Scienza e novità – nuove strategie chimiche per l’agricoltura

In questi giorni si leggono tanti soloni discettare di dogmatismo scientifico perché il mondo accademico, almeno una parte consistente di esso, bolla come pseudoscientifiche le elucubrazioni esoteriche di chi cerca di ammantare di scientificità la pratica agricola che va sotto il nome di biodinamica®. Ricordo brevemente che si tratta di una pratica che si basa sulle concezioni filosofiche di Rudolf Steiner, vissuto tra il 1861 ed il 1925, il quale dettò alcune regole per la produzione alimentare che avevano come obiettivo l’equilibrio “spirituale” tra l’uomo e la Terra. Non è questo il momento per evidenziare le sciocchezze di Steiner. Ne ho scritto qualcosa qui e recentemente, assieme ad Enrico Bucci, ne ho parlato anche qui. Voglio, piuttosto, centrare l’attenzione sul fatto che i soliti redivivi Giordano Bruno e Galileo Galilei pensano di essere innovativi e che la scienza ufficiale brutta e cattiva si opponga alle loro novità per motivi economici o di arrivismo carrieristico. Tralasciando queste accuse che qualificano solo chi le fa, è da un po’ di tempo che non racconto di novità in ambito scientifico. Oggi voglio raccontarvi di nuove scoperte che la chimica – sì, proprio quella che produce le tanto vituperate sostanze tossiche (qui, per esempio) – sta facendo per aiutare la produzione agricola.

Chi mi segue sa che qualche volta ho parlato delle grandi scoperte scientifiche. Tra queste bisogna certamente annoverare il processo Haber-Bosch grazie al quale è possibile convertire l’azoto molecolare in ammoniaca.

Vi chiederete: embé?

Da un punto di vista chimico, l’azoto molecolare (N2) è una delle molecole più stabili (ovvero irreattive) che esistano in natura. L’energia di dissociazione della molecola di azoto è di circa 900 kJ mol-1. Ai non chimici questa informazione quantitativa è inutile. Vediamo di trasformarla in qualcosa di più comprensibile.

La reazione del processo Haber-Bosch (che potete trovare descritta qui) è:

N2 + 3H2 = 2NH3

Per ottenere questa conversione attualmente bisogna operare a 500 °C (contro i 600 °C del processo originario) e 150 bar (contro i 300 bar del processo originario). In altre parole, occorre una temperatura particolarmente alta (voi mettereste la mano nel piombo o nel rame fusi? Ecco…neanche io. 500 °C è una temperatura alla quale sia il rame che il piombo sono in fase liquida) ed una pressione altrettanto drastica (150 bar corrispondono approssimativamente alla pressione esercitata dall’acqua quando scendiamo ad una profondità di circa 1500 m).

L’importanza di questa reazione è legata al fatto che l’aria che noi respiriamo è costituita per l’80 % di azoto molecolare che è, quindi, disponibile a basso costo. La conversione Haber-Bosch consente di ottenere ammoniaca dalla quale poter, poi, sintetizzare molecole quali il solfato di ammonio che vengono usate, tra l’altro, per arricchire di azoto disponibile i suoli. Ricordo che l’azoto è un elemento importantissimo non solo per l’uomo, ma anche per le piante – ed in generale per tutti gli esseri viventi. Il motivo è che esso è presente in molecole come DNA e RNA, e nel nostro corredo proteico. Una carenza di azoto porta le piante a condizioni di stress in quanto esse non sono in grado di sintetizzare le predette molecole. Vi renderete conto, quindi, che l’uso di concimi a base di azoto è estremamente importante per conservare la fertilità dei suoli (che è la capacità di un suolo di sostenere la vita) e consentire la produzione alimentare per fornire sostentamento alla popolazione mondiale attualmente ancora in crescita.

