Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma

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Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
giugno 2021

risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
UNIPR Ricerca: un nuovo strumento per fare
                                          conoscere la nostra migliore ricerca

in evidenza:                              Gentili lettrici e lettori,

                                          siamo al sesto appuntamento semestrale con il magazine UNIPRicerca e nel
Nutrizione, idratazione e sarco-          preparare questo editoriale ho passato in rassegna le edizioni precedenti. È
penia negli anziani                       stato sorprendente “ri-misurare” la quantità di nuovo sapere prodotta in un
                                          lasso di tempo così breve dai 35 gruppi di ricerca presentati finora. In questo
Micotossine e biotrasformazio-            numero ne presentiamo altri cinque altrettanto interessanti, e il pensare alla
ne: un approccio transdiscipli-           ricaduta di queste nuove conoscenze, alla loro insostituibile azione formati-
nare                                      va su generazioni di giovani laureandi e dottorandi, mi fa sentire orgoglioso
                                          appartenente alla nostra comunità della ricerca.
Vedere, confrontare o genera-
re immagini. Con l’intelligenza           Ad aprile è terminata la campagna di valutazione della ricerca 2015-19 (VQR).
                                          L’Università di Parma ha conferito 2403 “prodotti della ricerca”, ovvero articoli
artificiale si può
                                          su riviste, monografie, capitoli di libri. Oltre il 90% di questi lavori sono catalo-
                                          gati nelle classi A-Eccellente ed estremamente rilevante e B-Eccellente. Un ri-
Se la giustizia viaggia tra algo-         sultato che conferma il valore, in termini qualitativi e quantitativi, della ricerca
ritmi e database in primo piano           condotta presso il nostro Ateneo. La procedura VQR è complessa e comporta
vanno sempre tenuti i diritti             un notevole sforzo organizzativo oltre ad un grande investimento di tempo ed
                                          energie. Che sia la via migliore a fornire una oggettiva valutazione della qualità
Videogiochi e altri contesti digi-        della ricerca ed una obiettiva classificazione delle università resta però, a pare-
tali. Uso problematico o oppor-           re del sottoscritto, discutibile. In particolar modo a causa di quel comma del
tunità?                                   bando che invita i GEV (Gruppi di Esperti Valutatori) a suddividere i prodotti
                                          fra tutte le cinque classi A-E attribuendo, indicativamente, a ciascuna catego-
                                          ria almeno il 5% e non più del 25% dei prodotti. Cosa ne sarà del nostro 90%
                                          nelle classi A e B è quindi al momento un grande punto interrogativo.

                                          Comunque sia, la campagna VQR è terminata e serve più che mai concentrarsi
                                          sulle prossime sfide. È un momento di grande fermento per la ricerca italiana.
                                          Da un lato la società, complice anche la drammatica pandemia, ha finalmente
                                          riconosciuto il valore intrinseco di scienza e ricerca, sia per i rapidi successi
                                          ottenuti in campo medico che per il formidabile supporto fornito dalle tec-
                                          nologie digitali alle imprese e alle famiglie nel duro periodo di isolamento.
UNIPR Ricerca                             D’altro canto, con il nuovo PNR sono state tracciate le direttrici della ricerca
Giugno 2021                               fondamentale e applicata del prossimo quinquennio, mentre il PNRR renderà
                                          disponibili risorse finanziarie senza precedenti nel panorama della ricerca
a cura di:                                italiana. A questo si aggiunge il lancio, in questi giorni, del nuovo program-
Coordinamento: Roberto Fornari            ma quadro Horizon Europe. All’interno di questi grandi programmi le parole
Redazione: Barbara Rondelli, Licia        chiave spesso ripetute sono: digitalizzazione e innovazione; clima, energia e
Gambarelli, Giovanna Greci                rivoluzione ecologica; smart cities e mobilità sostenibile; nutrizione, ambiente
Grafica e impaginazione: Nicola           e salute; inclusione e coesione sociale. Sfide che si vincono solo coniugando
Franchini                                 scienza e ragione.
inviare commenti, segnalazioni e
spunti a:                                 Molti gruppi dell’Università di Parma da tempo sono attivi in questi ambiti di
                                          vitale importanza e sono pronti a fare la loro parte. È essenziale però che le
dirigenza.ricerca@unipr.it                regole di accesso ai fondi programmati siano sì competitive ma anche semplici
archivio:                                 e chiare, tali da consentire la redazione di progetti altrettanto chiari e realistici.
www.unipr.it/ricerca                      La vera scienza non ha bisogno di ridondanti sovrastrutture o di mega-cordate
                                          entro le quali non si riesce a distinguere chi fa cosa.
in copertina: elaborazione grafica

immagini: fornite e concesse dai
docenti autori delle ricerche             Un augurio di buona lettura e i più cordiali saluti,
Le notizie a pagina 21 sono in parte
tratte e riadattate dall’archivio noti-   Roberto Fornari
zie del portale www.unipr.it              Prorettore per la Ricerca
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NUTRIZIONE, IDRATA-
ZIONE E SARCOPENIA                                  Il team di ricerca
                                                    da sinistra: Sara Tagliaferri, Chiara Cattabiani, Giovanna Pelà, Fulvio Lauretani, Marco
NEGLI ANZIANI                                       Salvi, Marcello Maggio e Yari Longobucco

Nell’ambito dei progetti PROVIDE e SPRINTT, il team del prof. Marcello Giuseppe
Maggio si occupa di nutrizione, idratazione e sarcopenia nel soggetto anziano. Le
ricerche del nostro docente partono “per caso” nel 2005 ad un congresso negli USA
presso l’Università di Saint Louis al 3rd Annual Academy of Nutrition and Aging. Inizia
da quel momento la collaborazione con la Società Tedesca di Nutrizione Clinica e la
Società Europea di Nutrizione Clinica e Metabolismo. Oggi il docente di Medicina In-
terna e Direttore della Clinica Geriatrica dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Par-
ma è inserito in diversi ambiti di coordinamento nazionali e internazionali nel settore
della nutrizione dell’anziano, incluso quello di coordinatore di European Innovation
Partnership in Active and Healthy Aging (EIP-AHA) ossia il Gruppo Tecnico Europeo
che supporta l’Unione Europea nella scelta delle innovazioni scientifiche e tecnologi-
che da adottare per un invecchiamento attivo.

I suoi studi relativi all’importanza della   questi insegnamenti nel campo delle               L’approccio multidimensionale per-
nutrizione, idratazione e sarcopenia         relazioni tra modificazioni endocrine             mette di esplorare le diverse dimen-
negli anziani nascono “per caso”. Ci         in corso di invecchiamento e modifi-              sioni che caratterizzano il soggetto
spieghi meglio.                              cazioni della composizione corporea               anziano, ossia quella fisica (che co-
Mi trovavo negli USA per un periodo          che partono e si concentrano le                   niuga gli aspetti clinici propriamente
di studio (dal 2004 e fino al 2007)          mie ricerche. La valutazione della                detti con velocità del cammino, forza
come post-doc fellow e visiting              sarcopenia, ossia della ridotta massa             muscolare, stato nutrizionale), quella
professor presso il National Institu-        e forza muscolare, è parte integrante             neuropsicologica (che esplora lo
te on Aging, National Institutes of          della valutazione della malnutrizione.            stato cognitivo e comportamentale,
Health di Baltimora e mi sono trovato        L’assetto endocrino unitamente a                  il tono dell’umore) e quella socio-re-
a dover sostituire il prof. Giorgio          quello nutrizionale costituiscono car-            lazionale (il vivere e sentirsi soli, la
Valenti, impossibilitato a tenere la         dini dell’inquadramento multidimen-               presenza eventuale di una rete di
relazione, alla terza Annual Academy         sionale che dovrebbe caratterizzare               supporto formale e informale). Le
of Nutrition and Aging tenutasi a            ciascun soggetto anziano e che ha                 Linee Guida Europee sulla Nutrizione
Saint Louis nel maggio 2005. Il prof.        l’obiettivo, a dispetto della presenza            e Idratazione pubblicate nel 2019, a
Valenti è stato il nostro “capo scuola”      di più patologie croniche, di delineare           distanza di 13 anni dalle precedenti,
per l’insegnamento della geriatria ed        con tempestività lo stato biopsico-               cercano di guardare al problema della
è stato anche Direttore della Scuola         sociale, e favorire una traiettoria di            malnutrizione per difetto e, in parte,
di specializzazione in Endocrinologia        invecchiamento attivo.                            anche a quella per eccesso. Esse
e malattie del ricambio qui nel nostro                                                         mirano innanzitutto a dare segui-
                                             In che senso approccio multidimensio-
Ateneo, nonché professore ordinario                                                            to a precedenti studi sul soggetto
                                             nale?
di Medicina Interna. È proprio da                                                              anziano di carattere prevalentemente

