Mario Frongia

Il mondo va alla velocità del suono. E gli specialisti dell’ateneo di Cagliari si accomodano di diritto nei posti di pregio del bus che coniuga innovazione, salute, intelligenza artificiale. “A quantum-inspired classifier for clonogenic assay evaluations” è la cornice della ricerca firmata da Giuseppe Sergioli, Keng Loon Chow e Roberto Giuntini (Università di Cagliari), Carmelo Militello, Luigi Minafra e Giorgio Russo (Institute of Molecular Bioimaging and Physiology, Cnr - Cefalú, Palermo), Leonardo Rundo (Department of Radiology e Cancer Research, University of Cambridge-Gb) e Filippo Torrisi (Department of Biomedical and Biotechnological Sciences, University of Catania). I professori Sergioli e Giuntini insegnano Logica e filosofia della scienza al Dipartimento di pedagogia, psicologia e filosofia, facoltà di Studi umanistici. Lo studio ha colto le attenzioni dalla comunità scientifica. La pubblicazione su Nature-Scientific Reports (volume 11, article number 2830-2021) è motivo di orgoglio e soddisfazione per gli autori e per le istituzioni. Ma non solo. Ricerche, intuizioni e approfondimenti di questa portata sono pregiate anche per la principale e preziosa popolazione degli atenei: gli studenti e le nuove generazioni. La ricerca è stata finanziata anche da Regione e Fondazione di Sardegna. Un altro tassello che rafforza sforzi, visioni e scelte che coniugano sviluppo socioeconomico, esaltazione delle potenzialità del territorio, rapporti delle istituzioni con l’ateneo del capoluogo.

Lo studio fonda insieme teoria fisica dell'informazione quantistica, machine learning e bioimaging molecolare. “In particolare di tratta di un algoritmo, basato sulla teoria della meccanica quantistica, capace di analizzare il proliferarsi di colonie cellulari potenzialmente molto pericolose per l'organismo umano” dicono i professori Giuntini e Sergioli. L'argomento affronta un tema di rilievo per la trasversalità che coinvolge varie discipline: fisica ("quantum information theory"), statistica e informatica ("machine learning") e biologia ("molecular bioimaging"). “Abbiamo tratto spunto da alcune particolari proprietà fisiche della teoria dell'informazione quantistica per costruire un algoritmo che si è dimostrato particolarmente accurato nell'ambito del “clonogenic assay” (saggio clonogenico, ndr), tecnica che permette di studiare l’efficacia di agenti specifici quali, per esempio, chemioterapici e antiblastici, sulla proliferazione e la sopravvivenza di cellule in vitro”.

La tecnica oggetto delle ricerche è usata frequentemente nelle ricerche oncologiche per determinare l’efficacia di farmaci sulla proliferazione delle cellule tumorali. “L’algoritmo consente un'efficiente individuazione delle colonie cellulari superstiti, ossia di quegli agglomerati di cellule che sopravvivono al trattamento. Ci siamo concentrati in particolare - rimarcano gli studiosi che operano nella facoltà di piazza D'Armi - sull'analisi di un ampio dataset di immagini di cellule di pazienti affetti da vari tipi di tumori, messe a disposizione ed estratte grazie al fondamentale supporto del Cnr. I risultati hanno mostrato una sorprendente accuratezza dell'algoritmo di ispirazione quantistica nel riconoscimento e nell’ individuazione delle colonie cellulari, anche rispetto agli algoritmi più performanti’ attualmente in uso”.

Dalle nozze tra Logica e Fisica teorica all’insegnamento alla collaborazione su argomenti e indagine di confine tra teoria dell'informazione quantistica e machine learning. Roberto Giuntini e Giuseppe Sergioli si dicono certi “di come il tessuto connettivo tra queste due discipline solo apparentemente differenti sia ancora tutto da esplorare, con enormi, e forse ancora imprevedibili, ricadute in vari contesti applicativi, soprattutto nell’ambito dell’Intelligenza artificiale e dei Big data”. Inoltre, hanno all’attivo numerosi e rilevanti lavori nell’ambito delle logiche non classiche, della Fuzzy logic e della computazione quantistica. Il professor Giuntini si occupa anche dell’applicazione di metodi di computazione quantistica al “riconoscimento delle forme” (pattern recognition) e al machine learning. Presidente uscente della Società italiana di logica e filosofia della scienza (Silfs), è stato anche presidente della International quantum structures association (Iqsa), svolge un’intensa attività di insegnamento e ricerca all’estero. Da visiting professor ha tenuto corsi, tra i tanti, alla Ruhr Universität (Bochum), Amsterdam University, Indian Institute of technology (Jodhpur, India), Institute of logic and cognition (Sun Yat-Sen University, Cina), Università di Bucarest, Technische Universität (Berlino) e Università L. Maximilian (Monaco). Il professor Sergioli si è laureato in Fisica Teorica all'Università di Catania, ha conseguito il dottorato di Ricerca a Cagliari, è stato studioso in visita presso all'Università dell'Indiana (Bloomington). Ha pubblicato decine di lavori su riviste di alto impatto nell'ambito della Fisica, del Computer science e della Filosofia della scienza, ha coordinato numerosi progetti di ricerca locali e nazionali, è coordinatore del corso di dottorato in Filosofia, epistemologia, scienze umane all'ateneo del capoluogo regionale sardo.

Il link all'articolo 

https://www.nature.com/articles/s41598-021-82085-8