Ebbene, fatta questa lunga premessa su un processo chimico oggi molto importante per le sue implicazioni in agricoltura, veniamo alla novità (l’articolo originale è qui. Se non avete possibilità di accesso a JACS, potete leggerne un riassunto qui).

Ricercatori statunitensi si sono messi a studiare in modo sistematico un fenomeno dall’apparente non riproducibilità.

Circa 75 anni fa si osservò che il biossido di titanio (TiO2), un composto inorganico usato come catalizzatore nella chimica verde, come sbiancante nelle vernici e nei dentifrici, nella forma allotropica indicata come rutilo  (Figura 1) riesce a convertire l’azoto molecolare in ammoniaca secondo lo schema riportato più su in condizioni molto blande, ovvero temperatura e pressione ambiente.

Figura 1. Struttura del rutilo (Fonte)

Il fenomeno veniva osservato solo saltuariamente. Tuttavia, nel tempo un certo numero di ricercatori ha condotto studi computazionali dai quali si è evinto che la non ripetibilità della conversione era legata al fatto che centro dell’attenzione nell’ottenimento del biossido di titanio era un prodotto con elevato grado di purezza. Quando tracce di impurezze carboniose erano presenti sulla superficie del catalizzatore, esso funzionava ottimamente a temperatura e pressione ambiente per convertire azoto molecolare in ammoniaca. Nel lavoro su JACS (una delle riviste più autorevoli della American Chemical Society) sono riportate finalmente le prove sperimentali di quanto ottenuto attraverso la computazione.

Qual è la morale di questa storia. I “bufalari” sono usi opporsi alla scienza perché definiscono gli scienziati chiusi nelle loro posizioni dogmatiche. Questi ignoranti ed arroganti neanche si rendono conto che se un fenomeno non viene osservato, non c’è nessun motivo per studiarlo. Quali ipotesi si dovrebbero formulare se il fenomeno semplicemente non esiste? Invece, la conversione di azoto in ammoniaca, sebbene saltuaria, era evidente. Bisognava solo capire quali fossero le condizioni necessarie a rendere ripetibile e riproducibile il fenomeno. Una volta individuate queste condizioni, si è ottenuta la fissazione dell’azoto in modo più conveniente del processo Haber-Bosch. Si tratta ora solo di replicare lo studio in laboratori indipendenti e ingegnerizzate il tutto in modo da produrre fertilizzanti a costo molto più basso dell’attuale.

Altro che le scemenze sulla biodinamica o sulla agro-omeopatia che esistono solo nella testa dei seguaci di queste pseudoscienze.

Fonte dell’immagine di copertinahttp://www.fritegotto.it/News-Due-moli-di-azoto-e-tre-di-idrogeno/

Salute e Società. Tra scienza e pseudoscienza: lo streaming

Il 25 Ottobre 2018, presso il Dipartimento Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali dell’Università degli Studi di Palermo, si è concluso il primo CNMP workshop dal titolo “Salute e Società. Tra scienza e pseudoscienza”. Tanti i relatori: il Prof. Dobrilla, il Prof. Fuso, il Dr. De Vincentiis,  il Prof. Cappello, il Prof. Burioni, il Dr. Saia, il Prof. Bonaccorsi, il Dr. Cartabellotta, il Dr. Mercadante, ed io stesso.

In Figura 1 si riporta il programma completo col titolo degli interventi.

Figura 1. Programma dettagliato del Workshop

Obiettivo dell’evento è stato quello di avvicinare il mondo accademico alla società civile per far comprendere in cosa consista il lavoro scientifico e in che modo poter riconoscere le fake news (o bufale, che dir si voglia). Tra i partecipanti oltre a professionisti di ogni settore, anche tantissimi studenti (Figura 3).

Figura 2. Il pubblico di studenti e professionisti intervenuti al Workshop

È stata una grande soddisfazione vedere un numero così elevato di studenti. Questo vuol dire che anche le menti più giovani sono curiose ed hanno voglia di apprendere i meccanismi attraverso cui si possono riconoscere le pseudoscienze così da poter dare esse stesse un contributo attivo alla lotta contro maghi, imbonitori e truffatori.