                                                                                                                                               3
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leucina, tutti particolarmente utili per
                                                                                                  un mantenimento di una funzione
                                                                                                  muscolare e fisica adeguata. A tal
                                                                                                  riguardo, il team di ricerca da me
                                                                                                  coordinato ha fatto parte dello studio
                                                                                                  PROVIDE, nello specifico intitola-
                                                                                                  to “Effetti della supplementazione
                                                                                                  nutrizionale sulla performance fisica
                                                                                                  del soggetto anziano”: è uno studio
                                                                                                  internazionale supportato da Nutricia
                                                                                                  Danone con un finanziamento di
                                                                                                  120.000 euro. Questo studio multi-
                                                                                                  centrico (18 centri), condotto paralle-
                                                                                                  lamente in sei paesi europei (Belgio,
                                                                                                  Germania, Irlanda, Italia, Svezia e
                                                                                                  Regno Unito), è stato completato
                                                                                                  nel 2015. Lo studio ha coinvolto 380
                                                                                                  soggetti di età media di 78 anni, con
                                                                                                  ridotta massa muscolare (sarcopeni-
                                                                                                  ci) e performance fisica, ed è servito
                                                                                                  a valutare gli effetti di 13 settimane
    figura 1. Team UNIPR del progetto europeo SPRINTT (Sarcopenia and Physical fRailty IN older   di trattamento con un integratore
    people: multi-componenT Treatment strategies).
                                                                                                  nutrizionale contenente vitamina D,
    biomedico (miglioramento del peso              dall’UNESCO nel 2010 quale patri-              leucina e proteine di siero del latte
    corporeo, composizione corporea,               monio dell’umanità) si è dimostrata            rispetto ad un prodotto isocalorico.
    morbidità e mortalità) ma al tempo             efficace nel contrastare, nell’anzia-          Questo trattamento ha indotto un
    stesso valutando anche la qualità              no come nell’adulto, l’evoluzione              significativo miglioramento del-
    di vita, il rapporto costo/efficacia e         di singole patologie croniche ed il            la massa muscolare e della forza
    l’aspetto funzionale (la fragilità) dello      deterioramento funzionale/cognitivo.           agli arti inferiori. Anche il progetto
    stesso. Le Linee si articolano in 4            D’altra parte è anche consigliabile            europeo SPRINTT (Sarcopenia and
    grandi capitoli che si focalizzano su:         per il soggetto anziano non affetto da         Physical fRailty IN older people: mul-
    1. Domande di base e principi gene-            insufficienza renale cronica, introdur-        ti-componenT Treatment strategies)
    rali; 2. Raccomandazioni nei soggetti          re 1-1.2 g di proteine pro kg di peso          è un’iniziativa di respiro internaziona-
    anziani con malnutrizione o a rischio          corporeo, soprattutto di elevata bio-          le che ha l’obiettivo di comprendere e
    di malnutrizione; 3. Raccomanda-               disponibilità, come quelle di siero del        contrastare l’invecchiamento inteso
    zioni in soggetti anziani con pato-            latte, ed arricchite in micronutrienti         come fragilità fisica. Si tratta di uno
    logie specifiche (fratture di femore,          come magnesio, selenio, vitamina               studio d’intervento con esercizio
    delirium, ecc.). Il quarto capitolo si         D e aminoacidi specifici, come la              fisico, di intervento nutrizionale e
    sofferma sulle raccomandazioni volte
    a prevenire, identificare e trattare la
    disidratazione ed una delle 82 rac-
    comandazioni complessive riguarda
    l’assunzione giornaliera di liquidi
    ossia 1.5 litri al giorno per le donne e
    di 2 litri al giorno per gli uomini non
    affetti da scompenso cardiaco croni-
    co ed insufficienza renale.
    Il tipo di dieta riveste un’importanza
    fondamentale in tutte le fasce d’età,
    ma nell’anziano che impatto ha?
    Nell’anziano la dieta (nutrizione e
    idratazione) può ricoprire un ruolo
    di prevenzione nei confronti dello
    sviluppo e nella progressione di nu-
    merose patologie, e al tempo stesso
    rappresentare uno strumento utile
    per ottimizzare la qualità della vita,
    migliorare la traiettoria di invecchia-
    mento e la funzione fisica e cognitiva.
    La Dieta Mediterranea (riconosciuta             figura 2. Ecografo muscolare ESAOTE .

4                    giugno 2021
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
monitoraggio tecnologico dell’atti-
vità (figura 1). A tal proposito, per
misurare i parametri morfostrutturali
e muscolo-scheletrici degli anziani
durante la degenza nella nostra clini-
ca, nel 2016 è stato acquisito, con il
contributo della Fondazione Caripar-
ma, l’ecografo muscolare ESAOTE
(figura 2). L’ecografo ha permesso di
acquisire immagini del muscolo va-
sto laterale della gamba che, secondo
le ultime Linee Guida Europee sulla
sarcopenia, cui abbiamo contribu-
ito, costituisce una valida tecnica
alternativa ad altre consolidate come
Bioimpedenziometria, DEXA, TAC e
RMN per la misurazione della com-
posizione corporea ed in particolare
della massa muscolare. I risultati
dello studio SPRINTT, nella fase
di rendicontazione finale, saranno
pubblicati nelle prossime settimane
da una prestigiosa rivista scientifica
internazionale.                               figura 3. Attività fisica con gli anziani.

