Tag: deep learning

Gli occhi del cuore

[pubblicato su Scienza in rete il 4 febbraio 2022]

Un’intelligenza artificiale capace di dedurre la massa e il volume del ventricolo sinistro del cuore analizzando l’immagine della retina e da lì stabilire se il paziente è a rischio di andare incontro a un infarto del miocardio. È l’ultima applicazione in ambito medico di un sistema di deep learning pubblicata la scorsa settimana su Nature Machine Intelligence da un gruppo di matematici, informatici e cardiologi coordinati da Alejandro Frangi, professore di medicina computazionale alla University of Leeds e dal 2019 membro del comitato per le tecnologie emergenti della Royal Academy of Engineering, e Andres Diaz-Pinto, ricercatore al King’s College London.

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Protein folding per tutti

[pubblicato su Scienza in rete il 17 luglio 2021]

Le proteine sono le molecole fondamentali per i processi biologici e la loro struttura tridimensionale, cioè il modo in cui gli aminoacidi che le compongono sono distribuiti nello spazio, è strettamente legata alle funzioni che svolgono. Conoscere questa struttura è un compito tutt’altro che semplice. Sperimentalmente può essere estremamente oneroso e in alcuni casi impossibile. Da cinquant’anni gli scienziati cercano di sviluppare dei metodi computazionali, che inferiscano la struttura a partire dalla sequenza di aminoacidi che costituiscono la proteina. Ora la soluzione potrebbe essere a portata di mano, e non di pochi ricercatori ma della comunità intera.

In due articoli pubblicati giovedì su Nature e Science, la società londinese DeepMind specializzata in tecniche di deep learning e un gruppo di ricercatori guidato da David Baker, biologo strutturale della University of Washington, hanno descritto due algoritmi basati su reti neurali profonde che prevedono in modo estremamente accurato la struttura delle proteine a partire dalle sequenze di aminoacidi. In alcuni casi la loro precisione è confrontabile con quella delle strutture misurate sperimentalmente tramite la cristallografia a raggi X o la criomicroscopia elettronica. Contestualmente hanno messo a disposizione gratuitamente il codice per il calcolo di queste strutture, anche se con alcune differenze dal punto di vista dell’accessibilità.

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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]

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]

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.

Pappagalli stocastici e il potere delle big tech

[pubblicato su Scienza in rete il 12 marzo 2021]

Si è conclusa mercoledì la ACM Conference on Fairness, Accountability, and Transparency (FAccT), promossa dalla Association for Computing Machinery, durante la quale è stato presentato per la prima volta l’articolo “On the dangers of Stochastic Parrots”. L’articolo è all’origine del licenziamento delle ricercatrici Timnit Gebru prima e Margareth Mitchell poi da parte di Google, dove co-dirigevano il gruppo di etica e intelligenza artificiale.

I “pappagalli stocastici” cui si fa riferimento nel titolo, in inglese “stochastic parrots”, sono i cosiddetti large language models, i modelli statistici del linguaggio che si basano sull’apprendimento da grandi database di testi, presi prevalentemente da internet. Con questa espressione le autrici vogliono sottolineare che questi sistemi non hanno alcuna comprensione del significato delle parole o delle espressioni che generano, perché non sono costruiti per averlo, ma piuttosto individuano degli schemi verbali ricorrenti nei dati e li “ripetono”.

