La teoria dei giochi incontra la biologia a vantaggio della medicina
La teoria evolutiva dei giochi si è dimostrata un prezioso insieme di strumenti per comprendere e analizzare complessi sistemi biologici. Il progetto FourCmodelling, finanziato dall’UE, ha impiegato questa teoria nel campo della ricerca prendendo in considerazione quattro concetti complementari. Le «FourC», ovvero quattro C, a cui si riferisce il nome del progetto indicano la prima lettera delle parole conflitto, concorrenza, cooperazione e complessità. FourCmodelling ha portato alla pubblicazione di 78 documenti di ricerca che hanno visto la partecipazione di 95 autori. Le collaborazioni nell’ambito dei sottoprogetti hanno condotto allo sviluppo di sforzi di lavoro congiunti, «una sfida significativa» secondo quanto ha affermato Mark Broom, docente di matematica presso la City University di Londra e coordinatore del progetto. «Tali documenti trasversali sono più difficili da redigere rispetto a quelli equivalenti nell’ambito dei sottoprogetti, in cui il lavoro viene svolto da squadre più consolidate». I partner hanno ospitato quattro workshop annuali condotti rispettivamente a Praga nel 2016, a Londra nel 2017, a Torino nel 2018 e a Maastricht nel 2019.
Sottoprogetti a sostegno dell’obiettivo congiunto
È stato effettuato uno sviluppo parallelo di quattro sottoprogetti intesi a modellare popolazioni strutturate, vincoli temporali, analisi di dati relativi a serie temporali complesse e informazioni sul cancro. Lo svolgimento di ciascuno di essi è stato incentivato da frequenti visite di ricerca, ognuna delle quali ha coinvolto una squadra di ricercatori europei e nordamericani e ha registrato interazioni e incontri a cadenza regolare. Lo scopo era quello di rafforzare e sviluppare collaborazioni di ricerca e di iniziare ad elaborare una teoria ricca e diversificata, ma al contempo coerente, che potesse garantire un’ampia applicabilità. Ricercatori sia nella fase iniziale che in quella avanzata della propria carriera hanno tratto vantaggio dallo sviluppo delle collaborazioni esistenti, tra cui estesi periodi di ricerca. I ricercatori impegnati nei primi due sottoprogetti hanno sviluppato una significativa interazione di ricerca attraverso il coinvolgimento attivo in diversi documenti congiunti, il che ha portato all’unificazione di due differenti metodologie di modellizzazione e a conseguenti vincoli temporali e fattori spaziali. I ricercatori che hanno partecipato al terzo sottoprogetto hanno sviluppato una metodologia e un software volti ad analizzare le serie temporali e a individuare le prove di eventi significativi. Le tecniche studiate sono applicabili in una vasta gamma di campi, tra cui quello relativo alla diffusione delle epidemie. La ricerca effettuata nel corso del quarto sottoprogetto ha dimostrato la necessità di un cambiamento di paradigma nel trattamento dei tumori metastatici, ovvero di una transizione verso l’utilizzo di terapie evolutive, come conseguenza dei concetti fondati sulla teoria dei giochi sviluppati nell’ambito di questo progetto e del successo ottenuto dalle sperimentazioni cliniche basate sulla teoria dei giochi. Un documento correlato, «Optimizing Cancer Treatment Using Game Theory – A Review» (ovvero «Una rassegna sull’ottimizzazione del trattamento dei tumori grazie alla teoria dei giochi»), è stato pubblicato sulla rivista «JAMA Oncology».
Dalla collaborazione all’innovazione e al networking
Uno dei più importanti obiettivi della sovvenzione è stato il proseguimento del progetto congiunto svolto dalle diverse squadre tramite lo svolgimento di ulteriori ricerche e la costruzione di una rete di istituzioni di ricerca attive in questo campo di studi. Il consorzio ha quindi sviluppato con successo una domanda di sovvenzione per la ricerca nel quadro della Rete di formazione innovativa Marie Skłodowska-Curie, basandosi sulla rete esistente. Questo sussidio avrà inizio nel marzo del 2021 e vedrà il coinvolgimento di quasi tutte le organizzazioni partecipanti a questa prima sovvenzione MSCA-RISE, nonché di quindici ulteriori associazioni. La sovvenzione si incentrerà sulla formazione di 15 ricercatori nella fase iniziale, ciascuno dei quali ne usufruirà in un diverso centro ospitante, ampliando il fondamento accademico originale del progetto mediante la futura inclusione di un numero molto maggiore di organizzazioni a carattere non accademico, quali imprese e ospedali.
Parole chiave
FourCmodelling, ricerca, teoria dei giochi, evoluzione, popolazioni, conflitto, concorrenza, cooperazione, complessità, modellizzazione, biologia
