Nel 2017 il matematico Alfio Quarteroni, ghisleriano, professore emerito al Politecnico di Milano e all’EPFL di Losanna, si era aggiudicato un finanziamento da 2.35 milioni di Euro da parte dell’European Research Council per sviluppare il progetto iHeart – An integrated heart model for the simulation of the cardiac function, teso a realizzare un modello matematico integrato del cuore in grado di tradurne il funzionamento in equazioni matematiche. Duplice l’obiettivo: meno esami invasivi per i pazienti grazie alla migliore comprensione della funzione cardiaca e un sicuro aiuto per i medici, coadiuvati nella scelta della migliore strategia operatoria anche in particolari condizioni cliniche. E’ stato un lavoro complesso, per il team diretto e coordinato da Quarteroni, che è durato dal 2017 al 2023 e che, attraverso lo sviluppo del primo modello matematico completo del cuore umano e delle sue patologie, ha gettato le basi per costruire un nuovo rapporto tra matematica, medicina e intelligenza artificiale. I risultati di questo studio, già illustrati da Quarteroni alla conferenza ICIAM 2023 a Tokyo, sono stati recentemente presentati al pubblico del Festival della Scienza di Genova con la lectio magistralis sul tema iHeart, il cuore matematico che rivoluziona la medicina grazie all’intelligenza artificiale che ha inaugurato la manifestazione.
Le malattie cardiovascolari sono le patologie più frequenti nella popolazione occidentale, con costi economico-sociali stimati intorno ai 200 miliardi di euro per anno per l’Europa. Eppure l’80% circa delle patologie del nostro sistema cardiovascolare si potrebbero prevedere. E’ da qui che iniziamo a parlare di matematica – dice il professor Quarteroni -, perché il sogno è usare proprio i “numeri” per aiutare i medici a meglio comprendere il nostro sistema cardiocircolatorio e, quindi, a meglio curare, in tutti i casi in cui sia possibile, le persone affette da patologie cardiovascolari, con terapie e interventi progettati nel modo più efficace possibile. Il sogno, che non siamo troppo lontani da realizzare, di una matematica applicata in senso lato alla medicina richiede una matematica accurata e quantitativa, che si adegua alla esperienza clinica e di imaging radiologiche; serve adattare il metodo di ragionamento matematico tradizionale alle nuove esigenze; serve esplorare una grandissima varietà di dati provenienti dai pazienti e per ognuno realizzare simulazioni estremamente accurate con i supercalcolatori; poi, serve mettere da parte i data base di simulazioni in modo da poterle sfruttare in modo conveniente per rendere sempre più agile la simulazione per ogni individuo successivo. Infatti, la matematica per la medicina è una matematica predittiva, che permette al medico di “vedere”, con una simulazione, come evolverà una malattia in quel paziente. E’ però anche una matematica non invasiva, cioè non ha bisogno di sottomettere il paziente ad altre indagini, perché si svolge nei laboratori scientifici. Ed è una matematica a costo zero, ad eccezione dei costi dei ricercatori.