Lei è autore di numerose pubblicazioni        to conseguente a livello ospedaliero          Il tema della corretta nutrizione e
e linee guida nell’ambito della nutri-        e nelle diverse strutture residenziali.       dell’attività fisica moderata (figura
zione negli anziani, queste indica-           Iniziative che ci vedono coinvolti,           3) è oggetto di collaborazioni con
zioni sono state applicate in qualche         come il Nutrition Day Worldwide (la           Campagna Amica Parma, il punto
contesto?                                     giornata mondiale della nutrizione,           d’incontro tra il produttore agricolo
Sì, ad esempio il Mini Nutritional            quest’anno il 4 Novembre 2021)                e il consumatore, CUPLA (Coor-
Short form che abbiamo contribu-              contribuiscono a mantenere alto e             dinamento Unitario dei Pensionati
ito a validare e tradurre in italiano         costante il livello di attenzione su          del Lavoro Autonomo), Coldiretti
è uno strumento di screening della            questo tema fondamentale per il               Nazionale Senior, ed attraverso un filo
malnutrizione di facile utilizzo che          soggetto anziano. Questi temi sono            diretto con il Presidente Giorgio Gren-
è stato adottato in tutto il mondo.           oggetto di lezioni specifiche e corsi         zi, con la Coldiretti Parma e il Con-
Faccio parte del gruppo di lavoro per         formativi oltre che all’interno di Corsi      sorzio Agrario di Parma. Massima
le “Linee di indirizzo regionali per la       di Laurea Magistrale di Medicina,             sinergia progettuale esiste anche con
ristorazione dell’anziano in struttura        Infermieristica, Fisioterapia e Scienze       AUSER, associazione di volontariato e
residenziale RSA” che fa parte del            della Nutrizione Umana anche presso           di promozione sociale, impegnata nel
Piano della Prevenzione della Regione         Strutture Residenziali del territorio di      favorire e valorizzare il ruolo degli an-
Emilia Romagna, all’interno del               Parma e Piacenza, e fanno parte del           ziani nella società. Le attività condivi-
quale vi è il progetto “Alimentazione         programma delle Lezioni dell’Univer-          se con queste associazioni riguardano
dell’anziano”, che prevede specifiche         sità degli Anziani rivolto agli iscritti di   la promozione dell’invecchiamento
azioni da mettere in atto su tutto            questa preziosa risorsa locale. Inoltre       attivo tra i cittadini senior, l’attenzione
il territorio regionale a favore degli        dal 2019 sono componente del Board            costante alla sua “cura”, esigenza for-
ospiti delle strutture socio-assisten-        per la ricerca e l’innovazione dell’A-        temente riemersa nel corso della pan-
ziali. Nell’ambito di tali azioni, le linee   zienda Ospedaliero-Universitaria di           demia, e la “protezione” del soggetto
guida hanno la finalità di assicurare il      Parma, volto a favorire l’integrazio-         anziano in tutti i contesti di cura. Le
raggiungimento di standard nutri-             ne e la cooperazione nella ricerca            associazioni citate sono tutte acco-
zionali coerenti con i documenti              scientifica tra Ospedale e Università,        munate dal voler enfatizzare, a livello
d’indirizzo nazionali (LARN 2014 -            proponendo progetti che prevedono             istituzionale e nella società civile, il
Livelli di Assunzione di Riferimento di       l’impiego comune di competenze,               ruolo valoriale del soggetto anziano
Nutrienti ed energia per la popolazio-        spazi e tecnologie innovative, ed ini-        come custode e testimone di valori
ne italiana) e internazionali (ESPEN          ziative che favoriscono il trasferimen-       positivi della nostra società. Tutti i no-
European Society for Clinical Nutri-          to tempestivo dei risultati di ricerca        stri partner supportano, con diverse
tion and Metabolism, della quale fac-         nella pratica clinica.                        modalità, le iniziative scientifiche da
cio personalmente parte), che hanno                                                         noi curate e che hanno come finalità il
                                              Sicuramente saranno state avviate
la finalità di diffondere e di garantire                                                    ruolo di interventi proattivi mirati alla
                                              molte collaborazioni nel corso degli
un’attenzione costante al tema della                                                        prevenzione della disabilità fisica e
                                              anni, ce ne può parlare?
malnutrizione e ad un comportamen-                                                          cognitiva nel soggetto anziano.

                                                                                                                                          5
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
figura 4. Linee guida ESPEN (European Society for Clinical Nutrition and Metabolism).

    Attività nel futuro immediato?                  organizzatori dell’iniziativa, organiz-   plications volto ad approfondire il
    Il congresso europeo/mondiale                   zandola nella “culla” della Food Val-     ruolo e l’impatto dell’alterazione del
    ESPEN che si terrà in data 14-19                ley, che il nostro Ateneo ben rappre-     controllo neuromuscolare e la perdita
    settembre 2021 del cui comitato                 senta, come testimoniato dalla posa       di motoneuroni nel soggetto anzia-
    scientifico locale faccio parte insieme         della prima pietra del “Food Project”,    no. Lo studio ci darà la possibilità di
    al prof. Fiaccadori. L’ESPEN (Europe-           assume ancor di più valenza.              verificare se 6 mesi di esercizio fisico
    an Society for Clinical Nutrition and           Avremo modo di approfondire               e di supplementazione di succo di
    Metabolism) è una società scien-                l’esperienza acquisita con il proget-     barbabietola ricco di nitrati riescano
    tifica europea/mondiale all’interno             to SPRINTT attraverso il progetto         a mitigare e posporre l’insorgenza di
    della quale trova spazio un gruppo              di ricerca di rilevanza nazionale         indebolimento neuromuscolare e di
    specifico di interesse sulla nutrizione         finanziato nel 2020 chiamato PRIN         identificare la popolazione anziana
    in geriatria (figura 4). Avere l’oppor-         NEUAGE NEUromuscular AGEing:              più sensibile al trattamento.
    tunità di essere noi tra i promotori ed         Mechanisms and Functional Im-

        Il team di ricerca
        Il nostro team multidisciplinare comprende il prof. Fulvio Lauretani, che si occupa prevalentemente di patologie neu-
        rodegenerative ed in modo particolare di demenza di Alzheimer e Parkinson e parkinsonismi vascolari del paziente
        anziano, dalla dott.ssa Sara Tagliaferri, biologa specializzata in Scienze dell’Alimentazione e ricercatore a tempo
        determinato in Statistica Medica presso il Dipartimento di Medicina e Chirurgia, dal dott. Yari Longobucco, infermie-
        re, assegnista di ricerca, dalla dott.ssa Chiara Cattabiani, e dal dott. Marco Salvi, medico geriatra e specializzando
        in Geriatria dell’UO di Clinica Geriatrica dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma e dalla prof.ssa Giovanna
        Maria Pelà ricercatore di Malattie dell’apparato cardiovascolare.
        Con questo gruppo sono state condotte negli anni numerose ricerche volte a identificare quali sono i principali pre-
        dittori di disabilità motoria e cognitiva nel soggetto anziano:
        1. le modificazioni endocrine in corso di invecchiamento.
        2. la polifarmacoterapia ed il suo management attraverso un corretto processo di revisione, riconciliazione farmaco-
             logica ed appropriatezza prescrittiva.
        3. il “loop disfagia-malnutrizione-fragilità”.
        4. le modificazioni combinate dei muscoli scheletrici e cardiaci in corso di invecchiamento e le molecole/processi
             che guidano la comunicazione del cosiddetto asse “muscolo-cuore”.

6                    giugno 2021
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
MICOTOSSINE E
BIOTRASFORMAZIONE:
UN APPROCCIO
TRANSDISCIPLINARE                                        Renato Bruni            Chiara Dall’Asta          Laura Righetti

Le piante possono assorbire, trasformare e accumulare quasi ogni composto or-
ganico presente nel suolo: dai farmaci che l’uomo rilascia nell’ambiente fino alle
sostanze emesse da vegetali e microorganismi per comunicare o competere. La
gestione di queste molecole è affidata a una sorta di “fegato vegetale”, un sistema
di detossificazione enzimatica distribuito in ogni cellula, che modifica gli xeno-
biotici nel tentativo di renderli meno nocivi o più adatti a essere compartimentati.
Questo fenomeno riguarda anche le micotossine, composti tossici di origine fungi-
na coinvolti in molte filiere alimentari, tra cui quella dei cereali. In questo contesto,
la collaborazione in atto tra il gruppo della prof.ssa Chiara Dall’Asta, nell’area della
Chimica degli Alimenti, e quello di Biologia Farmaceutica guidato dal prof. Renato
Bruni, sta aprendo scenari di ricerca importanti per la sicurezza alimentare, per lo
sviluppo di varietà resistenti ai patogeni e per la comprensione di interazioni tra
piante e microrganismi fino ad ora sottovalutate.

Prof. Bruni, si parla spesso di mico-       normative che impongono controlli          Cosa succede quando una pianta viene
tossine in riferimento alla sicurezza       regolari e fissano le soglie ammesse,      a contatto con le micotossine e perché
alimentare, perché?                         molto basse e diverse al variare del       si parla di micotossine mascherate?
Le micotossine sono metaboliti              tipo di micotossina e di alimento.         Funghi e muffe producono le mi-
secondari di generi come Fusarium,          Ad esempio, nei cereali destinati al       cotossine per indebolire i vegetali
Aspergillus e Penicillium; possiedono       consumo umano i contenuti massimi          e infettarli più rapidamente, per
strutture chimiche e azioni biologiche      ammissibili di aflatossina B1 sono pari    questo motivo la loro concentrazione
diverse, ma sono accomunate da una          a 2 μg/kg, per la frutta secca sono di     è massima negli organi aggrediti.
forte tossicità per gli animali. Le più     10 μg/kg, mentre per l’aflatossina M1      La risposta difensiva prevede però
importanti sono aflatossine, ocratos-       nel latte sono di 0,05 μg/kg. Quest’ul-    più azioni, una delle quali indica la
sine, fumonisine, tricoteceni, zearale-     tima in particolare è frutto della bio-    biotrasformazione di questi composti
none e patulina. Possono accumularsi        trasformazione nell’organismo ospite:      per consentirne una traslocazione
in varie piante destinate all’alimen-       la sua presenza nel latte è considerata    più rapida, per abbatterne la potenza
tazione durante la crescita in campo,       una conseguenza del metabolismo            o per neutralizzarli, accumulandoli
fino a raggiungere dosi così elevate da     animale a seguito dell’alimentazione       in parti della pianta meno sensibili
costituire un fattore di rischio: la loro   con foraggi contaminati. Il nostro         come le pareti cellulari e i tessuti
presenza è infatti associata a immu-        gruppo ha però da poco scoperto che        destinati ad andare persi, come le
nosoppressione e a un maggior rischio       invece può essere prodotta anche da        foglie. Si tratta soprattutto di coniu-
tumorale. Per questo esistono severe        piante alimentari.                         gati in cui le micotossine originarie

