Intelligenza artificiale: dall’occhio una porta d’ingresso per il cervello

Intelligenza Artificiale, un nuovo approccio per la scoperta e il trattamento delle patologie neuronali attraverso una specifica porta d’ingresso: l’occhio

Chissà cosa avrebbe avuto modo di pensare il neuroscienziato spagnolo Pio del Rio Hortega, scopritore dei macrofagi encefalici poco più di un secolo fa, se qualcuno gli avesse detto che quelle stesse cellule del sistema immunitario che egli aveva individuato nel suo laboratorio di istologia a Madrid con una tecnica all’epoca originale, quella di impregnazione al carbonato d’argento, un giorno si sarebbero potute vedere grazie all’Intelligenza Artificiale.

La finestra del cervello

La rivista scientifica PNAS ha recentemente pubblicato un’importante scoperta che, se supportata da altre ricerche, avvalorerà il ruolo della Intelligenza Artificiale nella medicina del futuro. Infatti, attraverso quella che è da molti addetti del settore definita “la finestra del cervello”, ovverosia la retina, e applicando la tecnologia della Intelligenza Artificiale in tale sede nell’individuare i macrofagi, si potrà comprendere meglio la risposta immunitaria dell’organismo umano non solo verso malattie oculari come il glaucoma, ma anche verso malattie neurologiche con manifestazioni oculari. Tra queste, si pensi al morbo di Alzheimer, al morbo di Parkinson e alla sclerosi multipla.

A partire dal sistema immunitario

Brevemente, il sistema immunitario di ogni essere umano dispone di varie barriere di difesa, aventi il compito di impedire ai diversi patogeni di nuocere. La prima linea di difesa viene definita “innata”, perché la prima a svilupparsi per proteggere il feto. Tra i “soldati” di essa, compaiono i macrofagi che, nella retina dell’occhio e nel sistema nervoso, prendono il nome di “microglia”.
Il loro compito, oltre quello di divorare (in gergo, “fagocitare”) il patogeno bersaglio, è anche quello di rilasciare sostanze (le “citochine”) che possono attivare l’infiammazione e fungere da primi soccorritori del danno neurale.

Un equilibrio delicato

L’Intelligenza Artificiale ha messo confermato l’esistenza di un importante e delicato equilibrio tra ruolo neuroprotettivo e neurotossico all’interno del quale queste cellule operano. Se questo equilibrio viene meno per le più disparate cause, ecco che si sviluppa, o quanto meno aumento il rischio di sviluppare, la patologia neuronale.

Cosa si è scoperto

L’Intelligenza Artificiale ha quindi avvalorato quanto già si conosceva su queste cellule dalla microscopia elettronica: la morfologia delle microglia cambia a seconda dello stato di attivazione.
Più nel dettaglio, con l’Intelligenza Artificiale si è potuto direttamente osservare che a livello retinico, il singolo macrofago muta la propria forma. Quando questi veste il ruolo di sentinella e di neuroprotettore, assume un aspetto ramificato, con protrusioni che si dipartono dal corpo centrale e che sondano l’ambiente circostante alla ricerca del patogeno e, se nulla viene individuato, rilascia sostanze antinfiammatorie.

Al contrario, se l’ambiente in cui opera non è “tranquillo”, bensì in uno stato di allerta causato da un danno oculare o da un batterio, un virus, un protozoo o un fungo, ecco che la sua morfologia cambia da neuroprotettore a neurotossico: i processi che si diramavano dal corpo, ora vengono retratti, quasi come se delle ancore venissero issate sul ponte di un vascello, per consentire al piccolo soldato di migrare rapidamente al sito di sussulto e quindi agire sia rilasciando sostanze favorenti l’infiammazione, sia, se in grado, di fagocitare il bersaglio.

Una nuova strada per la medicina di precisione

Con la descrizione della morfologia delle microglia, l’Intelligenza Artificiale ha individuato anche la diversa disposizione, a livello retinico, che esse assumono secondariamente alla presenza o meno di una determinata patologia. Ciò ha grande importanza poiché consentirà al medico di seguire passo dopo passo, nel tempo, lo sviluppo della malattia in uno specifico paziente. Si aprirà quindi la strada alla cosiddetta “medicina di precisione”. Quest’ultima per ciascun paziente, adotta un particolare e specifico protocollo terapeutico, esattamente su misura.

Per fare un esempio pratico, l’Intelligenza Artificiale ha consentito di osservare, nei pazienti con glaucoma, le mappe di distribuzione delle microglia a livello della macula della retina. Esse erano altamente condensate nell’area danneggiata, contrariamente a quanto si poteva osservare nell’occhio sano, dove la distribuzione è omogenea. Seguendo questi pazienti nel tempo, si è osservato che al picco di densità delle microglia corrispondeva l’evento acuto di malattia. Con la cronicizzazione del glaucoma, invece, queste cellule tendevano a diminuire.

Gli organi bersaglio

Quindi con l’uso della Intelligenza Artificiale, il medico potrà immediatamente individuare il rischio di sviluppare una determinata patologia. Infatti, potrà osservare la variazione in densità di queste cellule a livello degli organi bersaglio.  Inoltre seguirà l’andamento nel tempo della patologia e la risposta dell’organismo alla terapia somministrata.

Un nuovo corso

Le microglia saranno quindi potenziali bersagli per il trattamento di malattie retiniche e neurologiche. Inibendo infatti la loro attività grazie a specifici farmaci che bloccano la loro capacità di migrare verso il sito di danno o di infiammazione, un recente studio su topi ha dimostrato come anche la neurotossicità venga inibita o comunque rallentata. Sarà della Intelligenza Artificiale il compito di confermare per l’ennesima volta questo presupposto scientifico anche nell’essere umano.

In conclusione, appare evidente come l’Intelligenza Artificiale  sia una delle future frontiere della medicina. Si tratta di un aiuto per il medico, un’occasione di sviluppo delle tecnologie informatiche e ingegneristiche e l’evidenza dell’intelletto umano, capace di aver generato una tecnologia di così alto ingegno. E siamo, per l’appunto, solo all’inizio di quest’altro capitolo della storia umana.

Agostino Fernicola

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *