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InnerEye, così l'ing. Criminisi misura con esattezza e in tempo reale l'evoluzione di un tumore

A Cambridge, questo siciliano di adozione e formazione, lavora in un laboratorio Microsoft ad un progetto , già in sperimentazione clinica, che aiuta i medici a capire meglio in che misura e in quali tempi si sviluppa la patologia, adeguando le cure necessarie

InnerEye, così l'ing. Criminisi misura con esattezza e in tempo reale l'evoluzione di un tumore

Capire in tempo reale, con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, l’evoluzione di una patologia - principalmente dei tumori, ma non solo - per migliorare l’effetto delle cure senza perdite di tempo che possono avere pessimi effetti sulla salute del paziente. E non si tratta soltanto di un’idea futuribile, ma di una tecnica che già si sta sperimentando in alcuni ospedali a livello mondiale (da poco anche qualcuno in Italia) con risultati molto incoraggianti. “Padre” di questa innovazione è Antonio Criminisi, 46enne «sicilianissimo», come si definisce con orgoglio, pur se nato per caso nel Foggiano, ma da genitori entrambi siciliani che, quando lui aveva solo tre anni, sono tornati nell’Isola.

Antonio Criminisi è così cresciuto a Grotte, nell’Agrigentino; dopo il liceo nella città dei Templi, si è laureato in Ingegneria elettronica all’università di Palermo. Subito dopo, nel 1996, si è trasferito a Oxford dove ha conseguito il dottorato in Visione artificiale. Nel 2000 è entrato in Microsoft, colosso per il quale lavora da diversi anni a Cambridge, ricoprendo oggi il ruolo di principal researcher nel laboratorio in cui dirige un team di scienziati.

«Il laboratorio dove lavoro - spiega l’ingegnere Criminisi - si occupa di tanti aspetti: principalmente di machine learning, intelligenza artificiale, ma anche di linguaggi di programmazione, sicurezza, biologia computazionale e design». È il laboratorio europeo di Microsoft Research, al quale se ne affiancano uno in Cina e diversi in America: «La ricerca che vi si conduce - sottolinea lo scienziato siciliano - è finanziata interamente da Microsoft e coinvolge circa mille ricercatori nel mondo sugli oltre 100mila dipendenti Microsoft a livello globale che lavorano in strettissima collaborazione con università e altre istituzioni commerciali. Io e il mio team, ad esempio, lavoriamo con ospedali europei, americani, australiani e neozelandesi».

Dal 2008 l’ing. Criminisi e il suo staff stanno lavorando a un progetto molto specifico che si chiama InnerEye, «che ha a che fare - spiega - con lo sviluppo di tecniche di machine learning o intelligenza artificiale per l’analisi automatica di immagini di tipo medico, soprattutto nel campo della radiologia - quindi Tac e risonanza magnetica - per aiutare i medici a estrarre quante più informazioni possibili da queste immagini». Uno studio che, per il 90-95% dei casi, riguarda i tumori, ma non solo: «Ci tengo molto a specificare che i nostri sistemi automatici non fanno diagnosi di cancro, perché la diagnosi viene fatta benissimo dai medici. L’intelligenza artificiale aiuta per sviluppare delle tecniche di misura. Se chiede a un oncologo che tipo di problema ha un determinato paziente, dall’analisi delle immagini il medico sa dire se è cancro oppure no e, se è cancro, che tipo di tumore è. Però se gli si chiede quanto è grande oppure a che velocità cambia, nessun medico è in grado di dare una risposta precisa. Noi facciamo questo: creiamo dei sistemi di misura per capire esattamente l’andamento del tumore. In particolare, questo è utile per capire rapidamente se il trattamento funziona oppure no. I pazienti trattati con chemioterapia devono infatti aspettare circa tre mesi per capire se la cura è efficace o no, se bisogna cambiare il tipo di medicina o utilizzare una dose più alta e così via. Con tecniche di intelligenza artificiale riusciamo invece a capire molto più velocemente se il tumore sta regredendo o sta progredendo e quindi se la chemio sta funzionando o no: questo può chiaramente aiutare nella cura del cancro e nel garantire una migliore qualità della vita ai pazienti».

Ingegner Antonio Criminisi

Con un distinguo che l’ing. Criminisi tiene a sottolineare: «Il termine intelligenza artificiale negli ultimi anni è stato usato in maniera non corretta. L’intelligenza artificiale non è magia, non impara da sé stessa, ma deve essere programmata e direzionata dai ricercatori e dagli esperti. Quello che fanno le nostre tecniche è imparare a riconoscere i tumori e a delinearne l’estensione all’interno di immagini di tipo radiologico, dopo avere visto centinaia di immagini simili. Piuttosto che parlare di intelligenza artificiale, io preferisco usare il termine di machine learning, quindi molto più specifico: si tratta di algoritmi che, quando vengono esposti a dati, cioè ad esempi - in questo senso immagini di pazienti con e senza tumore - dall’analisi delle immagini riescono a generalizzare e a creare un modello che rappresenta il tumore. In tal modo, quando arrivano pazienti nuovi le cui immagini non sono mai state processate prima dall’algoritmo, questo riconosce dove è il tumore».