                                                                                                                                 7
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
vengono legate a zuccheri, ossidate,              (EFSA) ha manifestato più atten-          ma si è rivelato prezioso per scoprire
    alterate per aumentare la solubilità in           zione e iniziano a comparire soglie       la via percorsa dalle micotossine
    acqua. Queste forme sono chiamate                 massime anche per le micotossine          mascherate in una pianta, per capire
    micotossine mascherate perché un                  mascherate, il che implica sviluppare     che risposte fisiologiche inducono,
    tempo non venivano rilevate dai me-               metodi analitici ottimali per investi-    ad esempio inibendo o stimolando la
    todi analitici usati per le valutazioni           gare a fondo come si formano, e quali     biosintesi di metaboliti secondari e
    di sicurezza alimentare.                          dinamiche fisiologiche le coinvolgono     primari della pianta.
                                                      a livello vegetale e ambientale.          Questo ci ha permesso di scoprire
    Però anche questi composti modificati
                                                                                                che queste sostanze possono entrare
    rappresentano un rischio per la nostra            Sembrerebbe che per far progredire
                                                                                                nelle piante già attraverso il suolo
    salute. Per quale motivo?                         le conoscenze in questo campo siano
                                                                                                prima che i microrganismi le aggre-
    Queste sostanze possono comun-                    necessari anche strumenti analitici
                                                                                                discano, confermando che questi
    que manifestare una certa tossicità               inediti. Quali metodologie d’indagine
                                                                                                composti hanno degli effetti precisi
    nell’uomo e, soprattutto, possono                 sono state sviluppate a questo proposi-
                                                                                                nelle piante e forse sono utilizzate
    essere riattivate, tornando alla loro             to e cosa hanno prodotto?
                                                                                                dai vegetali stessi come un segnale
    forma originaria, a seguito dell’espo-            Grazie alle metodologie messe a           d’allarme nei confronti di possibili
    sizione alla flora microbica intestina-           punto dal dott. Enrico Rolli del Dipar-   pericoli.
    le. Proprio per questo si usa la parola           timento di Scienze Chimiche, della
    “mascherate”, perché la loro presen-              Vita e della Sostenibilità Ambientale,    Perché scoprire questo fenomeno nelle
    za negli alimenti potrebbe costituire             abbiamo recentemente sviluppato           piante sane è importante, che prospet-
    un fattore di rischio addizionale per il          più modelli in vitro, basati sulla mi-    tive apre?
    consumatore. Tuttavia, solo recen-                cropropagazione di piantine di grano      Attualmente la letteratura è focaliz-
    temente, le autorità hanno iniziato a             e di mais (figura 1) e su colture di      zata sugli aspetti chimico-analitici,
    prenderle in considerazione in termi-             loro organi, per esplorare se e come      con una prospettiva che non rende
    ni di valutazione del rischio mentre i            queste piante trasformano le mico-        bene l’idea della complessità dello
    ricercatori stanno investigando il loro           tossine anche in assenza del patoge-      scenario. Ad esempio sono disponibili
    ruolo ecologico e l’effettiva tossici-            no. Le piantine, ad esempio, vengono      poche informazioni sulla correlazione
    tà. Una delle conseguenze è che si                fatte crescere su un terreno arricchito   tra tessuti vegetali, assorbimento,
    rischia di sottostimare l’esposizione             in micotossine (figura 2), poi i loro     biotrasformazione e distribuzione e
    umana alle micotossine, conside-                  organi sono analizzati per vedere sia     non si sfruttano appieno gli approcci
    rando solo i composti originari e non             come vengono assorbite e biotrasfor-      moderni come quelli offerti dalla
    quelli modificati.                                mate che per valutare conseguenze         metabolomica. Nonostante il numero
    Da qualche tempo però l’Autorità                  sul metabolismo vegetale. Il modello      crescente di micotossine mascherate
    Europea per la Sicurezza Alimentare               è lontano dallo scenario di campo,        note, attualmente non comprendia-

    figura 1. Plantule di grano micropropagate, pronte per il trattamento con micotossine.

8                     giugno 2021
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
Un altro campo interessante che
                                                                                               stiamo esplorando riguarda la possi-
                                                                                               bilità di usare le piante come “fabbri-
                                                                                               che verdi” per produrre micotossine
                                                                                               mascherate da impiegare come
                                                                                               standard analitici, un settore che a
                                                                                               seguito delle richieste di EFSA po-
                                                                                               trebbe espandersi. Soprattutto però
                                                                                               questa modalità di lavoro permette
                                                                                               di interpretare le relazioni più fini tra
                                                                                               piante, microrganismi e ambiente,
                                                                                               quelle condotte usando le sostanze
                                                                                               chimiche come segnali, come armi o
                                                                                               come strumenti di difesa.
                                                                                               L’Università di Parma è fortemen-
                                                                                               te impegnata in ricerche in ambito
                                                                                               agro-alimentare. In che modo la vostra
                                                                                               ricerca è caratterizzante e quali sono le
                                                                                               possibili ricadute?
                                                                                               Quello delle micotossine masche-
                                                                                               rate è un tema che vede l’Università
                                                                                               di Parma protagonista sin dagli
                                                                                               albori di queste ricerche. Ormai 16
                                                                                               anni fa la prof.ssa Chiara Dall’Asta
                                                                                               ha partecipato all’identificazione
                                                                                               della prima micotossina mascherata
                                                                                               riportata in letteratura e da allora
                                                                                               si cerca costantemente di fornire
                                                                                               un contributo di qualità al tema,
                                                                                               avvalendosi del maggior numero
                                                                                               possibile di collaborazioni (anche
                                                                                               internazionali) e degli strumenti
                                                                                               tecnologici e culturali più avanza-
                                                                                               ti.
                                                                                               Il contesto è particolarmente com-
                                                                                               plesso, in quanto serve una lettura
                                                                                               che non sia esclusivamente chimica
                                                                                               o esclusivamente alimentare: oc-
                                                                                               corre miscelare e trarre il massimo
                                                                                               da quel che suggeriscono anche la
                                                                                               fisiologia vegetale, la chimica anali-
                                                                                               tica o la tossicologia e l’agronomia,
                                                                                               aggiornando tecniche e integrando
figura 2. L’uso di modelli replicabili basati sulla microproagazione consente di limitare le   conoscenze spesso frazionate su
variabili in gioco.

mo a dovere la risposta della pianta a
questa esposizione. Non sappiamo se                    Altre applicazioni della metabolomica in campo Plant/Food
le micotossine assorbite dalle radici si
                                                       La metabolomica prevede l’impiego di tecniche di descrizione chimica
accumulano nelle parti commestibili
                                                       talmente allargate da apparire quasi omnicomprensive, in grado di misu-
di una pianta né se questa modifica
                                                       rare con un’unica analisi quasi tutte le sostanze presenti in un campione.
alcune sue caratteristiche compositi-
                                                       Si parla di foodomica se, anziché essere applicata a una materia prima,
ve o di resa a seguito dell’esposizione
                                                       essa viene estesa a un alimento elaborato e ancor più complesso. Il suo
ambientale, dovuta alle tossine che
                                                       ricorso permette la descrizione qualitativa e quantitativa di tutto ciò che
i funghi rilasciano nel suolo prima di
                                                       una pianta sintetizza e offre un enorme potenziale non solo nella caratte-
aggredire le piante. Questo impli-
                                                       rizzazione dei prodotti alimentari (discriminazione d’origine, studi degli
ca che nella selezione agronomica
                                                       effetti di lavorazioni o di tecniche colturali, guida alla selezione agrono-
qualcosa sulla resistenza naturale
                                                       mica) ma anche nello studio di fenomeni complessi come la plasticità
delle piante ai patogeni ci potrebbe
                                                       fenotipica e le relazioni tra piante e ambiente.
sfuggire.