La notizia del licenziamento di Gebru il 3 dicembre ha avuto grande risalto nei media di tutto il mondo. Gebru infatti è una delle esponenti di maggior rilievo nel campo dell’etica dell’intelligenza artificiale, soprattutto riguardo ai diritti di inclusione delle minoranze e dei loro punti di vista nelle grandi società tecnologiche e nei sistemi di intelligenza artificiale che queste sviluppano. Gebru ha ottenuto nel 2017 un dottorato presso lo Stanford Artificial Intelligence Laboratory. La sua tesi è culminata in una pubblicazione sui Proceedings of the National Academy of Sciences in cui viene mostrato come l’analisi automatizzata delle immagini delle auto parcheggiate fuori dalle abitazioni in diversi quartieri delle città americane, raccolte da Google Street View, permetta di fare inferenze sulla loro composizione demografica e orientamento politico. Successivamente ha lavorato nel gruppo Fairness Transparency Accountability and Ethics in AI di Microsoft Research, ha fondato il gruppo Black in AI, che si impegna a favorire l’ingresso di studenti e ricercatori neri nel campo dell’intelligenza artificiale, ha promosso iniziative di formazione nel campo del machine learning nelle scuole superiori e nelle università africane, in particolare in Etiopia, il suo paese di origine, partecipando ad Addis Coder. Nel 2018 Gebru ha collaborato con Joy Buolamwini, allora studente di dottorato all’MIT media lab, al progetto Gender Shades, che ha mostrato come i sistemi di riconoscimento facciale sviluppati dalle maggiori società tecnologiche fatichino molto a identificare i volti di donne nere, mentre non hanno problemi con gli uomini bianchi (il motivo è che gli archivi di immagini su cui vengono allenati contengono più volti di uomini bianchi che di donne nere). Il progetto è stato raccontato nel documentario Coded Bias, uscito negli Stati Uniti nel settembre del 2020.

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Letture per il finesettimana #23

[pubblicato su Scienza in rete il 5 marzo 2021]

Buon venerdì,
questa settimana parliamo del rischio di interpretare le elezioni presidenziali americane come un ballottaggio tra posizioni scientifiche e antiscientifiche, di come le società scientifiche possono contribuire a difendere i diritti delle minoranze, dei motivi che spingono i ricercatori italiani ad andare all’estero, della possibilità di regolare l’utilizzo del riconoscimento facciale da parte della polizia, di quattro nuove particelle scoperte al CERN di Ginevra e diamo gli ultimi aggiornamenti su COVID-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Le elezioni americane non sono state un ballottaggio tra posizioni scientifiche e antiscientifiche
Lo sostengono tre scienziati americani in un editoriale pubblicato sulla rivista Science. Secondo i tre scienziati, dividere i cittadini degli Stati Uniti tra chi crede nella scienza e chi invece la rifiuta è dannoso per l’immagine pubblica della scienza. Nel prendere decisioni riguardo, ad esempio, la gestione della crisi sanitaria dovuta alla pandemia, oltre agli impatti sulla salute devono essere considerati anche quelli economici, sociali, politici e spirituali. Definire come antiscientifiche le posizioni di coloro che rifiutano scelte che non considerino questi valori è sbagliato perché non lascia spazio al dibattito sulle visioni alternative del mondo e, in ultima analisi, erode la fiducia dei cittadini nella scienza stessa [Science]

2 La American Physical Society non terrà più conferenze in città in cui la condotta della polizia nei confronti di neri e minoranze è notoriamente violenta
Dopo l’uccisione del cittadino afroamericano George Floyd da parte della polizia di Minneapolis nel maggio del 2020, alcuni ricercatori si sono chiesti come la comunità scientifica potesse fare la propria parte nel movimento Black Lives Matter. Due fisici della University of Illinois at Urbana-Champaign hanno pubblicato una lettera aperta in cui chiedevano alle società scientifiche di non tenere più conferenze in città in cui la polizia avesse avuto in passato comportamenti violenti nei confronti di gruppi minoritari, per proteggere i partecipanti appartenenti a quei gruppi. La American Physical Society ha raccolto la proposta, ma finora è stata l’unica [Nature]

3 Stipendi più bassi e minore trasparenza nelle assunzioni: ecco perché i ricercatori italiani vanno all’estero
La Commissione Europea ha finanziato il sondaggio MORE3 (Mobility Patterns and Career Paths of EU Researchers), con l’obiettivo di studiare le ragioni che spingono i ricercatori europei a spostarsi durante la loro carriera. Guardando ai risultati per l’Italia emerge un quadro sconfortante. Piuttosto che emigrare per cercare contesti di lavoro più stimolanti, i ricercatori italiani di fatto “scappano”. Tra i motivi che hanno indicato nel sondaggio ci sono prima di tutto gli stipendi: fra gli intervistati il 50% degli italiani che lavorano in Italia dichiarano di non guadagnare abbastanza contro il 15% di coloro che lavorano all’estero. Il secondo dato che emerge è quello della scarsa trasparenza dei processi di reclutamento: solo il 57% dei ricercatori in Italia ritengono che le assunzioni siano basate sul merito, mentre all’estero sono l’80% [Nature Italy]

