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La Matematica applicata alle Bioscienze

L'emergere di modelli bio-chimico-fisico complessi che descrivono il comportamento della cellula o dell’insieme delle cellule durante il sorgere di una certa patologia, uniti all'esistenza di grandi insiemi di dati che richiedono analisi  quantitative richiede un approccio matematico differente da quello che è stato adottato, ad esempio, nel settore delle tecnologie o delle scienze fisiche

Negli ultimi anni c’è stato un progresso senza precedenti nelle Bioscienze. Forse l'evento più visibile è stato il completamento del Progetto sul Genoma Umano.

Il primo passo verso una comprensione della genetica molecolare degli organismi umani. La successiva scoperta di geni non codificanti e una maggiore comprensione della genomica/proteomica hanno rivoluzionato la biologia. Allo stesso tempo sono stati fatti dei passi notevoli nella lotta contro il cancro e le malattie degenerative del cervello, come l'Alzheimer, il Morbo di Parkinson e la SLA.

La società, soprattutto quella più ricca, pretende che la ricerca di base sia rapidamente tradotta in una più lunga e migliore qualità della vita attraverso una più profonda comprensione dei meccanismi della malattia e un miglior trattamento medico. Di conseguenza, nelle agende delle nazioni più attente al benessere umano, molti argomenti che riguardano le bioscienze hanno ricevuto una alta priorità.

I sorprendenti progressi della scienza e della tecnologia, tra cui la medicina per immagini, la bioingegneria su scala nanometrica hanno di contro prodotto una quantità di dati che richiedono un approccio differente da quello tradizionale.

L'emergere di modelli bio-chimico-fisico complessi che descrivono il comportamento della cellula o dell’insieme delle cellule durante il sorgere di una certa patologia, uniti all'esistenza di grandi insiemi di dati che richiedono analisi  quantitative richiede un approccio matematico differente da quello che è stato adottato, ad esempio, nel settore delle tecnologie o delle scienze fisiche.

Per riuscire a sfruttare questa opportunità i matematici dovranno sviluppare un linguaggio matematico che sia comprensivo della biologia sottostante al fenomeno che stanno studiando.

L’analisi quantitativa dei problemi fondamentali delle Bioscienze richiederà senza dubbio nuove idee e nuove tecniche che permettano di capire meglio, ad esempio,  i processi di formazione di configurazioni genetiche che possono essere descritte dalle equazioni di reazione-diffusione e dai processi di analisi combinatoria che si presentano nell'allineamento di una determinata sequenza.

La richiesta a livello mondiale è pressante e massiva. Di contro la comunità dei matematici che si occupano di matematica applicata alle Bioscienze è piccola e limitata ad alcuni paesi. In Europa ancora una volta i paesi più attenti all’utilizzo della matematica applicata alle Bioscienze sono quelli scandinavi. Non mancano iniziative italiane come il Center for Biomedical Computing di Verona o il DISMA  del Politecnico di Torino con le Applicazioni alla Scienze della Vita, il Sant’Anna di Pisa  e  il System Biology Group Lab della Sapienza di Roma. Ci sono anche degli spin-off Universitari come il VMTKLab o aziende che hanno aperto delle “branch” interne come PJC o MOXOFF. 

Purtroppo manca un programma nazionale di sviluppo, ma non è il solo settore che soffre della mancata programmazione degli indirizzi della Ricerca, in generale tutta la ricerca Pubblica. Il Programma Nazionale della Ricerca 2015/2020 che deve essere aggiornato ogni anno, non è stato ancora presentato. Pare che sia approvato  a breve dal Cipe (forse il 24 Luglio). Sarebbe opportuno guardare con grande attenzione a questo settore delle Matematica applicata alle Bioscienze perché nel prossimo futuro il miglioramento della vita passerà sicuramente attraverso la nostra capacità di controllare quantitativamente e non solo qualitativamente i processi che stanno alla base dell’insorgenza delle malattie più invalidanti e che, in una popolazione che tenderà ad invecchiare,  modificheranno la qualità della vita della popolazione. Sta alla nostra società prepararsi per un drastico cambiamento anche promuovendo, sostenendo e indirizzando l’innovazione e la ricerca.

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