                                                                                                                                           9
Giugno 2021 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo - Università degli Studi di Parma
figura 3. Il nuovo spettrometro di massa.
     diversi dipartimenti. Questo tipo              Inoltre, abbiamo spiegato come            difensivi in grano e mais.
     di approccio multidisciplinare ci              quasi tutto il ventaglio di micotossine   Ma soprattutto, il risultato più rilevan-
     permette di raggiungere risultati              mascherate noto sia frutto del lavoro     te è che unendo competenze spesso
     importanti, sempre più spesso pub-             della pianta: di fatto abbiamo separa-    separate e liberandosi da vincoli set-
     blicati su riviste prestigiose.                to ciò che sintetizza il fungo da quel    toriali si può migliorare la qualità della
                                                    che biotrasforma il vegetale. Questo      ricerca e alzare l‘asticella dei traguar-
     Ci parli dei risultati più significativi nei
                                                    ha anche permesso di individuare nel      di. Nel nostro caso questo ha signifi-
     vostri ultimi lavori.
                                                    mais, per la prima volta, micotossine     cato uscire dagli schemi convenzionali
     Abbiamo dimostrato, su più specie,             altrimenti note solo in ambito animale    dei rispettivi ambiti disciplinari, lavo-
     che le micotossine presenti nelle              come l’aflatossina M1.                    rando sul reciproco beneficio che una
     filiere alimentari potrebbero non              Abbiamo iniziato infine a esplorare la    prospettiva metabolomica e fitochimi-
     derivare solo dalla contaminazione             risposta metabolica della pianta, sco-    ca può fornire alla fisiologia vegetale,
     microbica, ma anche da quel che le             prendo che le micotossine assorbite       inserendo le osservazioni ottenute in
     piante “aspirano” dal suolo. Sono              dal suolo a basse dosi probabilmente      una cornice alimentare. Più che di una
     piccole quantità, ma non erano atte-           costituiscono un segnale d’allarme,       prospettiva interdisciplinare si tratta
     se.                                            che incrementa la sintesi di composti     di un’operazione transdisciplinare.

       Il network internazionale
       Tra febbraio e luglio del 2019 la dott.ssa Laura Righetti, RTD-A in Biologia Farmaceutica, è stata Visiting Resear-
       cher presso l’Institute of Inorganic and Analytical Chemistry della Justus-Liebig-Universität Gießen in Germania,
       nell’ambito di una fellowship finanziata dal DAAD (German Academic Exchange Service). Questa collaborazione ha
       consentito l’acquisizione del know-how necessario allo svolgimento di analisi di metabolomica avanzata e di imaging
       in spettrometria di massa (figura 3), una tecnica che permette di individuare simultaneamente la precisa collocazio-
       ne nei tessuti vegetali di un enorme numero di composti prodotti dalle piante. Quelle nuove competenze consentono
       di sfruttare al meglio le strumentazioni recentemente acquisite dall’Ateneo col proprio programma poliennale di
       potenziamento delle attrezzature e infrastrutture di ricerca.

10                     giugno 2021
VEDERE, CONFRONTARE O
GENERARE IMMAGINI. CON
L’INTELLIGENZA ARTIFICIA-                                         Il team di ricerca
                                                                  da sinistra: Massimo Bertozzi, Tomaso Fontanini, Luca Donati, Andrea Prati,
LE SI PUÒ                                                         Leonardo Rossi; in basso: Akbar Karimi

Il riconoscimento e la classificazione delle immagini, la localizzazione e il rileva-
mento di oggetti, il riconoscimento dei volti: nell’ambito dell’intelligenza artificiale,
e in particolare del “deep learning”, sono aree di applicazione tipiche del cosiddetto
modello della rete neurale convoluzionale (CNN), settore in grande espansione negli
ultimi anni di cui si occupa il team di ricerca coordinato dal prof. Andrea Prati del
Dipartimento di Ingegneria e Architettura dell’Ateneo.

Prof. Prati, semplificando, una rete            Le CNN sono reti neurali “profonde”,             da layer di tipo diverso: i più impor-
neurale artificiale è un modello mate-          nel senso che rispetto alle reti neurali         tanti sono i layer convoluzionali, che
matico che vuole simulare i compor-             “tradizionali” hanno molti più neuroni,          eseguono una convoluzione con un
tamenti di neuroni biologici intercon-          organizzati in strati (layers). Questi           filtro tridimensionale: le due dimen-
nessi tra loro: oggi il modello delle Reti      layers sono potenzialmente tantissimi,           sioni dell’immagine, più la dimensione
Neurali Convoluzionali (CNN) è una              il che rende, da una parte, la rete più          dei canali dell’immagine, tipicamente
delle architetture di Deep Learning             efficace, capace di “imparare” ad ef-            R (red), G (green) e B (blue). Altri tipi
più utilizzate nella computer vision. Ci        fettuare operazioni più difficili, dall’al-      di layer servono per ridurre la dimen-
descrive le principali caratteristiche e i      tra più complessa e più difficile da             sione dell’immagine o per giungere al
punti di forza di questo modello?               addestrare. Le CNN sono composte                 risultato finale (figura 1).

figura 1. Esempio di architettura di una CNN.

                                                                                                                                                11
figura 2. Alcune applicazioni delle CNN: image classification, object detection e instance segmentation.
     Le CNN vengono utilizzate per varie               (universalmente utilizzato anche                  nella nostra vita? Tendenzialmente,
     applicazioni: il punto di forza princi-           come base di confronto) rilasciato nel            la CNN sarebbe più performante del
     pale è la loro sorprendente abilità di            2009 contiene circa 15 milioni di im-             nostro cervello, che, per la verità, deve
     riconoscere la presenza di un oggetto             magini per oltre 1000 classi di oggetti.          fare anche altre cose ed è più sogget-
     di una certa classe in un’immagine,               Il funzionamento delle CNN non è                  to ad invecchiare di una CNN!
     localizzarlo o “segmentarlo” (figura              stato ancora compreso pienamente
                                                                                                         Quali sono i principali interessi di ricer-
     2), a patto che la rete sia stata adde-           dal punto di vista matematico. Que-
                                                                                                         ca del vostro team in questo settore?
     strata a riconoscerlo.                            sto è sicuramente un limite ma, allo
                                                       stesso tempo, costituisce un’area di              Principalmente analizzare e provare
     La complessità di tale struttura sembra                                                             a risolvere i limiti delle CNN che
                                                       sviluppo che offre margini di miglio-
     essere direttamente proporzionale                                                                   abbiamo appena visto.
                                                       ramento.
     alle risorse richieste per il processo di                                                           Uno è proprio la comprensione del
     addestramento, ad oggi ancora lon-                Funziona meglio una CNN o il cervello             funzionamento delle CNN o le altre
     tano dalla complessità e capacità del             umano?                                            loro varianti (numerosissime), come
     cervello umano. D’altra parte, però, il           Il cervello di un adulto, che è stato             i VAE (Variational Auto-Encoder)
     vantaggio di un apprendimento “lento”             “addestrato” per anni, funziona gene-             e le GAN (Generative Adversarial
     si palesa nella fase successiva, quella           ralmente meglio di una CNN: siamo in              Network). In queste architetture di
     di esecuzione. Le reti neurali addestra-          grado di riconoscere istantaneamente              software, ad esempio, si è capito che
     te possono, infatti, esaminare enormi             se in un’immagine c’è un cane, come               tutta l’informazione che serve per
     moli di dati e fare confronti su molti            anche la sua razza, se nella nostra vita          “ricostruire” (nei VAE) o “generare”
     più parametri contemporaneamente, a               siamo stati “addestrati” a riconoscer-            (nelle GAN) un’immagine di una
     un livello inimmaginabile per il nostro           la. Però il nostro addestramento è                classe viene codificata all’interno di
     cervello. Quali sono attualmente i limiti         durato anni. Cosa potrebbe succedere              uno spazio ristretto di valori mate-
     del modello? E gli ambiti di migliora-            se una CNN venisse addestrata per                 matici, chiamato latent space. Riusci-
     mento?                                            anni con tutte le immagini con cui                re a capire la struttura geometrica del
                                                       il nostro cervello è stato addestrato             latent space è fondamentale non solo
     Essendo le CNN reti con mol-
     ti parametri, per funzionare bene
     necessitano di molti dati per essere
     addestrate correttamente. Durante
     l’addestramento si devono fornire
     molte immagini con e senza l’ogget-
     to cercato (rispettivamente esempi
     positivi e negativi) affinché la rete lo
     sappia riconoscere correttamente.
     Un po’ come il nostro cervello che,
     per riconoscere qualcosa, deve averlo
     prima visto, o aver visto qualcosa di
     simile in passato. Tanti dati e tanti pa-
     rametri da imparare richiedono anche
     tanto tempo, tante risorse computa-
     zionali e di memoria da impiegare per
     un corretto addestramento. Per dare
     qualche numero, il dataset ImageNet               figura 3. Esempio di architettura di una GAN.

