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Il ricercatore italiano che utilizza l’AI per predire le malattie

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Ventotto anni, originario di Genova ma residente a New York, Eugenio Zuccarelli è un giovane innovation data scientist, ma soprattutto uno dei tanti cervelli in fuga che hanno lasciato il nostro Paese in cerca di migliori opportunità di carriera e di lavoro.

Vincitore di una borsa di studio Fulbright, formato in alcune delle più prestigiose università del mondo (l’Imperial College di Londra, Harvard e il Mit di Boston), oggi Zuccarelli guida gli sforzi di innovazione per diverse aziende della lista Fortune 500 in vari settori, tra cui healthcare (CVS Health), automotive (Bmw) e finanza (Morningstar). Zuccarelli è stato premiato per i suoi sforzi nel miglioramento della salute delle persone e per lo sviluppo, grazie all’intelligenza artificiale, di un algoritmo in grado di predire con largo anticipo l’insorgenza di malattie croniche come il diabete e l’ipertensione.

Mi piacerebbe un giorno tornare in Italia e ridare indietro all’Italia e alla sua comunità scientifica tutto quello che mi ha dato”, dichiara a Fortune Italia. “Il motivo per cui sono andato all’estero è che esistono delle condizioni molto favorevoli. Soprattutto per industrie come quelle del tech. In università come il Mit o l’Imperial College – continua – è più facile trovare ambienti più meritocratici e dove viene incentivato lo sviluppo di nuove tecnologie. Ora che ho appreso queste skill, l’idea sarebbe quella di tornare nel mio Paese per contribuire a farlo diventare leader in quell’ambito”. Un ‘cervello in fuga’ che potrebbe rientrare, quindi.

Dati condivisi per una salute migliore

Nel corso del tempo Zuccarelli si è specializzato nell’applicazione dell’intelligenza artificiale nell’health. “L’importanza dei dati nel mondo della salute è enorme” spiega. “Se prendiamo in considerazione tutte le varie industrie, la salute è una di quelle rimaste più indietro. Per questo credo possa rivelarsi ‘distruptive’ per le startup. Il problema di oggi è che i sistemi sono ancora molto antiquati: la maggior parte degli ospedali usa ancora il fax e tiene i dati per sé. Se invece i dati fossero condivisi fra ospedali e Paesi diversi, il settore sarebbe ancora più innovativo e performante. Il problema è che ogni ospedale custodisce i propri dati e non vuole condividerli per motivi di privacy. Ma se creassimo un sistema di sharing dei dati, potremo appunto utilizzare tutte queste informazioni per migliorare la salute delle persone. È quello che cerco di fare personalmente – aggiunge – lavorando in una realtà  molto grande come CVS Health. È più facile perché abbiamo accesso a un enorme quantità di dati, ma si tratta di un caso più unico che raro. In Italia attuare questo paradigma è più difficile”. Il nodo, ben noto, è quello dell’interoperabilità dei dati: nel nostro Paese le strutture del sistema sanitario nazionale parlano, troppo spesso, linguaggi diversi.

I dati non sono solo utili ma permettono anche di salvare vite. Domenica primo maggio c’è stato un attacco hacker al sistema informatico degli ospedali Fatebenefratelli e Sacco che ha causato la limitazione degli accessi al pronto soccorso e ai punti prelievi delle strutture. Medici e infermieri sono stati costretti a registrare a mano i pazienti. Gli effetti più drammatici di questi attacchi sono però i decessi. Secondo uno studio statunitense, nel 2018, ogni ritardo di 2,7 secondi dovuto ad attacchi informatici, ha comportato migliaia di morti in più. Per questo avere sistemi di cybersicurezza all’avanguardia permette non solo di avere strutture più sicure, ma anche di preservare vite.

