Scienza in Rete, Cristina Da Rold]

Le disuguaglianze ci sono anche nell’accesso alle terapie. I trial clinici sulle terapie anti-tumorali sono spesso l’unica possibilità di cura per i malati di cancro. Ma le minoranze devono affrontare ostacoli maggiori per riuscire a farne parte. [The New York Times, Denise Grady]

ETICA DELLA SCIENZA / POLITICA DELLA RICERCA

Luigi Nicolais al Convegno Finmeccanica al Teatro San Carlo di Napoli il 2 febbraio 2011. Credit: Cesare Abbate, Ansa.

Luigi Nicolais, presidente del Gruppo 2003 per la ricerca scientifica, ha pubblicata su Nature una lettera in cui definisce il decreto governativo sulle Cattedre Natta una minaccia per libertà degli scienziati italiani e per il futuro della scienza nel nostro Paese. [Nature Correspondence, Luigi Nicolais]

L’arbitrarietà della selezione dei ricercatori e professori rappresenta uno dei rischi peggiori nella deriva “corporate” che molti sistemi di istruzione universitaria hanno intrapreso. [Nature News & Comment, Olof Hallonsten]

Il Sole 24 Ore ha pubblicato lunedì scorso la classifica delle università italiane per il periodo 2010-2014. L’indice su cui è basata la classifica tiene conto sia della qualità della didattica che del livello della ricerca. Non si conoscono i dettagli dell’analisi, che dovrebbero essere pubblicati oggi, ma si sa già che la valutazione della ricerca si basa sui risultati della VQR relativi al periodo 2004-2010, non essendo ancora disponibili quelli più recenti. [Il Sole 24 Ore, Gianni Trovati]

MISCELLANEA

A simple guide to CRISPR, one of the biggest science stories of 2016. Credit: Javier Zarracina, Vox.

Cosa ci riserva la scienza nel 2017? Le previsioni di Nature. [Nature, Eizabeth Gibney]
Una delle scoperte scientifiche più importanti del 2016, la CRISPR, sarà probabilmente una delle novità scientifiche più grandi anche nel 2017. Ecco una guida semplice sull’argomento[Vox, Brad Plumer e Javier Zarracina]

La Cina investe 9 miliardi di dollari nella ricerca sui test genetici, finanziando laboratori sia all’estero che sul proprio territorio. E rischia di sottrarre agli Stati Uniti il primato indiscusso in questo campo. [The Washington Post, Ylan Q. Mui]

computer quantistici pronti a uscire dai laboratori nel 2017. [Le Scienze, Davide Castelvecchi]

Ecco come il nostro cervello elabora le negazioni

[originariamente pubblicato su talk.iit.it, 24 ottobre 2016]

Un gruppo di neuroscienziati, appartenenti all’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e al Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francese, ha sfruttato le connessioni esistenti sulla corteccia cerebrale tra la zona motoria e quella del linguaggio, per capire come il nostro cervello elabora il significato delle negazioni.

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Gli spiccioli dei PRIN 2015 alla ricerca pubblica

[originariamente pubblicato su Scienza in rete, 27 settembre 2016]

Il 20 settembre scorso il Ministero dell’Università e della Ricerca (MIUR) ha reso pubblico l’elenco dei vincitori dei bandi PRIN (Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale), i finanziamenti pubblici per la ricerca assegnati su base competitiva. La somma messa a disposizione dal MIUR è di 91’244’801 euro, di cui  79’947’832 sono assegnati sulla base della valutazione del progetto e della richiesta di budget del principal investigator (PI, colui o colei che propone il progetto), mentre  11’296’969 rappresentano la quota premiale,  ovvero la somma conferita dal MIUR in base allo stipendio del PI (precisamente il 50% dello stipendio del PI).

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Algoritmi per difenderci

[da Il Sole 24 Ore pagina 12, 24 Luglio 2016, Nòva24 Tech]

I nostri comportamenti, che siano telefonate al cellulare, acquisti online, o il modo di muoversi all’interno di un aeroporto, possono essere registrati e trasformati in dati. Sofisticati algoritmi, detti di machine learning, analizzano questi dati per costruire i nostri “profili”. Ma quanto sono affidabili? E che tipo di decisioni supportano?

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Elettroencefalogrammi collettivi

Tre anni fa, durante la notte bianca di Toronto, è stata l’installazione più visitata. File di oltre due ore si allungavano all’esterno del duomo geodesico di 18 metri di diametro che ospitava “My Virtual Dream“. Si tratta di un esperimento neuroscientifico unico nel suo genere. I partecipanti, oltre cinquecento alla fine dell’evento, sono stati letteralmente “immersi” in un’esperienza artistica e musicale prodotta dai loro stessi cervelli, monitorati tramite elettroecefalogramma (EEG). L’obiettivo era quello di studiare il fenomeno del neurofeedback, ovvero l’effetto che la visualizzazione della propria attività cerebrale  produce sull’attività stessa. Ideato da un gruppo di neuroscienziati del Rotman Research Institute presso il Baycrest hospital di Toronto, il progetto è stato realizzato grazie al coinvolgimento di figure molto diverse tra loro: multi-media artist, esperti di brain imaging e brain computer interface, musicisti. L’esperimento è unico nel suo genere per due motivi. Per la prima volta i dati relativi alle oscillazioni neuronali sono stati raccolti fuori da un laboratorio, in un ambiente ricco di stimoli e disturbi, molto più simile a quello in cui viviamo quotidianamente. In secondo luogo il campione di dati raccolto ha una dimensione (523 soggetti) mai raggiunta prima. I risultati raccolti durante l’evento “My Virtual Dream”, hanno permesso di confermate effetti già osservati in laboratorio e scoprirne di nuovi.