4 Lo stato del Massachusetts prova a regolare l’uso del riconoscimento facciale da parte della polizia
I rischi derivanti dell’utilizzo delle tecnologie di riconoscimento facciale sono stati messi in luce ormai da numerosi ricercatori. Questi strumenti funzionano molto bene per i maschi bianchi, ma commettono frequentemente errori per tutte le altre categorie. Per questo motivo città come San Francisco, Oakland o Minneapolis ne hanno vietato del tutto l’utilizzo da parte delle forze di polizia. Così facendo però hanno rinunciato ai benefici che ne possono derivare. Il Massachusetts ha provato quindi a formulare una legge che permetta di sfruttarne le potenzialità limitando il rischio di arresti e accuse infondate. La legge, che entrerà in vigore a luglio, impone che gli agenti chiedano autorizzazione a un giudice prima di utilizzare questi sistemi per le indagini e che l’operazione sia eseguita non dalla polizia locale bensì dalla State Police o dall’FBI. Istituisce, inoltre, una commissione incaricata di studiare la tecnologia e le sue evoluzioni e formulare raccomandazioni sul suo utilizzo [The New York Times]

5 Quattro nuove particelle osservate al Large Hadron Collider del CERN a Ginevra
Pochi giorni fa il gruppo LHCb, uno dei rilevatori di particelle posizionato lungo l’anello acceleratore del CERN di Ginevra ha annunciato di aver osservato quattro nuove particelle, appartenenti alla famiglia dei tetraquark. Si tratta di stati legati di due quark e due antiquark, e lo studio del loro modo di produzione, della loro massa e della loro vita media (il tempo che passa tra quando vengono prodotti dallo scontro tra i protoni dell’LHC e quando decadono in particelle più leggere) è fondamentale per capire come funzionino le interazioni forti. Si tratta delle forze che tengono insieme protoni e neutroni all’interno del nucleo degli atomi e, a scale più piccole, i quark all’interno dei protoni o dei neutroni [The Conversation]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  Le varianti sono ampiamente diffuse sul territorio italiano, dice la seconda indagine rapida realizzata dal Ministero della Salute insieme all’Istituto Superiore di Sanità [Istituto Superiore di Sanità]
×  Il Governo ha approvato un nuovo DPCM, il primo firmato da Mario Draghi, che conferma sostanzialmente il meccanismo dei colori per contenere il contagio ma introduce l’obbligo di chiudere le scuole di ogni ordine e grado in zona rossa [Il Post]
×  EMA ha avviato la revisione del vaccino russo Sputnik V [EMA]
×  Uno studio osservazione condotto sui dati della campagna vaccinale britannica ha mostrato che una singola dose di vaccino, sia Oxford/AstraZeneca che Pfizer/BioNTech hanno efficacia elevata nell’evitare ospedalizzazione dovuta a COVID-19 negli over 80 [Public Health England]
×  La Germania ha approvato l’utilizzo del vaccino Oxford/AstraZeneca anche sopra i 65 anni di età [BBC]
×  La Francia ha esteso l’utilizzo del vaccino Oxford/AstraZeneca anche alle persone tra 65 e 75 anni di età con comorbidità [Le Monde]
×  Una possibile strategia per tenere le scuole aperte: il caso del Massachusetts [The Atlantic]
×  Un preprint di Imperial College stima che la variante P.1, quella emersa in Brasile, è tra 1,4 e 2,2 volte più contagiosa di quelle storiche e che eluderebbe, almeno in parte, la risposta immunitaria sviluppata da persone infettate in passato [GitHub]
×  La filogenetica può aiutarci a capire come le varianti guidano la pandemia, ma c’è bisogno di un nuovo approccio alla raccolta, condivisione e analisi dei dati di sequenziamento [Nature]

