Un nuovo strumento scientifico ideato tra Bari e Palermo promette di cambiare il modo in cui comprendiamo la realtà. Dalla collaborazione tra il Dipartimento Interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari e il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Palermo, insieme alle Università di Trento, Novi Sad (Serbia) e Ghent (Belgio), nasce infatti un approccio innovativo per svelare le connessioni nascoste nei sistemi complessi: dai meccanismi che regolano la salute umana fino ai fenomeni climatici globali.
Lo studio, dal titolo “Partial Information Rate Decomposition”, è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters e porta la firma di Sebastiano Stramaglia, direttore del Dipartimento di Fisica dell’Università di Bari, del gruppo palermitano coordinato da Luca Faes e composto da Laura Sparacino e Yuri Antonacci, insieme a Gorana Mijatovic, Leonardo Ricci e Daniele Marinazzo. La ricerca si concentra sulle interazioni di ordine superiore, ossia quei legami che non si manifestano tra due sole componenti, ma tra gruppi di elementi che agiscono insieme all’interno di un sistema complesso. “Il nostro metodo – spiega Stramaglia – consente di misurare come gruppi di variabili interagiscono in modo coordinato e non semplicemente sommativo. Questo rappresenta un passo importante verso la comprensione quantitativa delle sinergie nei sistemi complessi”.
Il nuovo strumento supera i modelli tradizionali, che offrono solo una visione statica delle connessioni, e permette invece di analizzare fenomeni che evolvono nel tempo, come le onde cerebrali o i cambiamenti climatici. In medicina, apre prospettive inedite per comprendere come i sistemi fisiologici del corpo — cuore, cervello, apparato respiratorio — comunicano e cooperano tra loro, contribuendo al mantenimento dell’equilibrio vitale. In uno studio collegato, gli autori hanno applicato il metodo alla cosiddetta network physiology, evidenziando come le interazioni tra attività cardiaca, respiratoria e cerebrale contribuiscano al benessere complessivo dell’organismo. “L’integrazione con strumenti di intelligenza artificiale – aggiunge Stramaglia – potrà consentire di gestire enormi quantità di dati fisiologici, aprendo la strada a una medicina personalizzata e predittiva, capace di riconoscere in anticipo gli squilibri tra organi e sistemi”.
Ma i possibili campi di applicazione non si fermano alla biologia. Lo stesso approccio, applicato a dati meteorologici globali, ha permesso di individuare sinergie nascoste tra oscillazioni di temperatura e pressione, fornendo nuove chiavi di lettura per fenomeni come El Niño. Capire come agiscono insieme più variabili climatiche può aiutare a prevedere e mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici su scala planetaria. “Questa metodologia – conclude Stramaglia – offre una prospettiva completamente nuova: ci permette di penetrare nei meccanismi cooperativi che governano il mondo, dalla fisiologia umana ai processi naturali, e rappresenta una base su cui costruire la conoscenza scientifica del futuro”.
