Un modello matematico per capire come batte il cuore, per quantificare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari tramite la definizione di nuovi biomarcatori: è il problema scientifico irrisolto dagli Anni 90 del Novecento a cui ha risposto uno studio toscano, condotto in collaborazione fra il dipartimento di Ingegneria dell’informazione e dipartimento di Matematica dell’università di Pisa.
"La scoperta - spiega l'ateneo pisano - porta a una maggior comprensione della dinamica del sistema cardiovascolare aprendo la strada alla definizione di nuovi biomarcatori in grado di quantificare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari".
Lo studio applica infatti un metodo matematico innovativo alla serie ricavata dalle misure della frequenza cardiaca e ha stabilito che la dinamica del sistema cardiovascolare è regolare e non caotica.
“Gli intervalli di tempo tra battiti cardiaci consecutivi – spiega Martina Bianco, dottoranda in ingegneria biomedica e con una laurea in matematica alle spalle – formano una serie chiamata serie della Variabilità della Frequenza Cardiaca (HRV). Questa serie, composta da intervalli successivi ottenuti dell’elettrocardiogramma deriva da molteplici input fisiologici, come quelli del sistema nervoso centrale, simpatico e parasimpatico, la respirazione, la pressione sanguigna e l’attività ormonale”.
“Il metodo sviluppato – aggiunge Gaetano Valenza, docente di bioingegneria all’Università di Pisa – consente di avere una conoscenza più approfondita del sistema cardiovascolare e, più in generale, delle dinamiche neurofisiologiche. Questa maggiore conoscenza ci potrebbe consentire, per esempio, di definire nuovi biomarcatori in grado di quantificare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari, che ancora oggi rimangono una delle principali cause di morte a livello mondiale.”
Un premio internazionale
Il lavoro ha già ricevuto il prestigioso riconoscimento internazionale “Best Student Paper Award”. Gli autori sono Martina Bianco, dottoranda al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e prima autrice dell’articolo, Andrea Scarciglia e Gaetano Valenza (Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione ) e Claudio Bonanno (Dipartimento di Matematica).
La conferenza che ha premiato i ricercatori toscani ha visto la partecipazione di studiosi da oltre 70 paesi, e l’articolo premiato ha superato la concorrenza di lavori di ricercatori da Cina, Giappone, Australia, Messico, Stati Uniti, Emirati Arabi e diversi stati europei.
“Questo riconoscimento – conclude Claudio Bonanno, docente di fisica matematica all’Università di Pisa – premia innanzitutto il lavoro di tesi di Martina, ma anche quello di Andrea, anche lui laureato in matematica e con la cui tesi è iniziata la collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione. Premia anche il coraggio di Martina e Andrea nel decidere di spendere le loro competenze matematiche nelle applicazioni alla bioingegneria".