TEORIA, CALCOLO, SCIVOLONI E COMUNICAZIONE DELLA SCIENZA

Il calcolo, o meglio i computer, sono diventati rilevanti nella chimica teorica fin da subito. Da tipo 30 anni chimica teorica e chimica computazionale sono quasi sinonimi e fin da subito la calcolabilità dei modelli ha avuto un peso, diventato sempre più determinante col passare del tempo.
Il tutto è decisamente lontano dal mio campo. Mi ricordo un professore di chimica organica sentenziare "I teorici non sono chimici! In un laboratorio non sanno dove metter le mani".
Ho avuto conoscenze tra i teorici: una vita per le funzioni d'onda, o giù di lì, la loro.
In ogni caso il loro lavoro può diventare molto rilevante per la disciplina. E' stato il caso di Walter Kohn, nobel per la chimica nel 1998, uno dei padri della Teoria della Densità Funzionale (DFT). Il concetto base, a parole, è che trattare un sistema poliatomico elettrone per elettrone diventa quasi impossibile col crescere del numero degli atomi coinvolti. Kohn e altri hanno tagliato la testa al toro, con il loro modello, che parte da un'equazione di Schroedinger modificata. L'energia del sistema diventa funzione di una funzione (funzionale), la densità di elettroni nello spazio a posizione dei nuclei fissata.
In particolare la DFT viene usata per determinare lo stato a più bassa energia di un sistema.
Questo approccio è diventato negli anni sempre più popolare e negli anni sono state messe a punto varie griglie usate per integrare i funzionali sullo spazio attorno ai nuclei.
Ora viene fuori una cosa non da poco: alcune delle grigle più popolari danno soluzioni non invarianti rispetto alla rotazione di una molecola. Notare bene: non della rotazione di un gruppo attorno ad un legame, ma proprio rotazione della molecola intera tal quale nello spazio. Sarebbe a dire che con queste griglie l'energia varia con la rotazione. E questo, ovviamente, non va bene (di nuovo, non parliamo di velocità di rotazione, ma di posizione degli atomi nello spazio a distanze tra i loro nuclei invariate).
"Being able to look under the hood of such systems in essential", commenta Derek Lowe. Lo è. Se questo articolo https://chemrxiv.org/articles/Popular_Integration_Grids_Can_Result_in_Large_Errors_in_DFT-Computed_Free_Energies/8864204/1 non fosse venuto fuori i chimici non addentro alla materia (la maggioranza) non avrebbero avuto motivo per non prendere per buoni i risultati di calcoli fatti in questo modo.
Traslate questa cosa a temi tecnici del dibattito pubblico: la maggioranza degli interessati non ha la capacità di "guardare cosa c'è sotto" (in molti casi in realtà non la possiedono neanche molti degli esperti chiamati ad esprimersi).E questo è il vero problema, a cui Public Understandement of Science e Public Engagement of Science and Technology avrebbero dovuto dare una risposta se pure parziale. Ma nel momento in cui un tema tecnico o scientifico diventa oggetto di scontro politico e/o ideologico il problema diventa irrisolvibile, perché il punto non è più "guardare cosa c'è sotto", ma sostenere tesi e in qualsiasi modo, possibile o impossibile che sia. E a questa logica si sottraggono in pochi.

NE VALEVA LA PENA?

 

Mi verrebbe da dire qualcosa sull'aver occhio per le derivate, ma è meglio lasciar perdere...

Andiamo a vedere l'incremento annuo di copertura pediatrica con due dosi di antimorbillosa, Δx/Δt, a partire dal minimo del 2015.

Il quadro che ne risulta è questo (dati ISS correnti). Magari il dato 2018 sarà soggetto a revisioni ulteriori, ma al momento è da tenere per buono.

Cosa se ne può ricavare? Che la direzione giusta era stata presa nel 2016, prima del DL Lorenzin. Attribuirla a due leggi regionali è abbastanza ridicolo. Assegniamo tutto l'incremento 2017 al DL, approvato a luglio dello stesso anno, anche se sarebbe più giusto attribuirgliene soltanto una parte, visto che il decreto è stato approvato a luglio e non a gennaio.

Su questa breve distanza (troppo breve) viene da dire che l'effetto dell'obbligo vaccinale sia stato un incremento che è durato un anno, per poi svanire.

In 3 anni al più tardi, senza obbligo, a parità di condizioni (dibattito e informazione sul tema, direi) si sarebbero probabilmente ottenuti gli stessi risultati.