“Condividere i dati non è solo necessario, ma fondamentale” afferma Zuccarelli. “Io, ad esempio, ho effettuato dei test genetici perché nella mia famiglia ci sono stati dei casi di cancro. Questi dati genetici sono ora di proprietà della compagnia tramite cui ho fatto questi test e gli ospedali americani e italiani ne hanno una parte. Oggi, purtroppo è molto difficile per un dottore avere un quadro clinico completo di un paziente”.

Tra tutela della privacy e ricerca medica

Sulla questione privacy, oggi molte associazioni ci stanno mettendo in guardia sui rischi a cui siamo esposti quotidianamente quando condividiamo i nostri dati con piattaforme private, prime fra tutte le big tech. Scandali come quello di Cambridge Analytica o dei Facebook Files mostrano tutta la vulnerabilità a cui sono esposti i nostri dati e l’uso che viene fatto di essi, spesso a fini egoistici o economici. La salute è una priorità. Ma d’altro canto lo è anche la tutela della privacy. Come si fa dunque a conciliare le due esigenze?

“Attualmente esistono delle soluzioni di machine learning e di intelligenza artificiale che vanno a favorire la privacy invece che il lavoro dei data scientist e i tecnici” spiega Zuccarelli. “Per esempio ci sono degli algoritmi che utilizzano il concetto di trasferimento di modelli per cui, anziché aggregare insieme tutti i dati in un database comune e dare l’accesso esclusivo ai data scientist, viene utilizzata una nuova tecnologia che prende un modello di riferimento ed effettua il training in ogni diversa location. Ciò che viene condiviso in ognuno di questi step sono solamente i parametri che il modello impara, mentre i dati rimangono in loco”.

L’AI per combattere la disabilità motoria

La tesi del suo master in Ingegneria biomedica e neurotecnologie all’Imperial College di Londra riguardava lo sviluppo di un software in grado di controllare le protesi del braccio direttamente col pensiero. “Nell’ambito delle protesi la tecnologia si divide di solito in due situazioni agli antipodi: la più comune perché più economica, estremamente semplice e limitata, funziona con il movimento del corpo del paziente, e quella più costosa e avanzata, quasi sempre di natura robotica, che è estremamente complessa e costosa. Il mio obiettivo – sottolinea – era creare una via di mezzo, una soluzione molto più semplice e allo stesso tempo più performante, controllata dalla persona stessa con il pensiero. Funziona così: abbiamo realizzato dei sensori che leggono i segnali elettrici che passano tra i muscoli dei pazienti e li abbiamo posizionati sulla parte amputata dell’arto. Abbiamo utilizzato l’AI per mappare ogni movimento in base ai segnali. Sulla base di questa mappa abbiamo poi creato un modello che impara le mosse del paziente ogni volta che riceve uno specifico segnale elettrico. Si tratta di un enorme cambiamento tecnologico e nella qualità di vita delle persone”.

Una foto da Cybathlon, le Olimpiadi di bionica a cui ha partecipato Eugenio Zuccarelli

Un algoritmo per predire l’insorgenza di malattie croniche

Adesso Zuccarelli lavora negli Stati Uniti dove ha sviluppato, grazie all’intelligenza artificiale, uno speciale algoritmo capace di scovare in anticipo l’insorgenza di malattie croniche come il diabete e l’ipertensione.

“Questo sistema permette di intervenire molto presto su queste persone – spiega il data scientist – fornendogli degli insight utili a impedire l’insorgere di una situazione negativa o a rallentare un processo in corso. Così facendo, riusciamo a predire l’insorgenza delle malattie e a fornire alle persone un livello di rischio sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo. A ciascun paziente riusciamo a dire quali sono le cause del peggioramento del diabete, ad esempio. Si tratta di informazioni e terapie personalizzate, calibrati sulle esigenze e sulle specificità di ciascuna persona. Tramite il machine learning riusciamo quindi a fare sì qualcosa di innovativo, ma soprattutto possiamo avere un impatto positivo sulla vita delle persone”.