12                     giugno 2021
per conoscerne il funzionamento, ma
                                                                          anche per imparare a manipolarlo per
                                                                          ottenere variazioni nelle immagini
                                                                          ricostruite o generate.
                                                                          L’altro limite è dato dalla grande mole
                                                                          di dati necessari per l’addestramento.
                                                                          Innanzitutto, non sempre è possibile
                                                                          averli e, secondariamente, etichettarli
                                                                          (per indicare se sono esempi positivi
                                                                          o negativi) può essere un’operazione
                                                                          lunga e noiosa. Per ovviare a questo
                                                                          problema stiamo studiando vari ap-
                                                                          procci, che possono essere annovera-
                                                                          ti sotto i termini few-shot o zero-shot
                                                                          learning, cioè riuscire ad addestrare la
                                                                          rete con pochi (few) o nessun (zero)
                                                                          esempi di quella classe. Ovviamente
                                                                          il trucco sta nell’insegnare alla rete,
                                                                          una volta che ha imparato a ricono-
                                                                          scere una tigre, a riconoscere, con
                                                                          pochi esempi o anche nessuno, anche
                                                                          un leopardo, visivamente simile.
                                                                          Quali i progetti e le collaborazioni che
                                                                          state portando avanti e i progetti in
                                                                          corso?
                                                                          L’uso di CNN per risolvere problemi
                                                                          reali è molto interessante per il trasfe-
                                                                          rimento tecnologico verso le aziende.
                                                                          Abbiamo avuto e abbiamo ancora in
                                                                          corso varie collaborazioni con azien-
                                                                          de del territorio per utilizzare archi-
                                                                          tetture CNN in ambito industriale, ad
                                                                          esempio per riconoscere la presenza
                                                                          di sporco nelle strade, o la posizione
                                                                          3D di oggetti, classificare prodotti
                                                                          ortofrutticoli buoni o da scartare.
                                                                          Abbiamo anche applicato queste reti
                                                                          in ambito creativo, grazie a una lunga
                                                                          collaborazione con la multinazio-
                                                                          nale tedesca Adidas, dove abbiamo
                                                                          utilizzato le CNN per riconoscere in
                                                                          automatico le caratteristiche dei loro
                                                                          capi di abbigliamento (come la forma
                                                                          del collo, tipo e grandezza del logo,
                                                                          tipologia di vestito, ecc.), ma anche
                                                                          per generare (tramite le GAN) delle
                                                                          immagini di scarpe per la successiva
                                                                          stagione. In quest’ultimo caso, la rete
                                                                          viene addestrata con molte immagini
                                                                          di modelli di scarpe reali di Adidas e
                                                                          poi genera esempi “plausibili” di scar-
                                                                          pe. L’idea non è sostituirsi al designer
                                                                          (la creatività queste reti, e il compu-
                                                                          ter in generale, non l’hanno ancora
                                                                          imparata!), ma fornire suggerimenti
                                                                          da cui prendere spunto.
                                                                          Un altro settore in forte espansione è
                                                                          quello delle reti generative avversarie
                                                                          (GAN), quelle, per intenderci, che han-
                                                                          no reso possibile lo sviluppo della famo-
figura 4. Esempi di applicazioni delle GAN per generazione di immagini.   sissima app “FaceApp” per smartphone.

                                                                                                                      13
altro protagonista, spesso raggiun-
                                                                                                  gendo livelli di verosimiglianza difficili
                                                                                                  da distinguere all’occhio umano. Po-
                                                                                                  tremmo in futuro ritoccare la nostra
                                                                                                  foto per renderci più giovani o con
                                                                                                  capelli più folti. Un altro esempio è
                                                                                                  riportato in figura 5 dove si vedono 8
                                                                                                  immagini. Se le dicessi che solo una
                                                                                                  è generata, saprebbe dirmi quale?
                                                                                                  È quindi chiaro che alla questione
                                                                                                  dell’etica si aggiunge anche quella
                                                                                                  della contraffazione, per fortuna limi-
                                                                                                  tata alle immagini e non ai prodotti
                                                                                                  reali. Per ora, almeno.
                                                                                                  Però è chiaro che il problema non è
                                                                                                  nello strumento, quanto nell’uso che
                                                                                                  se ne fa. Tant’è che proprio recente-
                                                                                                  mente la Commissione Europea ha
     figura 5. Sette immagini reali e una generata da una GAN: quale?                             pubblicato una proposta di regola-
     Ci descrive il modello, le applicazioni e       re casuale, l’altra (discriminatore)         mento sull’intelligenza artificiale, di
     gli aspetti più rilevanti anche dal punto       che viene addestrata a riconoscere           cui il deep learning è una sotto-bran-
     di vista dell’etica della ricerca?              sempre meglio un’immagine vera di            ca, che mira a tutelare i diritti e i
                                                     quella classe da una falsa (figura 3).       valori dell’Europa in alcune applica-
     Mentre le CNN sono reti cosiddette
                                                     Queste reti competono fra loro fino          zioni ad alto rischio dell’intelligenza
     “discriminative” (in grado di distin-
                                                     a che nessuna delle due riesce più a         artificiale come, ad esempio, l’iden-
     guere, riconoscere, localizzare, ecc.),
                                                     superare l’altra in bravura: il falsario     tificazione biometrica da remoto o il
     le GAN sono reti “generative”, cioè
                                                     (generatore) è riuscito a produrre im-       social scoring.
     in grado di generare dati (in questo
     caso immagini). Si basano sulla teo-            magini così realistiche che il detective     Vostri contributi in questo settore?
     ria dei giochi di John Nash. L’esempio          (discriminatore) non è più in grado di
                                                     distinguere una falsa da una vera.           Come detto in precedenza, stiamo
     tipico del “gioco” è quello di un falsa-                                                     lavorando molto sull’uso di GAN
     rio (o forger) di quadri e dell’esperto         Le applicazioni vanno dalla gene-            in uno scenario di few- o zero-shot
     d’arte (o detective). Il falsario cerca di      razione di immagini per coadiuvare           learning. Prima con algoritmi di
     fare quadri falsi sempre più autentici          alcuni processi (come nell’esempio           meta-learning, adesso cercando di
     e l’esperto (che conosce i veri quadri          delle scarpe di Adidas), alla modifica       comprendere e manipolare il latent
     di quel pittore) cerca di migliorare            di caratteristiche visuali della faccia      space. Abbiamo anche lavorato molto
     sempre più nel riconoscere il vero              di una persona, come nel caso di Fa-         sullo sfruttamento del meccanismo
     quadro dal falso. E competono, nel              ceApp, alla generazione di immagini          della cosiddetta attenzione. Queste
     senso che il falsario cerca di imparare         partendo da un’immagine e applican-          reti (sia CNN che GAN) durante
     dall’esperto come riesce a distin-              do lo stile di un’altra (style transfer),    l’addestramento e nei vari layer si
     guere i veri quadri dai falsi, mentre           o anche generare immagini partendo           focalizzano su certe parti dell’imma-
     l’esperto cerca di capire dal falsario          da un testo descrittivo (figura 4).          gine con il maggiore contenuto infor-
     come fa a riprodurre il tratto di un            Quest’area di ricerca è molto florida        mativo rispetto all’obiettivo che viene
     certo pittore. È un processo iterativo          e promettente, ma pone, come molti           loro assegnato. È possibile sfruttare
     che conduce entrambi a migliorarsi.             altri campi dell’intelligenza artificiale,   questa focalizzazione (o attenzione)
     Allo stesso modo, una GAN (Gene-                anche problemi di etica. L’esempio           per migliorare le prestazioni della
     rative Adversarial Network) ha due              classico è quello del cosiddetto “deep       GAN. Ad esempio: se la classe da
     reti (varianti di CNN), una (generato-          fake”. Esistono esempi, anche emersi         applicare all’immagine è la barba
     re) che viene addestrata a generare             nella cronaca quotidiana, in cui, con        otterrò sicuramente un risultato più
     sempre meglio un’immagine di una                queste tecniche, è possibile creare          realistico se riesco ad addestrare
     certa classe (ad esempio, una cifra             video o immagini sostituendo, ad             la rete a focalizzarsi sulla parte del
     scritta a mano) partendo da rumo-               esempio, al protagonista originale un        mento e non sulla fronte.