L’evento è stato condiviso in diretta streaming dalla pagina facebook della C1Vedizioni.

Qui di seguito trovate i filmati caricati sul mio canale YouTube personale delle singole presentazioni. Nello stesso canale potete anche trovare lo streaming completo nel caso aveste voglia e tempo di (ri)vivere tutte le emozioni e gli errori tecnici che, inevitabilmente, accompagnano l’organizzazione di un evento complesso come un Workshop.

Introduzione della Dr.ssa Tocci e intervento del Prof. Giorgio Dobrilla

 Medicina insolita nell’era 2.0

Intervento del Prof. Silvano Fuso

Chimica buona e chimica cattiva

Intervento del Dr. Armando De Vincentiis

Scienza e autoinganni

Intervento del Prof. Roberto Burioni

I vaccini, la scienza e le bugie

Intervento del Prof. Francesco Cappello

Il ruolo dell’anatomia umana nella battaglia contro la pseudoscienza

Intervento del Prof. Gugliemo Bonaccorsi

Prevenire le bufale con l’Health Literacy

Intervento del Dr. Nino Cartabellotta

Miti, presunzioni ed evidenze: un mix di ingredienti e le fake news sono servite!

Intervento del Dr. Sergio Saia

Le bufale scientifiche sul frumento e sui derivati

Intervento del Dr. Francesco Mercadante

Incubatori di devianze. Il linguaggio dei social network tra paradossi, cattiverie e mondi impossibili

Intervento Prof. Pellegrino Conte e conclusioni

La chimica contro le bufale

I patrocini

L’evento ha ricevuto il patrocinio morale dell’Università degli Studi di Palermo (UNIPA), del Dipartimento Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali (SAAF), del Dottorato di Ricerca in Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali, della Associazione Italiana Società Scientifiche Agrarie (AISSA), della Società Italiana di Chimica Agraria (SICA), della Associazione Italiana di Ingegneria Agraria (AIIA), della Società Italiana di Pedologia (SiPE), della Società Italiana di Scienza del Suolo (SISS), del CICAP Puglia, della Fondazione GIMBE, della Società Italiana di Biologia Sperimentale (SIBS), dell’associazione dei Biologi Forensi (BIOFOR), dell’Associazione Studentesca Agraria Palermo (ASAP) e Intesa Universitaria (Figura 3).

Figura 3. Loghi delle Società ed Associazioni che hanno dato il patrocinio morale al Workshop “Salute e Società. Tra scienza e pseudoscienza”

 

Omeopatia, scienza e linguaggio

Oggi sul nostro canale scientifico abbiamo parlato del significato delle parole prese dal linguaggio scientifico e decontestualizzate. Tra gli esempi abbiamo discusso di omeopatia,  pratica pseudoscientifica che, nonostante lo sviluppo scientifico occorso negli ultimi 300 anni, viene ancora presa in considerazione come valida alternativa alla  pratica medica che fa uso del metodo scientifico per la cura di patologie più o meno gravi. Di omeopatia ho già scritto sia nel mio libro (Frammenti di Chimica. Come smascherare falsi miti e leggende) che in una serie piuttosto cospicua di articoli in questo blog (qui).

Fonte dell’immagine di copertina: https://www.telegraph.co.uk/news/health/alternative-medicine/8844461/Parents-face-inquiry-for-treating-son-with-alternative-medicine.html

Numeri, numerielli e numericchi: la qualità dei dati scientifici (aggiornamenti alla Parte II)

Interessante. Oggi parlavo con un collega che evidentemente sta seguendo i miei post sul blog, in particolare questi sugli errori, e mi faceva notare che anche io non sono esente da errori nel riportare correttamente le cifre significative di cui ho parlato qui. Dovrei stare attento quando giudico gli altri e scrivo certe cose perché io stesso sono suscettibile delle medesime critiche. Sono d’accordo. Anzi aggiungo che sono assolutamente d’accordo. Ma proprio per questo devo guardare anche a me stesso.