Oggi tutti parlano di suscettibili giovani e adulti, ma ricordo che nel 2017 stampa ed esperti collegarono l'outbreak di morbillo al calo delle coperture pediatriche configurandolo come una grave emergenza - una balla.

Una balla che è servita ad alimentare uno scontro politico che veniva raffigurato tra maggioranza di governo pro-scienza e opposizioni populiste e antivacciniste, il tutto un anno prima delle elezioni politiche del 2018.

E' stato alimentato un conflitto con il risultato finale, certificato da eurobarometro, di ottenere un allargamento dell'area dell'esitazione vaccinale (https://www.epicentro.iss.it/vaccini/attegiamento-vaccinazioni-eurobarometro-2019), e riducendo a questo unico tema il dibattito sulle politiche sanitarie mentre SSN cade a pezzi.

Per tacere di tutta la storia della caccia all'untore, delle pesanti forzature amministrative e giudiziarie, delle frequenti deformazioni nella modalità dell'offerta vaccinale: tutte conseguenze dell'ideologizzazione dell'obbligo vaccinale.

Ovviamente gli stakeholder dell'obbligo dipingono tutto ciò come un successone, ma non è un caso che su Nature si inviti alla cautela, con l'obbligo vaccinale (https://www.nature.com/articles/d41586-019-02232-0). Da noi non è stata usata alcuna cautela. Nessuna. No, direi che proprio non ne valeva la pena, anzi, si doveva evitare.

DON'T TAKE ME SERIOUS, I'M JUST DELIRIOUS

Non entro in tutto il minestrone biologico (mi suona completamente storto ma perlopiù non è il mio campo specifico), bensì nel metodo: lo studio è teorico, poi verificheremo ... uguale uguale a "questo è uno screening, poi ci saranno le analisi di conferma". Le analisi di conferma non ci sono mai state. La verifica in vivo non ci sarà mai. Abbocchino quelli che vogliono abboccare, che se lo fanno l'esca l'hanno ingoiata da mo', ormai.... Cos'è delirante? Parlare di calcolo predittivo della cross-reattività in vivo e voler esser presi sul serio. Delirante.

Parlando del collaboratore, "Vinu Arumugham does research in Vaccine safety, Immunology, Cancer and Bioinformatics. His current project is 'Vaccine Safety Analysis'. Vaccines and Biologics injury table based on mechanistic evidence". Scusate tanto, ma un baccalaureato in ingegneria (cioè una laurea breve, praticamente un meccanico, citando Starbuck) che si presenta come ricercatore indipendente e produce "studi" in campo biomedico dovrei prenderlo sul serio? (già si deve mettere spesso una tara mica da ridere alle pubblicazioni di chi il mestiere lo farebbe davvero),

Ancora con la storia di dar da mangiare dati a un pacchetto statistico e aggiustarsi per ottenere il risultato desiderato? Sul serio? https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2018/09/levategli-di-mano-il-software-statistico.html

Tra l'altro solo un'analisi "stupida" può prendere in considerazione sequenze comuni di aminoacidi tra una proteina e l'altra. In primo luogo, sequenze comuni non vuol dire ASSOLUTAMENTE a priori stessa disposizione nello spazio, per una proteina, e le interazioni proteina-proteina (alla base delle reazioni allergiche) avvengono tra sequenze esposte sulla "superficie" della proteina ed in una specifica conformazione. Per questo qualsiasi discorso, per esempio, su sequenze omologhe a quelle dei prioni è pure bullshit: i prioni hanno l'effetto che hanno perché sono misfolded, "piegati male". Dite che dal sequenziamento di una proteina siete capaci di tirar fuori la sua conformazione in vivo? ROFL. E tutti i poveri scemi che provavano a cristallizzarli, i complessi legante-proteina, per farci la diffrazione RX, quando la proteina era già stata sequenziata, che branco di idioti. E che inutile spreco di risorse la microscopia cryo-EM.

(di base quanto a predittività non siamo andati molto lontani da Ramachandran: possiamo predire le conformazioni non ammesse, ma quale di quelle ammesse sarà in opera no, e l'unica è determinarla  sperimentalmente in condizioni quanto più simili a quelle in vivo https://en.wikipedia.org/wiki/Ramachandran_plot#More_recent_updates).

In secondo luogo, le grandi assenti: le modifiche post-traslazionali, cioè in primis la glicosidazione. Abbiamo degli enzimi che, guardando la sequenza degli amminoacidi, sono pressoché identici a quelli di escherichia coli. Ma sono tutto meno che uguali, perché il pattern di glicosidazione tra la proteina umana e quella del batterio è tutto diverso.