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Prevedere la diffusione di malattie: il ruolo dei big data

Negli ultimi due post ho raccontato aspetti controversi sull’utilizzo dei big data. Ma ci sono molte altre situazioni in cui i dati possono fare la differenza. Una di queste è la previsione della diffusione di influenze o malattie infettive. Sono diversi i dati che possono essere impiegati in questo tipo di analisi: attività online (sia sui social media che sui motori di ricerca), traffico aereo in uscita dalle zone di focolaio iniziale, localizzazione degli habitat in cui proliferano i vettori dell’infezione. Questi strumenti possono essere di grande supporto alle autorità sanitarie, che per mappare la diffusione di una malattia possono fare affidamento solo sui casi già accertati.

La diffusione del virus Zika, dichiarato emergenza sanitaria dall’Organizzazione Mondiale della Sanità, è stata studiata con tutti questi strumenti attraverso il coinvolgimento di società specializzate in analisi dei dati: l’americana Google e la canadese Blue Dot. Vediamo come.

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I meta dati che uccidono

Se il governo cinese pianifica di intensificare il controllo sui cittadini impugnando l’arma dei big data, gli Stati Uniti lo fanno già da molto tempo. In particolare ha avuto risonanza la notizia che la NSA, l’agenzia di intelligence statunitense, avrebbe basato una parte degli attacchi con droni condotti in Pakistan, responsabili di migliaia di vittime, sull’analisi del traffico telefonico mobile dei cittadini di quel paese.

Se quest’affermazione può destare in voi inquietudine, i dettagli su come questi dati siano stati utilizzati vi sconvolgeranno.

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Cina: big data per prevenire il crimine

Ricordate il film Minority Report in cui il sistema Precrimine permetteva di sventare gli omicidi prima che venissero commessi nella Washington del 2054? Ecco, la Cina si prepara a un’operazione simile sfruttando i dati sull’attività online, le telefonate, i conti correnti bancari, il livello dei consumi dei suoi cittadini. L’obiettivo è quello di stanare i sovversivi prima che compiano attività di sabotaggio verso il partito comunista cinese. A realizzare questa impresa, che comporterà l’archiviazione e l’analisi di un’enorme quantità di dati, sarà la società di telecomunicazioni China Technology. Il parlamento ha già preparato il campo a questo programma di sorveglianza, promulgando, il primo gennaio scorso, una legge che priva di qualsiasi diritto di privacy.

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Fisica per cittadini

Ormai molte delle scelte politiche e sociali che siamo chiamati a compiere si basano su dati di natura scientifica. Perché siamo così disperatamente attaccati al petrolio? Sappiamo che le polveri sottili sono dannose per la nostra salute, ma che differenza c’è tra PM 2.5 e PM 10? Quando dicono che il PIL è cresciuto dello 0.75%, stanno dicendo la verità? Se non sapete rispondere a queste domande non preoccupatevi. Il 29 febbraio avrà inizio, nelle aule del dipartimento “Cultura, politica e società” dell’Università di Torino, il corso “Fisica per cittadini”. È destinato principalmente agli studenti delle lauree umanistiche, ma non solo. Di cosa si tratta? Ce lo racconta Lorenzo Magnea, professore ordinario di fisica teorica all’Università di Torino e titolare del corso.

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Il vaccino che superò il muro della guerra fredda

La storia del vaccino contro la poliomielite nasce negli Stati Uniti nei primi anni 50 del novecento. Il giornalista William Swanson la ha raccontata in questo articolo su Scientific American. Mentre la contrapposizione con l’Unione Sovietica era ormai chiara e lo spettro di una guerra nucleare diventava sempre più minaccioso, un nemico interno spaventava gli americani: la poliomielite. Era ormai noto che a causarla è un virus, che raggiungendo l’intestino attraverso il canale alimentare, si infiltra nel flusso sanguigno e colpisce infine il sistema nervoso centrale. L’immagine dei bambini con gli arti ritorti, distesi sulle schiene senza possibilità di muoversi, tormentava gli americani. Due scienziati, uno americano e l’altro sovietico nel giro di pochi anni, misero a punto un vaccino in grado sostanzialmente di eradicare la malattia. La loro collaborazione, oltraggiosa per i politici dell’epoca, portò a una delle più importanti conquiste della medicina nel novecento, salvando innumerevoli vite.

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