Ho controllato nei diversi lavori che ho pubblicato, avendo come traccia solo che si trattava di un lavoro degli inizi della mia carriera. In effetti è così. L’ho trovato. Si tratta di: Zena, Conte, Piccolo (1999) GC/ECD determination of ethylenethiourea residues in tobacco leaves, Fresenius Environmental Bulletin 8, 116-123. Si tratta di un lavoro in cui sono stati ricercati i prodotti di degradazione, anzi del prodotto di degradazione, di un fungicida usato nella coltivazione del tabacco. Le tabelle incriminate sono quelle che potete vedere in Figura 1 e Figura 2.

Figura 1. Tabella 1 con il numero non corretto di cifre significative
Figura 2. Altra tabella con errori nelle cifre significative

Si tratta di errori del tutto analoghi a quelli che ho denunciato nella Parte II di questo reportage.

Non è certo un caso che la rivista che ha accettato questo lavoro abbia un impact factor di 0.673 per il 2017/2018. In effetti una qualsiasi altra rivista più quotata quasi sicuramente non avrebbe fatto passare un lavoro con questi errori così evidenti. La qualità di questa rivista è valutabile al seguente link Fresenius Environmental Bulletin.

La Figura 3 mostra come si posiziona negli anni Fresenius Environmental Bulletin nei vari quartili che sono utilizzati per la valutazione della qualità di una rivista scientifica.

Figura 3. Posizionamento dei Fresenius Environmental Bulletin negli anni

Per i non addetti ai lavori, ogni rivista viene posizionata in un quartile in base all’importanza della rivista stessa. Il quartile più importante è indicato come Q1, poi a scalare ci sono Q2, Q3 e Q4. Le riviste che si posizionano in Q1 sono quelle più accreditate (Nature e Science, tanto per essere chiari), mentre più alto è il valore del quartile, meno importante è la rivista in cui si decide di pubblicare. Il codice dei colori riportato in Figura 3 mostra che Fresenius Environmental Bulletin per il 2017 si trova in Q4 per il settore Environmental Science e Q3 per i settori Pollution e Waste Management and Disposal.  La posizione migliore che questa rivista aveva nel 1999 era Q2 per Waste Management and Disposal.

Come fa una rivista a scendere così in basso nel posizionamento dei quartili? Uno dei motivi è che accetta lavori come il mio con errori così evidenti che non consentono agli stessi di far crescere la rivista in cui sono pubblicati.

Le quotazioni di una rivista crescono con la qualità dei lavori che essa accetta e pubblica. Lavori di bassa qualità non permettono alla rivista di essere catalogata tra quelle importanti per un determinato settore scientifico.

Volete sapere quale è stato l’impatto di questo mio lavoro nella comunità scientifica? Lo potete vedere nella Figura 4 che è ricavata dallo screenshot della mia pagina Google Scholar (qui).

Figura 4. Impatto del lavoro su Fresenius Environmental Bulletin nella comunità scientifica

Come vedete, dal 1999 ad oggi il lavoro è stato citato solo sei volte. In quasi venti anni sei citazioni sono davvero poche. Solo come confronto, nella Figura 4 è riportato anche l’impatto (in numero di citazioni) di altri due miei lavori. Evidentemente la qualità dei dati sperimentali descrivibile attraverso l’uso scorretto delle cifre significative riflette la qualità complessiva del lavoro che non è risultato utile alla comunità scientifica relativa al mio settore.