ISOMORFISMI, CAOS

"Gli isomorfismi inducono significato

E' una gioia per un matematico scoprire un isomorfismo tra due strutture che conosce. E' spesso un fulmine a ciel sereno, e fonte di meraviglia.

La percezione di un isomorfismo tra due strutture note è un passo avanti significativo nella conoscenza - e affermo che sono tali percezioni di isomorfismo che creano significati nella mente degli uomini.

Una parola finale sulla percezione degli isomorfismi: poiché ne esistono di molti tipi e forme, per così dire, non è sempre del tutto chiaro quando davvero hai trovato un isomorfismo. Così "isomorfismo" è una parola con tutta l'usuale vaghezza delle parole, che è allo stesso tempo un difetto e un vantaggio."

(Douglas R. Hofstadter, "Goedel, Escher, Bach")

Ma cos'è un isomorfismo? Lasciamo la parola ancora ad Hofstadter, sempre dalla stessa opera:"Si parla di isomorfismo quando due strutture complesse si possono applicare l'una sull'altra, cioè far corrispondere l'una all'altra, in modo tale che per ogni parte di una delle strutture ci sia una parte corrispondente nell'altra struttura; in questo contesto diciamo che due parti sono corrispondenti se hanno un ruolo simile nelle rispettive strutture."

Me l'aveva detto Starbuck, a proposito di questo post https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2019/06/chimica-e-morbillo.html : "E' un isomorfismo!".

Già. Avrei potuto scrivere "Il modello SIR è isomorfo alla cinetica di una reazione autocatalitica", ma la cosa avrebbe reso ancora più indigesto un post che per molti è risultato di difficile comprensione, pure se tra i post con trattazione anche matematica a me sembrava uno di quelli più semplici in assoluto.(anzi, banale).

Eppure se ci pensate il fatto che le dinamiche di sistemi caotici tra loro di natura anche molto diversa possano essere isomorfe è abbastanza scontato, perché quel che li accomuna è il più volte citato ciclo di retroazione, o feedback (https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2019/05/feedback-caos.html) ,che ha come conseguenza equazioni della dinamica più o meno simili tra loro. Per questo un ciclo limite del Brussellatore (https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2018/04/ordine-entropia-caos-la-lezione-di-un.html) potrebbe essere confuso con quello dei ritmi circadiani (https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2019/03/jeffrey-c-hall-e-gli-altri-il-nobel-per.html).

PS: In ogni caso tengo a precisare che non parlo quasi mai di matematica. Dal punto di vista di un matematico quelli che molti classificano come "post a contenuto matematico" probabilmente sono rozza matematica applicata. E comunque le basi teoriche della chimica (collettivamente definibili come "chimica fisica") sono costruite col linguaggio della matematica, ma questo non le rende matematica: resta chimica.

CINETICHE DI ORDINE APPARENTE (MODELLI E DINTORNI)

Due cose su modelli deterministici, dinamiche etc che forse risulteranno indigeste ai più, ma che credo siano estremamente opportune.
Forse qualcuno si ricorderà della faccenda dei modelli hard e soft (https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2018/04/duro-o-morbido-dove-non-si-parla-di.html). Detta facile col modello soft otteniamo la risposta che osserviamo come funzione delle variabili del fenomeno, e la otteniamo come somma di contributi dovuti a dette variabili e ai loro prodotti.
Questo ci dà informazioni non solo quantitative, ma anche qualitative. Se il coefficiente di un contributo è molto piccolo, vuol dire che quella variabile o combinazione di variabili è ininfluente sul risultato.
Questo può portarci in un territorio intermedio tra il modello deterministico e quello "statistico".
Pensiamo ad una reazione eterogenea, in cui un solido reagisce a contatto con un liquido. Gli strumenti classici della cinetica chimica, pensati per reazioni omogenee, sembrano insufficienti per affrontare il problema, perché i processi coinvolti sono diversi. Postuliamo che la reazione avvenga in soluzione. Quindi avremo un processo di dissoluzione del reagente solido, governato da temperatura/solubilità ed area superficiale. E poi avremo la reazione in soluzione.
Spesso la velocità totale è determinata dal processo più lento (e dovrebbe risultare ovvio).
Schematizziamo:

A(s)→ A(sol)  (A passa in soluzione)
A(sol) → B     (A reagisce per dare B)

Se il passaggio in soluzione di A è molto più veloce della reazione vera e propria, il secondo passaggio diventa il rate-determining step e la velocità di reazione potrà essere scritta come

-d[A]/dt= k[A]

Ovverosia i dati sperimentali fitteranno con una cinetica di primo ordine anche se la reazione, in realtà, non ha una cinetica del primo ordine perché in teoria l'espressione di -d[A]/dt dovrebbe includere un termine k'S(t) dove S è l'area superficiale del solido. Si può dire che la reazione esibisce una cinetica di pseudo primo ordine.

