Nel suo rapporto sull’intelligenza artificiale, consegnato nel marzo 2018 (vedi Tangente 181, 2018), Cédric Villani considera la salute un settore strategico. Non è il futuro, è il presente: nascono iniziative sempre più numerose che impiegano modelli statistici e intelligenza artificiale.
Le sperimentazioni in silico ----------------------
La sicurezza e l’efficacia di un farmaco vengono oggi dimostrate su modelli in vitro in provetta, su modelli in vivo negli animali e soprattutto attraverso sperimentazioni cliniche sull’uomo. La modellizzazione e la simulazione in silico si presentano come una nuova fonte di valutazione (vedi Mathématiques et Médecine, Bibliothèque Tangente 58, 2016). L’espressione «in silico» deriva dalla parola «silicio», componente fondamentale dei computer, e indica quindi studi puramente informatici.
Come funziona? Si crea un modello ricorrendo all’intelligenza artificiale, combinando modelli matematici dei meccanismi biologici di pazienti reali e simulazioni al computer di pazienti virtuali, così da integrare tutte le informazioni disponibili su tali meccanismi. In pratica (se così si può dire), si «costruiscono» «pazienti virtuali», programmando tutti i fenomeni biologici noti grazie agli studi precedenti, in modo più o meno elaborato — da dieci a diverse centinaia di equazioni (mediante equazioni differenziali e modelli di regressione avanzati). Si «crea artificialmente» la malattia che ci interessa modificando i parametri, sempre sulla base di ciò che si conosce della patologia; allo stesso modo si simula l’effetto del trattamento, a partire dalle prime osservazioni negli animali o nell’uomo e dalle conoscenze disponibili (meccanismi cellulari, reazioni biologiche…). Si può allora confrontare il risultato nel paziente virtuale trattato con quello dello stesso paziente virtuale che non assume il trattamento, e verificare se il farmaco è efficace.
L’intero modello, cioè l’insieme delle equazioni, deve essere validato sui primi dati clinici: il modello statistico deve fornire gli stessi risultati delle osservazioni. Questa fase di validazione è essenziale. L’idea delle sperimentazioni in silico è dunque accelerare la valutazione dei nuovi farmaci.