Una prospettiva computazionale per lo studio del dolore

Intervista a Guillermo A. Cecchi, Direttore del gruppo di ricerca in Psichiatria Computazionale e Neuroimaging del T.J. Watson Research Center dell’IBM di New York

A cura di Giovanni Perini

   

Nella splendida cornice di Villa Blanc, sede della Università Luiss “Guido Carli”, il 7 Giugno 2018 si è aperto il 41° Congresso AISD. Relatore della Lettura Magistrale di apertura, dal titolo “Una prospettiva computazionale per la neuropsichiatria: recenti sviluppi nella modellizzazione computazionale in terapia del dolore, in psichiatria e in neurologia” è stato Guillermo A. Cecchi, direttore del gruppo di ricerca in Psichiatria Computazionale e Neuroimaging del T.J. Watson Research Center dell’IBM di New York. In un’Aula Magna gremita di pubblico, Guillermo Cecchi ha presentato ai Soci, al Presidente, al Consiglio Direttivo e alle Autorità civili, militari e religiose la più recente ricerca informatica applicata alle neuroscienze. Lo abbiamo intervistato.

 

Dottor Cecchi, lei ha un cognome di derivazione chiaramente toscana, possiamo parlare in italiano?

Io sono nato in Argentina, parlo italiano come Maradona! Mio nonno era di La Spezia, mia nonna di Reggio Emilia, ma mio padre è nato in Argentina. Ho imparato l’italiano a sufficienza per capirlo, ma non abbastanza per parlarlo. Quindi mi dispiace, ma dobbiamo continuare in inglese.

Ci può raccontare il suo percorso formativo?

Mi sono laureato in Fisica all’Università de La Plata, in Argentina, nel 1991, ho ottenuto il PhD in Fisica e Biologia alla Rockefeller University e la Postdoctoral Fellowship in Neuroimaging alla Cornell University. Dal 2001 lavoro nel Centro di Ricerca dell’IBM, nell’ambito dell’applicazione delle tecniche computazionali alle neuroscienze.

Perché un approccio computazionale alle neuroscienze, quali sono i vantaggi?

Il Sistema Nervoso Centrale è complesso, ma la sua complessità non deve essere considerata un problema, bensì un vantaggio. Il complicato network funzionale tra cervello e comportamento umano può essere sfruttato per validare scoperte basate su ipotesi e guidate dai dati, per mezzo di tecniche di analisi multi-variata e con l’utilizzo della modellizzazione predittiva.

Ci può fare alcuni esempi di applicazione di queste metodiche?

Per esempio, in ambito neurologico, siamo stati in grado di migliorare la stratificazione prognostica dei pazienti con malattia di Huntington. Associando dati genetici e grandi database di immagini neuroradiologiche, i modelli predittivi hanno permesso di distinguere gruppi di pazienti con diverse velocità di neurodegenerazione con accuratezza superiore a quanto era possibile in precedenza con l’utilizzo dei soli dati clinici.

E in campo psichiatrico?

Nel 2015 abbiamo pubblicato su Nature Schizophrenia uno studio che ha dimostrato come sia possibile individuare con anni di anticipo, tra i soggetti a rischio, quelli che in seguito riceveranno una diagnosi di psicosi franca, e questo basandosi sull’analisi semantica e sintattica del linguaggio parlato. Queste analisi, effettuate con tecniche di machine learning, hanno mostrato performance predittive migliori delle interviste cliniche strutturate.

Veniamo al tema del dolore, cosa ci può dire sull’uso di tecniche computazionali applicato alla nostra disciplina?

Collaboro da diversi anni con il gruppo di ricerca del Dott. Vania Apkarian, uno dei massimi esperti mondiali di ricerca di base e clinica sul dolore, della Northwestern University di Chicago. È stato appena accettato su Nature Communications il nostro lavoro sui determinanti neuroradiologici e psicometrici della risposta al placebo nei pazienti con mal di schiena. Nel 2012, in un setting sperimentale, abbiamo invece dimostrato che è possibile creare un modello matematico in grado di predire l’ammontare del dolore percepito da un soggetto sottoposto ad uno stimolo termico. Utilizzando una combinazione di tecniche multi-variate e di modelli basati su principi computazionali, è stato possibile “leggere nella mente” del singolo soggetto, anticipando con precisione la sua risposta allo stimolo doloroso. Il dolore si è rivelato un sintomo codificato in maniera molto diffusa nel cervello. A differenza di altre modalità percettive (ad esempio l’udito), più localizzate e localizzabili nel Sistema Nervoso Centrale con tecniche di neuroimaging funzionale, la percezione del dolore sembra essere rappresentata da network neurali molto più distribuiti. La dimostrazione di ciò non sarebbe stata possibile senza le tecniche computazionali.

Tutto ciò è molto affascinante. A quando un utilizzo clinico di queste tecniche, nel mondo reale?

La ricerca sta procedendo molto velocemente. Con Vania Apkarian stiamo già lavorando in setting clinici e non solo su soggetti sperimentali. Inoltre abbiamo in progetto di utilizzare tecniche di analisi del linguaggio anche in un Centro di Terapia del Dolore. Noi ci mettiamo la tecnologia e il know-how, ma è chiaro che dipendiamo dalle Università e dagli Ospedali per l’ottenimento di dati di qualità.

Per concludere, Dottor Cecchi, noi medici dobbiamo preoccuparci? Da quanto dice, sembra di capire che già oggi l’Intelligenza Artificiale mostra performances superiori a quelle umane. Tra qualche anno non ci sarà più bisogno di noi...

No, direi proprio di no. Queste tecniche non sostituiscono e non sostituiranno mai il lavoro dei clinici. Esse vanno considerate come degli strumenti, raffinati certo, ma pur sempre degli strumenti. Un cardiologo può avere il fonendoscopio più sensibile e tecnologico del mondo, ma sarebbe un’assurdità pensare che un paziente si possa affidare a un fonendoscopio per risolvere il suo problema di angina.

Come si è trovato a Roma in questi giorni?

Devo ringraziare l’AISD per l’organizzazione del Congresso. Abbiamo cenato in posti a dir poco spettacolari. Roma è una città magnifica. Devo un particolare ringraziamento al Prof. Polati, che la sera del primo giorno di Congresso mi ha guidato in una lunga passeggiata notturna attorno al Vaticano, e al Prof. Varrassi, che sabato mi ha accompagnato personalmente in una visita guidata attraverso i luoghi più suggestivi di Roma. E’ stato bellissimo.

 9 giugno 2018