Letture per il finesettimana #19

[pubblicato originariamente su Scienza in rete il 5 febbraio 2021]

Buon venerdì,
questa settimana parliamo dello Stato francese condannato per non aver agito contro il cambiamento climatico, delle discriminazioni ai danni dei ricercatori disabili, delle distorsioni nei sistemi di machine learning che analizzano le immagini, dei vent’anni dal primo sequenziamento del genoma umano, dei fattori che determinano l’aspettativa di vita negli Stati Uniti e diamo gli ultimi aggiornamenti su COVID-19. Buona lettura (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Lo Stato francese condannato per non aver preso provvedimenti incisivi contro il cambiamento climatico
Mercoledì il tribunale amministrativo di Parigi ha emesso la sentenza nella causa intentata da un gruppo di organizzazioni non governative ambientaliste verso lo Stato francese. Secondo l’avvocato di una delle ONG la sentenza è rivoluzionaria. Afferma infatti che l’inazione è un atto illegale perché causa un danno ecologico. La Francia sembra in effetti non essere sulla strada giusta per rispettare l’obiettivo dichiarato di voler raggiungere il livello zero di emissioni nette di gas a effetto serra entro il 2050. Tra il 2018 e il 2019, la diminuzione nelle emissioni è stata dello 0,9%, mentre il ritmo a partire dal 2025 dovrebbe essere tra l’1,5% e il 3,2% [Le Monde]

2 I ricercatori disabili sono discriminati
Uno studio pubblicato su PLOS One ha messo in luce che nel 2018 tra i progetti candidati a ricevere un finanziamento da parte degli NIH statunitensi, solo l’1,2% dei coordinatori era disabile, una percentuale addirittura più bassa di quella registrata nel 2008 (l’1,8%). È importante osservare che gli scienziati che valutano i progetti non conoscono le condizioni di disabilità dei coordinatori. Si realizza così la cosiddetta discriminazione indiretta: trattando tutti in modo uguale non vengono offerte a tutti le stesse possibilità. In Australia qualcosa sta cambiando, dopo che Justin Yerbury, biologo esperto di motor neuron disease, patologia di cui è anche affetto, ha fatto ricorso presso l’agenzia nazionale che finanzia la ricerca medica (NHMRC) perché la sua disabilità venisse considerata nel valutare il numero di progetti per cui era riuscito a ottenere un finanziamento. Questo elemento aveva determinato l’esclusione della sua proposta di progetto. La direttrice dell’NHMRC ha deciso che d’ora in poi i revisori avranno accesso alle informazioni riguardanti le disabilità dei proponenti [Nature Index]

3 Un sistema di machine learning che completa automaticamente le immagini ha completato con un bikini una foto del volto di Alexandria Ocasio-Cortez
Recentemente si è discusso del fatto che gli algoritmi di generazione del linguaggio, come il celebre GPT-3 sviluppato dalla società OpenAI di San Francisco, che vengono allenati sui testi presenti in rete, incorporano le idee razziste e sessiste che sono presenti sul web. Un gruppo di ricercatori statunitensi ha mostrato che lo stesso vale per i sistemi di completamento delle immagini. Quando uno di questi algoritmi riceve in input la foto di un uomo ritagliata dal collo in giù nel 43% dei casi la completerà con un abito con giacca e cravatta. Lo stesso algoritmo, ricevendo in pasto la foto ritagliata di una donna, il 53% delle volte la completerà con un top o un bikini scollato. È quello che è successo con il volto della deputata democratica Alexandria Ocasio-Cortez. Questo bias può avere conseguenze per tutte le applicazioni di visione artificiale, inclusi gli algoritmi per la selezione del personale basati sui video, quelli usati per il riconoscimento facciale e la sorveglianza. [MIT Technology Review]

