E’ considerato fra i più poliedrici matematici del mondo, ora lo scienziato italiano Alfio Quarteroni, che ha già applicato la scienza dei numeri anche all’aerospazio e ai terremoti, rientra in Italia per realizzare il primo progetto al mondo di studio integrato del cuore, una delle ‘macchine’ più sofisticate e complesse del corpo umano. “E’ la primissima volta al mondo che studieremo in maniera integrata il cuore” scandisce Quarteroni raggiunto dall’Adnkronos all’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna dove è docente e dove ha appena appreso di aver vinto un Erc Advanced Grant di circa 2,5 milioni di euro per realizzare il progetto iHearth. Lo scienziato italiano realizzerà il visionario progetto al Politecnico di Milano, garantendo con i suoi fondi, pari a 50 anni-uomo, lavoro per i ricercatori italiani. “Attraverso equazioni complesse, basandoci sull’analisi di Big Data e sul supercalcolo, – spiega – puntiamo a realizzare un modello personalizzato dello studio del cuore di un paziente“. Questa indagine, indica Quarteroni, “può descrivere lo stato del paziente e l’evoluzione delle sue malattie“. “E’ un’indagine -continua- non invasiva, basata su modelli matematici e grandi calcolatori, poco costosa ma soprattutto questo metodo permette di realizzare scenari di evoluzione di certe patologie difficilmente ottenibili con gli strumenti della medicina tradizionale“. “Questi modelli -chiarisce – hanno una capacità predittiva e non sono invasivi“, inoltre, “dal punto di vista sociale permettono anche di studiare come migliorare gli interventi chirurgici per la cura di malformazioni alla nascita, cioè congenite, di patologie cardiache“. Solo in Europa le malattie cardiache e cardiocircolatorie sono responsabili di oltre il 45% delle morti naturali, i costi indotti per il sistema socio-sanitario europeo sono stimabili a oltre 190 miliardi di euro all’anno, “eppure – rimarca il matematico – i medici ritengono che circa l’80% di queste patologie si possa prevenire. Con il nostro progetto daremo contributi nuovi, pensiamo fondamentali, anche per la chirurgia” assicura. Quarteroni descrive la via di come nel progetto iHearth si incontra la medicina con la matematica. “Il medico vede i sintomi, acquisisce dati attraverso la risonanza magnetica o la tomografia assiale computeruzzata, poi, sulla base della propria esperienza e conoscenza, traccia la diagnosi e decide la terapia clinica o chirurgica. La matematica – spiega – acquisisce di dati, fa un ‘modello’ del paziente che descrive i processi fisiologici e patologici con equazioni complesse. Ed è risolvendo queste equazioni che si può descrivere lo stato del paziente e l’evoluzione delle sue malattie“. L’obiettivo del progetto iHearth è quindi costruire un modello matematico che integri tutti i processi della funzione cardiaca: la propagazione del campo elettrico, l’attivazione cellulare, la contrazione e il rilassamento del miocardio durante le fasi sistolica e diastolica, la dinamica di apertura e chiusura delle quattro valvole cardiache, la fluidodinamica nel sangue nei ventricoli e negli atrii. Il sogno di Quarteroni è realizzare un simulatore matematico accurato – un microscopio virtuale – che consenta a cardiologi e cardiochirurghi di disporre di uno strumento di indagine potente e non invasivo. Il progetto iHearth apre nuovi orizzonti in matematica e nella medicina traslazionale e istituisce un’azione coordinata e sistematica fra Università e Clinica creando una nuova figura professionale di giovani studiosi all’interfaccia fra matematica, bioingegneria, medicina e data science. “Sono circa 20 anni che si studia il cuore con l’aiuto della matematica, team Usa e giapponesi stanno producendo importanti risultati ma questa – scandisce ancora Quarteroni – è la primissima volta al mondo che procederà con uno studio integrato del cuore“. Quarteroni, attualmente docente presso la prestigiosa Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna, rientrerà a fine 2017 in Italia per realizzare il progetto al Politecnico di Milano. Il matematico è fra i pochissimi scienziati europei ad essersi aggiudicato più di un Erc Grant: oltre a iHearth, Quarteroni è infatti già risultato vincitore nel 2008 di un altro Erc Advanced Grant e, nel 2012 e 2015, di due Erc Proof of Concept Grants. Alfio Quarteroni è riconosciuto come uno dei piu’ poliedrici matematici del mondo, famoso per aver applicato la matematica ai campi piu’ svariati: l’industria aerospaziale, l’inquinamento ambientale, l’impatto di terremoti su strutture civili, la progettazione urbana, la medicina, perfino lo sport da competizione. In particolare, ha partecipato alla realizzazione dell’aereo ad energia solare Solar Impulse e ha diretto il team di ricercatori che hanno realizzato il modello matematico di Alinghi, l’imbarcazione svizzera che ha vinto per due volte consecutive la prestigiosa America’s Cup, la Coppa America di Vela, nel 2003 e 2007.
Ricerca: curare il cuore con la matematica, il primo progetto al mondo di studio integrato