Devo ancora trattenermi in quel che dico o scrivo perchè alcuni ritengono che sottolineare il pressapochismo che sovente si nota nel riportare le cifre significative sia insignificante o, addirittura, sbagliato? No.
Anche io posso sbagliare, ma l’importante è stato imparare dai miei errori, non certo non commetterne mai. Anzi, sono molto grato al mio collega che ha avuto la costanza e la pazienza di andarsi a scaricare tutta (sic!) la mia produzione scientifica, leggere un bel po’ di lavori ed andare a spulciare nei meandri delle mie pubblicazioni se eventualmente ci fosse da segnalare al sottoscritto la presenza di sbagli, anche in pubblicazioni di quasi venti anni fa. Di questo lo ringrazio perchè la mia memoria non è così ferrea.
Ma, anche, questo mi permette di dire che tutti commettiamo errori e che non bisogna mai abbassare la guardia di fronte alla sciatteria scientifica se si ha la volontà di crescere e migliorare professionalmente.

Fonte dell’immagine di copertinahttps://saluteuropa.org/scoprire-la-scienza/chi-supervisiona-la-qualita-delle-pubblicazioni-scientifiche/

Numeri, numerielli e numericchi: la qualità dei dati scientifici (Parte III)

Nelle prime due parti del reportage sulla qualità dei dati scientifici ho posto l’attenzione sulla differenza tra riviste chiuse e riviste aperte (qui) e ho evidenziato che la scarsa qualità dei dati scientifici non riguarda solo i predatory journal, ma anche giornali ritenuti molto affidabili (qui). In altre parole ho puntualizzato che la cosiddetta bad science, ovvero ciò che sfocia nella pseudo-scienza, è trasversale; ne sono pervase un po’ tutte le riviste: siano esse predatory journal oppure no; siano esse open-access oppure no. Ne ho discusso anche altrove (per esempio qui e qui), quando ho evidenziato che lavori poco seri sono apparsi su Nature e Science (riviste al top tra quelle su cui tutti noi vorremmo pubblicare) e che più che dal contenitore, ovvero dalla rivista, bisogna giudicare la qualità di un lavoro scientifico sulla base di ciò che viene scritto. Nonostante questo, tutte le istituzioni accademiche e non, riconoscono che la probabilità di avere bad science in un predatory journal è più alta che nelle riviste considerate non predatory; per questo motivo tutte le istituzioni formulano delle linee guida per tenersi lontani da riviste di dubbia qualità.

In che modo difendersi dalla bad science delle riviste predatorie?

Esistono tanti siti al riguardo. Per esempio, la mia Università, l’Università degli Studi di Palermo, mette a disposizione una pagina (qui) in cui elenca una serie di siti web da cui attingere per valutare se una rivista è seria oppure no. In particolare, se la rivista in cui si desidera pubblicare è compresa negli elenchi dei link riportati ed è anche nella Beall’s list of predatory journals and publishers, con molta probabilità si tratta di un predatory journal a cui si raccomanda di non inviare il proprio rapporto scientifico. Se, invece, la rivista o l’editore sono negli elenchi citati ma non nella  Beall’s list of predatory journals and publishers, con buona probabilità si tratta di riviste non predatorie. Qual è il limite di queste raccomandazioni? I predatory journal spuntano come funghi per cui  è possibile che ci si imbatta in una rivista che non è stata ancora catalogata come predatoria. Cosa fare in questo caso? Bisogna ricordarsi che tutte le riviste predatorie hanno in comune alcuni caratteri essenziali che le distinguono dalle riviste più accreditate:

  1. Comitati editoriali anomali, non determinati o inesistenti
  2. Tendenza a pubblicare lavori scientifici in settori molto eterogenei tra loro
  3. Tasse per la pubblicazione estremamente basse (in genere meno di 150 €)
  4. Presenza di immagini sfocate o non autorizzate presenti nei loro siti web
  5. Richiesta di invio dei lavori mediante posta elettronica, spesso a indirizzi e-mail non professionali o non accademici, e non attraverso un sistema di invio on-line
  6. Mancanza di qualsiasi politica sulle ritrattazioni, correzioni, errata corrige e plagio (più della metà delle riviste più accreditate descrive nei propri siti web come comportarsi in ognuna delle quattro circostanze)
  7. Basso o inesistente valore di impact factor (IF)