4 Venti anni fa veniva sequenziato per la prima volta il genoma umano
La rivista Science celebra questo anniversario chiedendo a un gruppo di esperti di fare il punto sull’eredità di quel risultato. Oggi milioni di persone hanno accesso alle proprie informazioni genetiche personali tramite i servizi diretti al consumatore. Queste informazioni si sono sommate alla grande quantità di dati personali generati giornalmente dall’interazione con i dispositivi tecnologici diventando un prodotto commerciale. Come siamo arrivati fin qui e in che direzione dovremmo (o non dovremmo) andare in futuro? [Science]

5 Le politiche conservatrici potrebbero essere alla base della minore aspettativa di vita negli Stati Uniti
Nel 2013 un rapporto delle National Academies of Sciences Engineering and Medicine denunciava che la popolazione degli Stati Uniti aveva la minore aspettativa di vita tra tutti i paesi ricchi. Non solo: aveva il più alto tasso di omicidi, morti correlate all’uso di droghe, malattie cardiovascolari e diabete, i suoi giovani erano quelli più a rischio di morire in un incidente stradale. Sei anni più tardi, nel 2019, la situazione è addirittura peggiorata: gli Stati Uniti sono al 36esimo posto nella classifica stilata dall’OCSE, dopo Costa Rica e Slovenia. Fattori come l’obesità, la difficoltà di accesso alle cure mediche, le disuguaglianze di salute tra bianchi e neri, concorrono tutti a generare il quadro fotografato da questi rapporti. ma finora non era chiaro quale fosse la causa o la combinazione di cause predominante. Un gruppo di sociologi guidati da Jennifer Karas Montez, della Syracuse University, ha analizzato i dati separatamente per ciascun stato e ha osservato la seguente associazione statistica: stati con politiche liberali hanno maggiore aspettativa di vita, mentre quelli con politiche più conservatrici hanno minore aspettativa di vita [Undark]

6 Aggiornamenti COVID-19
×  A Corzano, un comune della provincia di Brescia di 1400 abitanti, ci sono stati 140 contagi nell’ultima settimana. Molti provengono dalla scuola materna ed elementare. Finora tutti i campioni sequenziati corrispondono alla variante B.1.1.7 [Corriere della Sera]
×  L’agenzia europea del farmaco ha approvato il vaccino AstraZeneca senza limiti di età [British Medical Journal]
×  In diversi Paesi il vaccino è stata consigliato solo per le persone con meno di 65 anni [BBC]
×  La Svizzera invece non lo ha approvato, chiedendo un supplemento di analisi [RSI]
×  In un preprint pubblicato sull’archivio SSRN, un gruppo di ricercatori di Oxford mostra che il vaccino AstraZeneca potrebbe rallentare anche la capacità di trasmissione dell’infezione e non solo l’insorgenza di infezioni sintomatiche. Inoltre indicherebbe che un maggiore tempo di attesa tra prima dose e richiamo ne aumenterebbe l’efficacia [The Guardian]
×  Test in vitro mostrerebbero una riduzione dell’efficacia del vaccino Pfizer/BioNTech contro la variante B117 che ha acquisito anche la mutazione E484K, tipica della variante B.1.51 [University of Cambridge]
×  Le persone che hanno già avuto l’infezione potrebbero necessitare solo della prima dose di vaccino a mRNA [British Medical Journal]
×  Nel Regno Unito è stato avviato uno studio clinico che studierà l’efficacia di un protocollo che prevede la somministrazione combinata dei vaccini Pfizer/BioNTech e AstraZeneca [Reuters]
×  Pubblicati su The Lancet i risultati di efficacia del vaccino Sputnik V prodotto dalla società russa Gamaleya [The Lancet]
×  L’Aifa ha dato il via libera agli anticorpi monoclonali in Italia [La Repubblica]
×  Il punto sulla ricerca di farmaci per la cura della COVID-19 e sui motivi che la hanno rallentata finora [The New York Times]
×  Si consolidano le prove scientifiche che mostrano che le donne incinte trasmettono gli anticorpi contro COVID-19 al feto attraverso la placenta [The New York Times]

Letture per il finesettimana #13

[pubblicato originariamente su Scienza in rete l’11 dicembre 2020]

Buon venerdì,
questa settimana parliamo di reti neurali che hanno bisogno di dormire per non allucinare, di open access in biologia, della capsula giapponese rientrata sulla Terra portando dei frammenti dell’asteroide Ryugu, dei nuovi ERC Consolidator Grant e degli aggiornamenti sui vaccini contro COVID-19.
Buona lettura e al prossimo venerdì (per segnalare questa newsletter agli amici ecco il link per l’iscrizione)

1 Anche le reti neurali hanno bisogno di dormire
Un gruppo di ricercatori del Los Alamos National Laboratory hanno osservato che esponendo la loro rete neurale artificiale a un segnale con caratteristiche simili alle onde lunghe che attraversano il nostro cervello durante il sonno profondo l’instabilità del loro sistema è scomparsa. Le reti neurali artificiali studiate da questi scienziati cercano di riprodurre il più fedelmente possibile il funzionamento dei neuroni biologici durante diversi tipi di processi di apprendimento. Nell’esperimento in questione la rete si allenava, in maniera non supervisionata, sul riconoscimento delle immagini. Dopo un certo tempo di attività la rete cominciava a sviluppare una sorta di allucinazioni, che sono scomparse non appena è stato imposto uno stato che riproduce quello del sonno profondo [Scientific American]

2 Il modello open access prende piede in campo biologico
La rivista open access eLife, lanciata nel 2012, richiederà di archiviare come preprint gli articoli che gli vengono sottoposti per la pubblicazione. Non solo: renderà pubblici i commenti dei revisori, anche nel caso in cui gli articoli non vengano accettati. Dietro questa decisione c’è Michael Eisen, editore-in-chief della rivista dal 2019. Secondo Eisen il modello dell’editoria scientifica è ancora basato sulla carta stampata e non si adatta più alle dinamiche introdotte da internet. La novità che propone per eLife, nella sua opinione, non fa che prendere atto di un cambiamento che è già avvenuto. Infatti, durante l’estate si sono resi conto che il 68% degli articoli che stavano revisionando per eLife era già stato pubblicato nei vari archivi aperti. Per ora Eisen afferma che questo non cambierà il modello di business della rivista, che può contare su importanti fonti di finanziamento come l’Howard Hughes Medical Institute, e che richiede 2500 dollari agli autori per ogni articolo pubblicato [Science]

3 La missione del Giappone sull’asteroide Ryugu termina con una caccia nell’entroterra australiano
Una capsula della navicella spaziale giapponese Hayabusa2 è rientrata nell’atmosfera terrestre sabato, dopo un viaggio durato sei anni per esplorare e raccogliere campioni da un asteroide chiamato Ryugu. L’atterraggio è avvenuto 450 chilometri a nord della città di Adelaide in Australia, in una zona desertica. Ma i ricercatori hanno dovuto faticare per individuare il punto esatto in cui l’oggetto, largo 40 cm, è atterrato all’interno di una zona migliaia di metri quadrati. Lunedì un aereo ha lasciato l’Australia per trasportare in Giappone i campioni raccolti dalla capsula, dove verranno studiati a fondo e in un secondo momento condivisi con altri ricercatori di tutto il mondo. Studiare l’acqua intrappolata nei minerali di Ryugu potrebbe aiutare a capire se l’acqua negli oceani della Terra proviene dagli asteroidi e se questi abbiano avuto un ruolo nel trasporto di materia organica sul nostro pianeta [The New York Times]

