Seralmente: L’era dei big data nelle Scienze Biologiche

25 04 2016

     Sarà ancora l’Aula Magna del Dipartimento di Agraria e Medicina Veterinaria dell’Università di Torino, in Largo Braccini 2 (già Via Leonardo Da Vinci 44) a Grugliasco, ad ospitare la conferenza conclusiva di Seralmente per quest’anno scolastico/accademico.

     La prossima conferenza riguarda “L’era dei Big Data nelle Scienze Biologiche” e si terrà il 10 maggio prossimo, sempre alle ore 21,00. Ulteriori informazioni  su: Seralmente oppure Grupposeralmente. All’atto della prenotazione gratuita e obbligatoria, gli interessati possono chiedere il rilascio dell’attestato di partecipazione.

     Ma cosa sono i big data? Da sempre la ricerca, in ogni campo scientifico ha avuto la necessità di archiviare, controllare e interpretare enormi quantità di dati ottenuti da osservazioni dirette dei fenomeni studiati o dai risultati degli esperimenti di laboratorio. Ma lo sviluppo dei computer degli ultimi decenni e l’evoluzione delle reti hanno portato un diluvio di dati, soprattutto filmati, da gestire correttamente per ottenere risultati utili per il progresso delle scienze e dell’umanità. Ad esempio i dati degli esperimenti che si effettuano al CERN di Ginevra, nel 2013 sono stati tanti che, opportunamente selezionati, è stato possibile vagliarne, selezionarne e archiviarne solo lo 0,00001%! (Walter Fraccaro, “Un diluvio di dati”, Le Scienze, dicembre 2015). L’altro campo che la fa da padrone come quantità di dati da elaborare, selezionare e immagazzinare è l’astronomia. I telescopi del deserto andino di Atacama in Cile (Alma Telescope) stanno scaricando quantità di dati impressionanti. Molti di più sono i dati del Telescopio SKA (Square Kilometre Array), una rete di telescopi situati in Sudafrica e Australia: oggi 2 terabyte al secondo, per il 2020 sono previsti 22 miliardi di TB all’anno. Impossibili da analizzare tutti senza opportuni software-filtro e computer di nuova generazione.

     Ma anche in biologia ormai i dati che si sviluppano ogni anno sono impressionanti. Basti pensare a quelli del “vecchio” Progetto Genoma Umano, oppure a quelli del Progetto ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) iniziato nel 2012, o anche ai due ambiziosi progetti sul cervello: lo statunitense BRAIN Initiative e l’europeo Human Brain Project che sta vivendo un periodo di crisi e ristrutturazione per cattiva gestione e forse anche per errori proprio nello sviluppo e nell’analisi dei big data.

     La conferenza del prossimo 10 maggio ci aiuterà nell’orientamento in questo mondo di dati che il nostro cervello e i nostri strumenti non sono in grado di analizzare in modo proficuo.

     Abstract dell’intervento del Prof. Provero: “Negli ultimi due decenni le scienze biologiche hanno subito una trasformazione radicale grazie a nuove tecniche sperimentali che consentono di produrre grandi quantità di dati. L’esempio più noto è la determinazione, nel 2001 della sequenza completa del genoma umano. Mentre la biologia e la genetica “classiche” studiavano, di solito, un seme alla volta, indagandone la sua struttura e funzione con esperimenti condotti in laboratori di piccole dimensioni, ora possiamo affiancare a questo tipo di ricerca un modello nuovo, in cui l’oggetto di studio è l’intero genoma e i dati sono prodotti e analizzati da grandi collaborazioni internazionali. Sulla scia del genoma sono stati definiti e studiati molti altri oggetti che hanno in comune la desinenza -oma e che rappresentano varie entità biologiche analizzate nella loro globalità: dal trascrittoma (l’insieme completo dell’RNA espresso dalla cellula) al proteoma (l’insieme delle proteine) fino a oggetti più esotici come l’interattoma e il fenoma.”