       Intelligenza Artificiale in Regione ER
       A livello di Regione Emilia-Romagna, il tema dell’Intelligenza Artificiale è oggetto di grande attenzione: “Tra le
       varie iniziative – racconta Prati - si possono citare le iniziative nell’ambito dell’Associazione Big Data (https://as-
       sociazionebigdata.it/) e del Competence Center Bi-Rex (https://bi-rex.it/) a cui l’Università di Parma partecipa.
       Personalmente sono poi coinvolto in un gruppo di lavoro costituito a livello regionale sull’Intelligenza Artificiale,
       di cui faccio parte insieme al prof. Federico Bergenti, in rappresentanza del nostro Ateneo. Il gruppo, fortemente
       voluto dagli assessori regionali Paola Salomoni e Vincenzo Colla, ha ricevuto mandato di pensare ad iniziative a
       livello regionale sull’IA in tema di progettualità, ricerca e formazione. L’obiettivo ambizioso è essere pronti, come
       Regione, ad attrarre eventuali finanziamenti sul tema dal prossimo Recovery Fund”.

14                     giugno 2021
SE LA GIUSTIZIA VIAGGIA TRA ALGORITMI
E DATABASE IN PRIMO PIANO VANNO SEM-
PRE TENUTI I DIRITTI                                                                    Lucia Scaffardi

La scienza giuridica è sempre più permeata e condizionata dalla tecnologia. Viviamo
in un’epoca in cui le infrastrutture informatiche “intercettano” il quotidiano: immagini,
visi e dati di ogni genere che corrono in rete. Se giustamente la tecnologia e il sapere
scientifico diventano strumenti indispensabili al servizio del giudice è altrettanto giu-
sto che non vadano a ledere i diritti della persona.
Questi i temi che la prof.ssa Lucia Scaffardi del Dipartimento di Giurisprudenza, Studi
politici e Internazionali esplora da anni nelle sue ricerche.
Docente di Diritto Pubblico Comparato e coordinatrice del Progetto BRICS Parma, la
prof.ssa Lucia Scaffardi ha avuto incarichi di rilievo istituzionale nel Comitato Naziona-
le di Biosicurezza, Biotecnologie e Scienze della Vita (CNBBSV) e come consigliere giu-
ridico della Presidenza del Consiglio. Le dinamiche che intersecano diritti individuali
e tutela della sicurezza collettiva l’hanno portata ad approfondire gli studi sull’utilizzo
dei dati genetici e biometrici, il riconoscimento facciale e l’identità digitale e genetica.

Le forze dell’ordine, per combatte-          comunità. In questa lotta incessante,        la legge deve determinare fino a che
re la criminalità organizzata e non,         le tecnologie informatiche, che ogni         punto si può spingere la tecnologia
si dotano di strumenti sempre più            giorno propongono nuove soluzioni            grazie alla quale è oggi possibile uti-
all’avanguardia, di tecnologie informa-      di contrasto e controllo, sono un            lizzare informazioni “personalissime”,
tiche spesso coniugate all’ intelligenza     alleato importante.                          una volta chiamate sensibili, a partire
artificiale. Chi definisce il rapporto tra   Il giurista deve però contemperare           da quelle genetiche.
diritto e tecnologia?                        risultato e garanzie, efficienza e tute-
                                                                                          Nel 2009 viene istituita in Italia la
Ho iniziato ad occuparmi di que-             le. Diversamente il rischio di possibili
                                                                                          Banca Dati del DNA, ma arriviamo al
ste tematiche con l’esplodere del            violazioni dei diritti fondamentali
                                                                                          2017 per vederla finalmente operativa.
terrorismo internazionale. Erano gli         può divenire superiore ai vantaggi
                                                                                          La velocità della tecnologia non va di
anni dell’attentato alle Torri Gemelle       attendibili. Per questo servono regole
                                                                                          pari passo con la complessità dell’im-
quando si avvertì improvvisamente            chiare e condivise, in grado di garan-
                                                                                          pianto normativo, ce ne può parlare?
l’esigenza di un coordinamento a             tire che l’utilizzo trasparente delle
                                             informazioni (non dimentichiamo              Come giustamente osserva, sono
livello globale per affrontare l’emer-
                                             che stiamo vivendo nell’era dei big          stati necessari purtroppo molti anni
genza. Ma la lotta al crimine non è da
                                             data) sia gestito nel pieno rispetto         per dare piena attuazione alla legge
leggersi solo sul piano globale, quan-
                                             della tutela della privacy individuale e     italiana, frutto di un iniziale accor-
to anche su quello della quotidianità,
                                             collettiva. I database sono uno stra-        do (Prüm) tra alcuni Paesi europei,
per preservare la sicurezza delle
                                             ordinario patrimonio di indagine, ma         accordo poi trasposto anche nei