L’aspetto incoraggiante è che la ricerca è già «in una fase di transizione. Stiamo ancora effettuando tantissimo lavoro di ricerca, ma allo stesso tempo stiamo cercando di testare il mercato e di validare il prodotto con l’aiuto di tanti ospedali. Come dicevo prima, abbiamo una rete molto grande di ospedali che ci stanno aiutando, con i quali lavoriamo giornalmente e che sono distribuiti un po’ in tutto il mondo». Anche in Italia, ma l’ing. Criminisi non può rivelare quali. Un progetto che sta diventando operativo «con gli studi clinici da cui stiamo raccogliendo evidenze che la tecnologia funziona e quindi può aiutare i medici». Una tecnica, peraltro, molto flessibile e che si può applicare anche ad altre patologie: «Possiamo analizzare ad esempio immagini di risonanza magnetica del cervello per pazienti che soffrono di sclerosi multipla, o colpiti da aneurismi o da trauma cranico. Le applicazioni sono molto diverse».

Talmente diverse che in passato l’ing. Criminisi ha utilizzato l’intelligenza artificiale, anzi la visione artificiale, nel campo della critica artistica: «Una quindicina di anni fa ho realizzato un lavoro in cui utilizzavo le tecniche di computer vision nell’analisi di dipinti del Rinascimento italiano e fiammingo. All’epoca era in corso un dibattito tra alcuni scienziati che sostenevano che la bellezza di alcuni dipinti di pittori rinascimentali tipo Caravaggio era dovuta al fatto che questi artisti avessero utilizzato dei sistemi ottici, cioè lenti o specchi, che li aiutavano, come se avessero avuto una forma primitiva di macchina fotografica. Utilizzando tecniche matematiche prese in prestito dal campo della visione artificiale, ho fatto un’analisi molto più rigorosa della geometria di questi dipinti. Il risultato è che molti di questi dipinti non sono perfetti da un punto di vista geometrico, il che ovviamente non vuol dire che non siano dei capolavori, ma che certe idee non erano corrette». L’ing. Criminisi ha lavorato poi su due dipinti: un affresco del Masaccio nella chiesa di Santa Maria Novella a Firenze e il dipinto “La flagellazione di Cristo” di Piero della Francesca. «Masaccio è molto importante perché è stato uno dei primi a utilizzare le tecniche della prospettiva lineare appena inventate da Brunelleschi. Dall’altro lato abbiamo Piero della Francesca che, prima che un pittore, era un matematico, per cui ci aspettavamo di trovare una geometria assolutamente perfetta nel suo dipinto della Flagellazione di Cristo. In effetti le tecniche matematiche che abbiamo utilizzato lo hanno confermato. Mentre invece nel dipinto del Masaccio l’analisi geometrica ha portato alla luce delle dissonanze».

Un figlio di Sicilia, l’ing. Criminisi, formatosi nell’Isola e, come in tantissimi casi, offerto su un piatto d’argento all’estero. Studi in Sicilia «estremamente validi: parlo sempre molto positivamente dell’università di Palermo e in particolare del dipartimento di Ingegneria che mi ha dato tantissimo. Credo che l’università italiana sia fortissima nel fornire una formazione di base in un percorso di apprendimento strutturato classico. Non so come le cose siano cambiate negli ultimi 20 anni, però immagino che rimanga una delle università più importanti in Europa». Però i cervelli fuggono dall’Italia… «Purtroppo sì, perché come sappiamo le possibilità post università sono abbastanza scarse, l’Italia non investe molto nella ricerca e nella successiva formazione post universitaria, per cui la gente che ha quel tipo di ambizione è costretta ad andare via».

E non esistono scorciatoie per farli tornare: «Bisogna investire a lungo termine, avendo una buona lungimiranza. Io non sono un politico, però secondo me, se non si ha la lungimiranza di investire per il lungo termine che va al di là dei 4-5 anni di durata del governo, non si può cambiare questa situazione».

In mancanza di una politica diversa, l’Italia, dal punto di vista professionale, ha poco da offrire a uno scienziato come l’ing. Criminisi: «Io adoro la Sicilia, adoro l’Italia, vengo spesso sia in Sicilia che nella zona di Roma e in Toscana (dove è originaria mia moglie) in vacanza. Adoro tutto dell’Italia, senza dubbio, però al momento mi trovo benissimo in Inghilterra con il lavoro che faccio, per cui è difficile pensare di tornare, a meno che non ci fosse uno stravolgimento totale e una condizione di lavoro molto più positiva di quella attuale».

Ha tre figli, rispettivamente di 16, 14 e 6 anni, «completamente bilingui e binazionali: ovviamente stanno crescendo in Inghilterra e seguono il curriculum scolastico britannico, quindi da quel punto di vista sono un po’ più inglesi che italiani, però sono perfettamente bilingui, quando vanno in Italia si trovano a loro agio ed è bello sapere che i figli hanno questa apertura mentale e non sono vincolati da barriere e dogane». E agli altri giovani cosa consiglia? «Lavorare duro ed essere aperti e flessibili sempre e pronti a lasciare la propria patria e i propri amici per farsi un’altra vita e degli altri amici da un’altra parte».

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