4 Più artefatti che organismi viventi
Il peso degli oggetti fabbricati dagli esseri umani eccederà entro la fine dell’anno quello degli organismi viventi. È questa la conclusione a cui sono giunti i ricercatori del Weizmann Institute of Sciences a Rehovot, in Israele, che dà una misura dell’impatto che la nostra specie ha avuto sul pianeta che abitiamo. Gli scienziati hanno misurato la massa di tutti gli oggetti costruiti dall’umanità a partire dal 1900, come bottiglie di plastica, mattoni e cemento utilizzati per la costruzione degli edifici e delle strade, e hanno osservato che questa quantità è raddoppiata ogni 20 anni circa. Contemporaneamente la biomassa è diminuita a causa della deforestazione e della conseguente scomparsa di molte specie animali. L’azione congiunta di queste due dinamiche porterà per la prima volta al sorpasso degli artefatti sugli organismi viventi alla fine del 2020, secondo le stime del gruppo israeliano. I numeri nella loro conclusione sono chiaramente soggetti a un certo livello di incertezza, ma la sostanza non cambia: siamo entrati in una nuova era, quella dell’Antropocene, in cui la presenza degli umani sulla Terra sarà visibile per milioni di anni nel futuro [BBC News]

5 ERC Consolidator Grant: i ricercatori italiani continuano a fuggire all’estero
Sono stati pubblicati i progetti vincitori di un ERC Consolidator Grant, uno dei prestigiosi strumenti di finanziamento assegnato dallo European Research Council ai ricercatori con almeno sette anni di esperienza di ricerca dopo il dottorato. Dei 327 vincitori, ben 47 sono italiani, posizionando il nostro paese al primo posto nelle statistiche sulle 39 nazionalità partecipanti. Di questi 47 progetti però, solo 17 saranno svolti in Italia, mentre gli altri 30 verranno portati avanti in istituzioni straniere. Al primo posto nella classifica delle nazionalità dei centri ospitanti ci sono, a pari merito, Germania e Regno Unito, con ben 50 progetti, segue la Francia con 34 e i Paesi Bassi con 29. Continua dunque la tendenza che si è verificata negli ultimi anni: la ricerca italiana di eccellenza, per essere finanziata, deve spostarsi all’estero [Wired.it]

6 Aggiornamenti COVID-19
× Il comitato di esperti esterno dell’FDA ha formalmente raccomandato che l’agenzia del farmaco USA approvi il vaccino anti-COVID-19 di Pfizer/BioNTech. È probabile che questo avverrà nei prossimi giorni [The New York Times]
× Pubblicati sul New England Journal of Medicine i dati di sicurezza ed efficacia del vaccino Pfizer/BioNTech [NEJM]
× Martedì è cominciata la campagna di vaccinazione in UK. La prima persona a ricevere il vaccino contro COVID-19 è stata una donna di 91 anni [The Guardian]
× Il tracciamento all’indietro potrebbe essere una strada promettente? [BBC]

DeepMind calcola la struttura delle proteine con accuratezza sorprendente

[pubblicato originariamente su Scienza in rete il 4 dicembre 2020]

‘Questo cambierà tutto’. ‘L’intelligenza artificiale trionfa nel calcolo della struttura delle proteine’. ‘DeepMind ha risolto una sfida della biologia lunga 50 anni’. ‘La soluzione di un mistero della biologia’. ‘Uno dei più grandi misteri della biologia sostanzialmente risolto da un’intelligenza artificiale’. Con questi titoli i maggiori quotidiani del mondo hanno riportato la notizia che un sistema di intelligenza artificiale, sviluppato dalla società londinese DeepMind, è stata in grado di determinare la struttura tridimensionale di un centinaio di proteine con un’accuratezza mai raggiunta prima e paragonabile a quella delle tecniche sperimentali che finora hanno svelato la maggior parte delle strutture proteiche che conosciamo.

La notizia è arrivata dagli organizzatori della competizione CASP (Critical Assessment of techniques for protein Structure Prediction), che si tiene ogni due anni e che quest’anno è giunta alla sua quattordicesima edizione. Dal 1994 CASP organizza una sfida tra decine di gruppi di ricerca nel campo della biologia computazionale chiedendogli di prevedere la struttura tridimensionale di un campione di proteine e complessi proteici a partire dalla sequenza di amminoacidi che li costituiscono. Quest’anno AlphaFold2, questo il nome dell’intelligenza artificiale sviluppata da DeepMind, ha vinto di misura su tutti gli altri partecipanti.

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