                                                                                                                                    15
Trattati. È vero, adesso l’Italia si è do-        genetici e dell’introduzione del ricono-
     tata di questo importante strumento,              scimento facciale. A che punto siamo?
     attraverso una sorta di co-gestione               È così, la Ue ha commissionato studi
     tra Ministero dell’Interno e Ministero            sul rafforzamento degli strumenti
     della Giustizia, ma i casi trattati (e            normativi ed operativi di scambio di
     risolti) sono ancora limitati rispetto            dati genetici e sull’ampliamento della
     a quanto potenzialmente si potrebbe               cooperazione tra forze dell’ordine
     fare, proprio per la lentezza che ha              mediante l’impiego di dati biometrici,
     caratterizzato il processo di imple-              nonché della tecnica del riconosci-
     mentazione del database nel nostro                mento facciale (figura 2). Queste          figura 2. Sistema di riconoscimento facciale.
     Paese (figura 1).                                 analisi e gli studi preliminari hanno lo   forma di sorveglianza indiscriminata
                                                                                                  di massa”. Ecco, installare telecamere
                                                                                                  che possano consentire di effettuare
                                                                                                  un raffronto tra le immagini facciali
                                                                                                  captate e quelle contenute in una
                                                                                                  banca dati (“watch list”), contenente
                                                                                                  fino a 10mila volti, costituisce una
                                                                                                  interferenza nella vita privata delle
                                                                                                  persone che non può essere giusti-
                                                                                                  ficata, neppure dalla fondamentale
                                                                                                  finalità di prevenzione e repressione
                                                                                                  dei reati, qualora tutto ciò non sia
                                                                                                  previsto da una legge approvata dal
                                                                                                  Parlamento. Una normativa apposita
                                                                                                  sarebbe in grado di svolgere tutte
                                                                                                  le verifiche del caso sulla possibile
                                                                                                  lesione dei diritti dei cittadini, spesso
                                                                                                  ignari di subire “possibili schedature
                                                                                                  di massa”, nonché a stabilire speci-
                                                                                                  fiche tutele e modalità di impiego e
                                                                                                  funzionamento (come ad esempio
                                                                                                  i tempi di conservazione di questi
     figura 1. Il DNA dell’informazione genetica, che contraddistingue ogni individuo.            dati). Insomma, il pericolo potremmo
                                                                                                  riassumerlo ricordando un famoso
                                                       scopo di comprendere le difficoltà in      libro di orwelliana memoria: 1984.
     Aspetto positivo, però, è come il                 cui il legislatore UE potrebbe incorre-
     nostro Paese abbia scelto un ap-                  re nell’approvare norme troppo inva-
     proccio garantista per l’utilizzo delle           sive nei confronti della sfera privata
     informazioni genetiche, recependo                 dei suoi cittadini.
     al proposito anche le decisioni della             Per esemplificare uno di questi profili
     Corte europea dei diritti dell’uomo.              problematici, possiamo richiama-
     Quest’ultima era stata chiamata a                 re un recente pronunciamento del
     intervenire per valutare il rispetto              Garante della Privacy italiano che
     dei diritti sanciti dalla Convenzione             è destinato ad avere grandissimo
     Europea per la salvaguardia dei Diritti           rilievo, anche perché finisce per det-
     dell’Uomo e delle libertà fondamen-               tare i tempi della piena adozione di
     tali (CEDU) da parte di normative che             tecnologie per la sicurezza. Lo scorso
     alcuni Paesi avevano adottato e che               16 aprile il Garante per la Protezione
     avevano provocato evidenti lesioni                dei Dati personali ha infatti “boccia-
     dei diritti alla privacy e alla protezione        to” l’utilizzo del sistema di riconosci-
     dei dati. Addirittura era stato possi-            mento facciale “Sari Real Time” da
     bile in un Paese UE conservare nel                parte del Ministero dell’Interno.
     database nazionale i dati genetici di             Secondo il Garante, in linea con
     soggetti che erano solo stati sospet-             quanto stabilito dal Consiglio d’Euro-
     tati di aver commesso crimini, ma                 pa, “il sistema, oltre ad essere privo
     che erano stati poi assolti dei reati             di una base giuridica che legittimi il
     loro ascritti (fra questi anche minori).          trattamento automatizzato dei dati
     L’Unione Europea sta riflettendo da               biometrici per il riconoscimento           figura 2. Orwell, George. 1984, a Novel.
     tempo su questi temi, in particolare              facciale a fini di sicurezza, realizze-    New York: New American Library, 1949,
     sull’ampliamento dello scambio di dati            rebbe per come è progettato una            Digital Collections at the University of
                                                                                                  Maryland.

16                     giugno 2021
Nel suo ultimo lavoro, pubblicato          parlare della quantità di telecamere       i dati, le informazioni e le abitudini
sulla rivista “Federalismi.it”, parla      e strumenti di controllo di massa          delle persone senza regola alcuna. Il
di “Next Generation Prüm” e della          sempre più intelligenti e pervasivi,       pensiero corre –anche se l’epoca sto-
disomogeneità tra Stati membri. Quali      gestiti spesso da privati o da grandi      rica era diversa e le ragioni politiche
sono criticità e potenzialità di questo    società. Queste le criticità che l’Euro-   dello spionaggio evidenti– a quanto
percorso?                                  pa è chiamata ad affrontare, ma che        tratteggiato nello splendido film “Le
Il progetto “Next Generation Prüm”         soprattutto gli Stati dovrebbero con-      vite degli altri”.
vorrebbe un ampliamento dell’utiliz-       siderare prioritariamente. Con questo
                                                                                      Si tratta del resto di un processo
zo dei dati, per quanto riguarda quelli    non voglio ‘demonizzare’ in toto
                                                                                      dialettico inevitabile: da una parte
genetici, con un utilizzo transfronta-     l’impiego di questi nuovi strumenti
                                                                                      l’incessante sviluppo tecnologico e
liero sempre più ampio degli stessi        e l’utilizzo dei dati biometrici per ga-
                                                                                      dall’altra la libertà individuale, due
e con la possibilità di aggiungervi        rantire una corretta ed univoca iden-
                                                                                      facce della società contemporanea in
anche dati biometrici provenienti da       tificazione: in alcuni Paesi al mondo
                                                                                      continua evoluzione.
sistemi di riconoscimento faccia-          (pensiamo ad esempio alla Colombia
                                           o al Pakistan) questi mezzi innovativi     Esiste qualcosa di più universale e
le. Tutto ciò da scambiare su base
                                           vengono utilizzati per sconfiggere la      importante della libertà? Non è una
europea.
                                           pandemia e per garantire una corret-       domanda retorica ovviamente e oggi,
I problemi non sono pochi già sul pri-                                                dopo la pandemia, lo comprendiamo
                                           ta ed efficiente gestione dell’accesso
mo punto, nel senso che all’interno                                                   ancor meglio. Libertà e tecnologia
                                           alle vaccinazioni. Servono però regole
dell’Europa diverse sono le legislazio-                                               non devono diventare i punti estremi
                                           chiare e specifiche, in grado di limi-
ni e non perfettamente armonizzate.                                                   di un rapporto antitetico; seguendo
                                           tare al minimo il rischio di abusi o di
Per fare un esempio, in alcuni Paesi                                                  con attenzione il dettato costituzio-
                                           pratiche pericolose ed incontrollate
solo persone condannate vedono i                                                      nale, le tecnologie volte alla repres-
                                           di sorveglianza.
loro dati genetici inseriti nelle Banche                                              sione del crimine devono divenire uno
Dati, mentre in altri i dati inseriti      Possiamo definirla una nuova sfida per     strumento per accrescere la libertà
possono essere anche di persone            l’Unione Europea?                          stessa. È in gioco il rapporto tra
semplicemente sospettate, seppur           Sì, lo è e non c’è tempo da perdere.       rispetto della persona umana e volon-
per reati gravi. Si intuisce come si       Una regolamentazione chiara dello          tà dello stato di prevenire il crimine.
creino degli squilibri sul sistema. È      scambio delle informazioni, unita ad       Ma le operazioni di bilanciamento dei
invece ancora tutto da considerare         un ampliamento ragionato e condivi-        molteplici valori Costituzionali in gio-
il tema del riconoscimento facciale        so delle categorie di dati che possono     co devono sempre avvenire all’interno
dove gli interventi legislativi in Euro-   essere trasmesse, è ciò di cui non         di confini (limiti) indicati.
pa sono ancora residuali e si iniziano     solo la UE ha bisogno per garantire la     Personalmente sono affascinata
a riscontrare le prime pronunce di         sicurezza ai suoi cittadini, ma anche      da queste tematiche, alle quali mi
giudici che, in assenza di norme spe-      e soprattutto per dare senso pieno         dedico attraverso il prisma del diritto
cifiche, cercano di riportare i diritti    alla “politica” comunitaria di garan-      comparato da anni, ma parimenti
dei cittadini in primo piano.              zie.                                       non posso che essere preoccupata,
Per tutto questo, da studiosa, non         Il grande tema che si sta facendo          anche da cittadina, di come l’e-
posso che essere preoccupata:              strada e che ha sollevato polemi-          quilibrio tra sicurezza e tutele dei
i rischi per i diritti fondamentali        che a livello globale è quello del         diritti possa essere quotidianamente
aumentano se pensiamo, ad esem-            riconoscimento facciale. Non sono          messo in discussione dall’ingresso in
pio, allo scambio di dati biometrici,      una “fondamentalista” delle tutele         campo di una nuova tecnologia, dalle
sempre più a portata di mano anche         personali e collettive, ma non si può      potenzialità tutte da verificare, che
con l’utilizzo quotidiano di apparec-      neppure immaginare che si possano          necessitano del vaglio di un legislato-
chi telefonici e informatici, per non      liberamente utilizzare le immagini,        re (politico) attento.

  Next Generation Prum

  Potete leggere l’articolo a questo indirizzo https://www.federalismi.it/nv14/articolo-documento.cfm?Artid=45094

                                                                                                                                 17
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