Tutti questi caratteri possono essere presenti contemporaneamente o in parte in una data rivista. Tuttavia, la loro presenza non necessariamente deve essere indice di predazione. Infatti, per esempio, una rivista nuova non ha l’impact factor che si calcola confrontando il numero di citazioni di tutti gli studi pubblicati in un biennio col numero totale di studi pubblicati nello stesso biennio (qui). Questo significa che una rivista può cominciare ad avere un IF solo a partire dal terzo anno di vita. Se la rivista è di nuova fondazione, può attuare una politica di incentivazioni alla pubblicazione fornendo agevolazioni ai ricercatori che decidono di inviare il loro lavoro. Per esempio, la ACS Omega (una rivista ancora senza IF della American Chemical Society, ACS) permette la pubblicazione gratuita a chiunque disponga di voucher (del valore di circa 750 $) elargiti dalla ACS a ricercatori di paesi in via di sviluppo o con problemi di fondi di ricerca per la pubblicazione in open access. C’è anche da dire che attualmente è abbastanza facile costruire siti web accattivanti ed attraenti. Per questo motivo, a meno che non si tratti di truffe molto evidenti, è abbastanza difficile trovare riviste predatorie con siti web fatti male. Infine, in passato ho pubblicato su riviste molto importanti del mio settore (quindi non predatorie, non open access e con ottimo IF), il cui editor rispondeva ad un indirizzo e-mail con dominio gmail.com.

Ma adesso sto diventando prolisso. Basta annoiarvi.

Ho aperto questo articolo scrivendo che tutte le istituzioni accademiche (e non) si raccomandano di seguire le linee guida appena indicate per evitare di pubblicare su riviste dalla scarsa qualità. In altre parole, le linne guida riportate sono un modo per riconoscere l’attendibilità dei contenitori in cui “versare” le conoscenze scientifiche che noi raccogliamo dalla nostra attività di ricercatori. Per ora non vi voglio annoiare di più. Nella quarta ed ultima parte di questo reportage dimostrerò che, in realtà, la qualità della ricerca non dipende dalla tipologia di rivista, ma da ben altri fattori tra cui le istituzioni che finanziano la ricerca e che, nello stesso tempo, si raccomandano di tenersi lontani da certi giornali.

Altre letture

https://www.enago.com/academy/identifying-predatory-journals-using-evidence-based-characteristics/

https://bmcmedicine.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/s12916-015-0423-3

Fonte dell’immagine di copertina: https://www.efsa.europa.eu/it/press/news/170803

Numeri, numerielli e numericchi: la qualità dei dati scientifici (Parte II)

Eravamo rimasti alle riviste predatorie (qui), quelle riviste che, dietro corrispettivo di una tassa più o meno salata, pubblicano di tutto senza una seria revisione tra pari (peer review); anzi possiamo anche dire senza alcuna revisione tra pari.

Volete un esempio?

Cliccate qui e si aprirà uno studio dal titolo “Combined Effects of Ethylacetate Extracts of Propolis Inducing Cell Death of Human Colorectal Adenocarcinoma Cells”, autori: Britta Schulz, Elizabeth Smith , Richard Funden and Ulf Moosberger; rivista: J Integr Oncol 2018, 7:2 (DOI: 10.4172/2329-6771.1000207). In questo studio (citato nel numero 1274 della rivista Internazionale) si discute dell’attività anticancerosa della propoli, ovvero di una sostanza resinosa “fabbricata” dalle api, di origine vegetale e ritenuta la panacea di ogni male. Cosa c’è di strano in questo lavoro? Semplicemente che si tratta di un lavoro inventato dai giornalisti del Süddeutsche Zeitung Magazin e del Süddeutsche Zeitung nell’ambito di una inchiesta (pubblicata appunto sul numero 1274 di Internazionale) in merito ai giornali predatori. Gli stessi giornalisti del Süddeutsche Zeitung Magazin e del Süddeutsche Zeitung, poi, affermano che, per non lasciar traccia di questa pseudo scienza, hanno richiesto il ritiro del lavoro. Ed infatti, qui trovate proprio la retraction, sebbene non sia per nulla indicato che si è trattato di un lavoro inventato.