Il ruolo dei dati nella lotta contro la Covid-19

Negli ultimi due anni la Covid-19 ha sicuramente avuto un impatto importante sulla nostra salute e sulle nostre vite. Zuccarelli ha lavorato nella task force che utilizzava l’analisi dei dati per combattere il virus, produrre raccomandazioni politiche per la Casa Bianca e trovare soluzioni generali per fronteggiare la pandemia.

“Questo è stato sicuramente uno dei lavori di cui vado più orgoglioso. Abbiamo fondato un’associazione, la Covid-19 Policy Alliance con il board della facoltà di ingegneria e di management del Mit. Quello che abbiamo fatto è stato utilizzare i vari dati che riuscivamo a trovare online per predire quali sarebbero state le zone più ad alto rischio, l’insorgenza dei casi negli Usa e, sulla base di quei dati, segnalare delle raccomandazioni ai governi (per esempio abbiamo collaborato molto con il governatore dello Stato del Massachusetts) su dove mandare le mascherine, i rinforzi militari, cercando di focalizzare l’attenzione là dove ci sarebbero stati più casi di ospedalizzazione. È stata un’esperienza formativa decisiva per capire come i dati possano avere un impatto positivo sulla vita delle persone”.

Durante l’emergenza è emerso, però, anche un fenomeno inquietante: “È stato interessante vedere quante persone si siano prodigate nella battaglia contro Covid-19 in giro per gli Stati Uniti: c’è stato un sovraccarico di ricerche e di studi che, secondo me, hanno avuto, paradossalmente un effetto negativo sulla situazione. Se hai troppe persone che lavorano allo stesso obiettivo – specifica – e non ci sono quelle linee guida che permettono di confermare che l’analisi è stata controllata ed è attendibile, succederà che chiunque può scrivere un blogpost o un paper sul tema. In molti casi queste idee o studi avevano dei bias nei dati o non erano stati completamente rigorose, portando a degli impatti negativi sulla crisi in corso”.

L’Italia è stato il primo Paese occidentale a essere investito dalla pandemia di Covid-19 ed è diventata un modello e un esempio per tutti quei Paesi che hanno dovuto affrontare successivamente l’emergenza.

“In Italia la pandemia è stata una tragedia enorme” dice Zuccarelli. “Mi è dispiaciuto molto non poter raggiungere il mio Paese per poter dare una mano. La situazione italiana è stata critica non per problemi legati all’efficienza del sistema sanitario nazionale, che ritengo fra i migliori al mondo, ma per una questione di tempistiche: è stato il secondo Paese dopo la Cina a essere colpito. Secondo me un aspetto su cui l’Italia avrebbe potuto fare di più era proprio l’utilizzo dei dati per cercare di gestire e inviare rinforzi, prendere decisioni. Allo stesso tempo, però, è stato un problema legato alla mancanza stessa di dati forniti dagli ospedali. Negli Stati Uniti è stato più facile avere accesso ai dati: ci sono più ricercatori ed è stato più facile creare un sistema di data sharing”.

La blockchain salverà l’ambito della salute?

La blockchain e l’intelligenza artificiale possono modificare radicalmente, e in meglio, il settore sanitario, secondo Zuccarelli. “Penso che tecnologie come l’AI, la blockchain e il webfree possono permettere di rivoluzionare l’ambito della salute. Proprio la blockchain, secondo me, rappresenterà la soluzione al problema della frammentazione dei dati nell’health: hai la possibilità di creare un’unica blockchain (come Bitcoin o Ethereum) che è disponibile a tutte le persone del mondonon è posseduta da un governo o da una compagnia e non può esser privatizzata. In questo modo le persone possono avere accesso esclusivo ai dati e in modo privato. Quello di cui mi sto occupando adesso – conclude – è cercare di capire se è possibile creare una startup che utilizzi sistemi come la blokchain per rivoluzionare l’ambito della salute, partendo proprio dalle possibilità offerte dai dati, come si è potuto evincere dal ruolo primario che hanno avuto durante la pandemia nella battaglia contro Covid-19”.

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