Ora provate a trasferire questa cosa ad altri fenomeni, e specificamente alla dinamica delle malattie infettive. E' vero che i modelli matematici, da SIR in su, semplificano fenomeni complessi. Ma in determinate situazioni di spazio e di tempo fittano bene i dati di un singolo outbreak, come se il modello descrivesse adeguatamente il fenomeno. Cioè è vero che l'infettività (la trasmissività) è funzione dell'età del soggetto, è vero che i contatti non sono omogenei etc etc ma, alla fine, il sistema si comporta come se le premesse del modello fossero valide. Come si spiega? Con l'irrilevanza di alcuni aspetti particolari (per esempio una funzione dell'età o del tempo che in realtà varia molto poco con l'età o il tempo) o con un effetto di mediazione tra contributi diversi, per esempio.

MITOLOGEMI (E EQUAZIONI DIFFERENZIALI)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5530967/

La narrazione sulla pertosse ha negli anni recentissimi assunto connotazioni mitologiche, di quelle fondative (di associazioni).

La pertosse circola perché laggenteignorante non vaccina i figli, e l'esavalente (che contiene il vaccino antipertosse acellulare, aP) non raggiunge il 95% richiesto per l'immunità di gregge.

Parrebbe non fare una grinza, giusto?

Come al solito, parlando della "narrazione" 2015-2018, there's always a catch. E dove è l'inghippo? Che le più recenti rilevazioni in Europa danno per la pertosse un basic reproduction number (il famoso R°) di 5.5 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2889930/). Da cui viene fuori una soglia di immunità di gregge di 82%. 82, non 95. Quindi guardando le coperture per l'esavalente, sempre rimaste sopra il 90%, il problema non si porebbe.

Non si porrebbe ma si pone, invece, perché a differenza del vecchio vaccino a cellule intere (wP) aP è di fatto quasi inefficace nel limitare la circolazione del batterio. Ottima protezione individuale, scarsissimo effetto nel limitare la diffusione.

Quindi, ritornando alla "narrazione" stiamo parlando di un mitologema in piena regola, senza alcun contatto con la realtà delle cose. E a mitologemi non si dovrebbe mandare avanti un dibattito sulle politiche sanitarie. Ma fortunamente qualcuna delle voci che andavano avanti a mitologemi si è ridotta a un volume flebilissimo. Meglio così.

La pertosse aveva un R° più alto, in passato, e viene in mente il Regno Unito. E il problema finì per produrre uno dei più begli interventi in materia di dibattiti sulle vaccinazioni mai pubblicati, che potete ritrovare qua: https://ilchimicoscettico.blogspot.com/2018/04/la-logica-della-vaccinazione-1982-uk.html . Non è l'unica cosa interessante, riguardo alla pertosse, che è molto più complicata del morbillo da molti punti di vista. Per esempio l'infezione non provoca un'immunità perenne, ma i contatti non sono tutti efficaci nella trasmissione perché i reinfettati hanno una trasmissività più bassa. Da un punto di vista endemico quindi una dinamica molto complessa. Ma anche per un outbreak singolo. Per un outbreak di pertosse il modello più adatto è il SEIR. Rispetto al SIR (Susceptibles, Infectives, Recovered) aggiunge gli Exposed (il gruppo con infezione latente).

Esaminiamo la sua versione più scarnificata, senza mortalità. Ricordo che β velocità di propagazione dell'infezione, γ velocità di guarigione dall'infezione, a cui si aggiunge ɛ , costante cinetica... ops, coefficiente di velocità per il passaggio da infetto con infezione latente a infetto.

Al colpo d'occhio dovreste notare che rispetto a SIR abbiamo aumentato il livello di complessità e non di poco. In SIR dS/dt è funzione di S e dI/dt è funzione di I. Qua aggiungiamo dE/dt funzione di E.