     Abstract della relazione del Dr. Pagnani: “Lo sviluppo delle tecniche di sequenziamento genomico occorso negli ultimi anni ha prodotto un’autentica esplosione nella quantità di sequenze biologiche contenute nelle basi dati pubbliche. In questa presentazione mi concentrerò su uno specifico tipo di sequenze biologiche particolarmente importanti per la comprensione dei sistemi viventi: il cosiddetto proteoma. Quali laboratori di ricerca hanno contribuito a produrre questi dati, come sono utilizzati, quali prospettive una così dettagliata conoscenza dei sistemi biologici apra nel prossimo futuro, sono alcune delle domande alle quali cercheremo di dare risposta.”

Per saperne di più sui big data: https://it.wikipedia.org/wiki/Big_data ; I big data della biologia a Milano-Bicocca; Big data domati dalla topologia quantistica.

Interviste: Big data e reti neurali 1 e 2 .

Crediti immagine Big_data: http://www.mathisintheair.org/ .




La ricerca ha bisogno di tutti e tutti hanno bisogno della ricerca

12 04 2016

     Ho già segnalato l’appello per la ricerca che in Italia, purtroppo, diventa sempre più debole, langue. Vedi: Appello per la difesa della ricerca.

     Stefano Parisi, il promotore dell’Appello, ha segnalato che “Il mitico Altan nella sua generosità ci ha regalato un disegno dicendo testualmente “sperando che possa essere utile alla causa”. Prendete esempio da Altan! Fate anche voi qualcosa di utile per la causa: trovate almeno un’altra firma per la petizione!!! Il disegno originale sta su https://www.facebook.com/groups/475598132648344/ oppure anche a https://www.dropbox.com/s/q4qqjcd17sx8bu7/altanRicerca.jpg?dl=0

     Chi ha a cuore la ricerca scientifica e sanitaria con i suoi risultati economici e sociali che salvano la vita a migliaia di persone all’anno o ne migliorano la vita, è invitato a firmare l’Appello sottoscritto da oltre 71.000 sostenitori. Siamo tutti grati ad Altan per la sua sensibilità e il suo contributo che sarà certamente “utile per la causa”.

     Per firmare la petizione diretta al Parlamento Europeo e al Governo Italiano e aumentare così la forza dell’Appello: https://www.change.org/p/salviamo-la-ricerca-italiana . Grazie.




Scoperto un nuovo stato della materia: il liquido di spin

6 04 2016

     Solido, liquido e gassoso? Non solo, si dovranno aggiornare tutti i testi di fisica e chimica. Ormai sembra accertato un quarto stato della materia: liquido di spin quantistico. Insieme alla scoperta è venuto definitivamente meno anche un altro totem della Scienza: l’idea di elettrone come particella indivisibile.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Materials, è stata realizzata da un gruppo di ricerca internazionale coordinato dagli Oak Ridge National Laboratory (Tennessee) degli Stati Uniti. In questo stato fisico sembra che la materia sia caratterizzata dalla rottura degli elettroni in frammenti ed abbia una nuova struttura magnetica. L’esistenza degli “elettroni frammentati” era stata dimostrata da un gruppo di ricerca dell’Università di Cambridge. Questo nuovo stato della materia aprirebbe scenari applicativi ancora da definire che, tra l’altro, potrebbero portare alla realizzazione di computer quantistici, macchine con velocità e prestazioni enormemente più elevate dei computer attuali. Ma non è possibile fare una stima del tempo necessario per arrivarci.

Questo nuovo stato venne previsto oltre quarant’anni fa, nel 1973, dal fisico premio Nobel Philip Warren Anderson e, come nel caso del Bosone di Higgs o recentemente per le onde gravitazionali, è stato realmente e sperimentalmente osservato solo da poco. Lo stato liquido di spin in particolare è stato osservato nel cloruro di rutenio (RuCl3) per certi aspetti simile alla struttura del grafene, in uno strato sottilissimo di materiale praticamente a sole due dimensioni! Anche se raffreddato ad una temperatura prossima allo zero assoluto (zero Kelvin o -273,15 °C), i ricercatori hanno verificato che le sue componenti, una specie di “bastoncini magnetici” non si dispongono in modo ordinato ma mantengono una struttura caotica. Il caos dei gas sembra poca cosa rispetto a quello che regnerebbe nel liquido di spin.