Il tutto finisce per dare in questa classe di modelli spazi delle fasi tridimensionali con il loro fascino visuale.

https://www.researchgate.net/figure/Phase-space-representation-of-the-evolution-of-the-system-toward-a-stable-focus-type_fig21_239061421

10 LUGLIO - By Starbuck

E la mattina del 10 luglio, non proprio un giorno casuale, la apro così, sotto un cielo plumbeo ed afoso di inizio estate, domandandomi ad alta voce da dietro la colazione se abbia senso rimettere mani alla tastiera. "I tuoi 5 min di gloria controversa sui social lì hai avuti: ti han dato della venduta, dell'infiltrata…” è il commento che giunge ad un incrocio di sguardi. Mentre ingollo l’antibiotico insisterò con un “ma secondo te è mai servito a niente?”. Il gesto, dall’altro lato del tavolo, rimarrà sospeso a mezz’aria “bah si, forse a qualcuno avrà fatto riflettere…” ma a giudicare i risultati ad un anno e qualche mese di distanza dalla tornata elettorale nazionale, direi che no, non ho cambiato il mondo. Neanche a questo giro. E siamo di nuovo al 10 luglio. E ieri il presidente del Patto Trasversale per la Scienza (usti, presidente, mica micio micio bau bau https://www.unipi.it/index.php/news/item/15460-il-professor-lopalco-eletto-presidente-del-patto-trasversale-per-la-scienza … ) se ne è uscito con una delle migliori su villaggi africani, ebola e morbillo (perché come ci insegna il portala dell’ECDC attualmente due sono le epidemie mondiali mortali: ebola e morbillo). A dargli manforte, invocando qualche fantomatico intervento dello stato (let me guess, sospensione della responsabilità genitoriale?) contro gli ostinati 20.000 che “non hanno vaccinato” I figli in lombardia, interviene un altro illustre firmatario del PTS. Il PTS: ho provato a leggerlo. Ho provato a girare il foglio. A metterlo sotto sopra. E boh… o quello che faccio io non ricade sotto l’ambito della scienza e chennesò è arte magari…oppure… e a me ovviamente girano . Girano sul PTS. Girano sulle esternazioni di alcuni del PTS. Altri mi chiedo “che ci fanno dentro? Ordini di scuderia, di partito?”. E mi girano né più né meno di quanto mi giravano qualche mese fa mentre ascoltavo la conferenza degli esperti (esperti deche, decosa dequando) e delle analisi_a_fantasia fatte su IVaccini: da mettersi a piangere…oppure… oppure…
Un paio di venerdì sera fa, dietro ad un paio di birre, si parlava di diffeomorfismi ed attrattori matematici. Si scivolava su Granger, casualità e correlazione. Risento la mia voce che parla di “universo degli eventi (t-1)” e passa via. E no, non credo che il presidente del PTS, né il Sensei dei famigerati logaritmi_esponenziali, né la cricca a spade che si è radunata dall’altro lato, a difendere ad oltranza i metodi di analisi “altamente innovativi”, sarebbe riuscita ad inserirsi brillantemente nella discussione che c’era dietro a quelle due birre.
Ed è anche la ragione per cui non ho mai scritto sui social, qualcosa di… scientifico? Sarà che non ho mai fatto divulgazione, sarà che gioco in un campionato diverso. Sarà soprattutto che ancora non ho capito che cosa c’entri la scienza con tutta la storia dell’affaire vaccinale. Cioè… capire l’ho capito… ma com’era? “ Non chiamatela scienza”, per favore.
Per cui in questo 10 luglio mi chiedo perché chi “aveva voci potenti/lingue adatte a batter il tamburo” abbia scelto di difendere a oltranza la “cricca a spade” e quelle analisi_a_fantasia da un lato, mentre chi aveva anche qualche competenza si sia iscritto in prima fila al club del PTS. E la risposta che ho non mi piace. E si, alla fine, le mani alla tastiera le ho rimesse.

NdCS: Se si parla di rischio individuale, la faccenda ebola-morbillo cambia faccia. Pigliamo Butembo, popolazione 150.000. 233 casi ebola tra maggio e giugno. diciamo che mescolandoti ai locali al tempo 0 della rilevazione hai il 15%  di probabilità di essere infettato (in due mesi) e il 50% di restarci secco. Probabilità di evento letale individuale 7,5%. Se camminaste in una valle oscura di suscettibili al morbillo e per assurdo aveste la certezza di contrarlo, avreste una probabilità di morire dello 0.1% (ISS, valore massimo). Passando dall'individuale al globale cambia tutto, ma all'individuo, di base, del globale frega poco o niente.

Visto che con i limiti (analisi matematica) marca male, passiamo a quelli della decenza (comunicativa). Signori, in un modo o nell'altro siete un pezzo oltre i detti limiti. E insistere in un approccio fallimentare e dannoso non potrà fare altro che garantire più danni. Ma del resto a voi la storia "dinamiche simili, fenomeni simili" non è mai entrata in testa. Né mai ci entrerà.