La caratteristica che più colpisce di questo liquido di spin è proprio il frazionamento dei singoli elettroni, che alcuni fanno corrispondere ai fermioni di Majorana. Ad oltre un secolo dalla scoperta degli elettroni (vedi l’esperienza di Crookes del 1860, quella di Goldstein del 1876, quella di J.J. Thomson, che nel 1896 ne stimò in modo preciso massa e carica elettrica) bisognerà rivedere anche il concetto di unità di carica negativa?

Per approfondire: https://it.wikipedia.org/wiki/Elettrone ;

Liquido di spin quantistico: Corriere della Sera; Media INAF;

Immagine: rappresentazione grafica del nuovo stato proposta da Genevieve Martin, degli Oak Ridge National Laboratory.




Seralmente: Limiti fisici ed Economici alla crescita

1 04 2016

     Aumentano ancora i consensi e i riconoscimenti per le conferenze scientifiche di Seralmente. Le manifestazioni sono patrocinate da decine di prestigiosi Enti territoriali (Regione Piemonte, Città Metropolitana di Torino, Città di Grugliasco, …), Università (Torino, Università e Politecnico, Milano, Bari, Pavia, … ) e Associazioni e Enti scientifici (ENEA, Agenzia Spaziale Italiana, Agenzia Spaziale Europea, Città delle Scienza di Napoli, ITT di Genova, Torino Scienza, La Stampa, …).

     Di pari passo sono aumentate la partecipazione dei cittadini e la connotazione scientifica, etica e culturale degli eventi programmati. Per rispondere meglio alle esigenze del maggior numero di partecipanti, è cambiata la sede: non più l’Aula Magna dell’ITIS Majorana ma quella del Dipartimento di Agraria e Medicina Veterinaria dell’Università di Torino, con una capienza di 500 posti in Largo Braccini 2 (già Via Leonardo Da Vinci 44) a Grugliasco.

     La prossima conferenza riguarda i “Limiti Fisici ed Economici alla Crescita”, con l’intervento del Dott. Diego Fusaro dell’Università Vita Salute San Raffaele di Milano e del Prof. Luca Mercalli, divulgatore di RAI 3. Come negli altri casi, l’attività di moderatore è svolta dal Dott. Michele Caponigro. La successiva conferenza si terrà il 10 maggio, sempre alle ore 21,00 e riguarderà “L’era dei Big Data nelle Scienze Biologiche”.

     Ulteriori informazioni su: http://grupposeralmente.blogspot.it/ ; http://www.seralmente.com/index.html . Ai tanti ringraziamenti, si aggiunge anche il mio per tutto il gruppo di lavoro “Seralmente” e la sua importante opera di divulgazione scientifica ed educativa. Anche per questo, le conferenze di Seralmente rappresentano un fondamentale riferimento per gli studenti che, all’atto della prenotazione gratuita, possono richiedere il rilascio dell’attestato di partecipazione.

Abstract dell’intervento del Dott. Fusaro: “Viviamo nel primo sistema della storia umano che santifica la crescita infinita come sommo valore. E’ questa l’essenza dell’odierno fanatismo economico, con tutte le patologie che lo contraddistinguono: dal classismo alla distruzione dell’ecosistema, dalla reificazione alla mercificazione integrale dell’essente. La filosofia ha oggi l’arduo compito di denunciare la logica illogica di questo sistema e proporre forme di ristabilimento del giusto limite.” Abstract della relazione del Prof. Mercalli: “Le risorse naturali sono limitate e la capacità della biosfera di metabolizzare gli inquinanti non sono infinite. Il cambiamento climatico è l’indice più evidente del superamento della capacità di carico del pianeta, ma vi sono altri limiti fisici planetari che sono già stati superati o sono in via di superamento. Per questo una qualche forma di decrescita ci sarà imposta dalle leggi fisiche, a cui conviene adattarsi con intelligenza e creatività invece di subirne le conseguenze.”