È finita? Certo che no.

Cliccate qui. Potrete accedere al lavoro dal titolo “Aspirin plus Vitamin C Provides Better Relief than Placebo in Managing the Symptoms of the Common Cold” con autori: Aurelio Sessa and Michael Voelker; rivista: J Health Care Prev 1: 102. Cosa ha di strano questo lavoro? Semplice. Lo studio è stato condotto usando la ben nota Aspirina© C Plus contro un placebo fatto di banale acqua gassata. La prima è risultata migliore della seconda nel trattamento dei sintomi del raffreddore. Il punto è che lo studio è incompleto. Per poter essere valido oltre ogni dubbio, gli autori avrebbero dovuto usare un campione controllo a cui somministrare la normale Aspirina©, quella che in farmacia ci costa pochi euro. Perché non l’hanno fatto? Semplicemente perché avrebbero dovuto riportare che gli effetti della costosa Aspirina© C Plus sono gli stessi della più economica Aspirina©.

In questo caso si parla di dati e lavori apparsi su riviste di editori che sono inclusi nella Beall’s list of predatory journals and publishers per cui, sapendo che la serietà di tali riviste è opinabile, uno scienziato serio si guarda bene dal prenderli in considerazione se non dopo essere entrato approfonditamente nel merito di quanto lì scritto ed aver fatto un’accurata revisione post pubblicazione (ricordo che il principio fondante del metodo scientifico si basa sull’importanza di ciò che viene detto e non su quella del contenitore dove viene pubblicato un lavoro. Ne ho parlato anche qui).

Le sciocchezze nelle riviste più accredidate: il caso del gruppo editoriale Nature

Bisogna ammettere che lavori dalla dubbia o inesistente serietà possono essere pubblicati anche su riviste più accreditate. Ne volete un esempio? Eccolo (qui). Si tratta di un lavoro sull’efficacia dell’omeopatia pubblicato su Scientific Reports (una rivista del gruppo editoriale Nature) che tutti i siti pro-omeopatia e tutti i quelli che pensano che l’omeopatia abbia un’efficacia più alta del placebo si affannano a pubblicizzare come pubblicata sulla molto più quotata Nature (qui e qui, per esempio). Cosa ha di strano questo lavoro?

Lo story-telling

Faccio una premessa. Le riviste del gruppo Nature hanno una particolarità: gli articoli sono scritti come se fossero una specie di story-telling. In altre parole, si privilegia la narrazione dei risultati e della loro interpretazione rispetto alla parte tecnico-sperimentale, ovvero l’elencazione dei materiali e metodi usati per gli esperimenti. Non fraintendetemi. Non è che materiali e metodi manchino; ci sono, solo che vengono inseriti in coda all’articolo pubblicato. Questo vuol dire che chi legge spesso si sofferma solo sullo story-telling senza approfondire oltre le modalità con cui sono stati condotti gli esperimenti. Questo modo di esporre una ricerca è positivo perché permette la comprensione di un articolo scientifico ad un pubblico molto più ampio di quello che accede a riviste che non usano il medesimo approccio narrativo: i lettori non si distraggono con particolari tecnici che, molte volte, risultano ostici ed incomprensibili. Il punto è che proprio nei materiali e metodi si annidano le insidie. È dalla lettura di quei paragrafi molto tecnici che si può capire se un progetto sperimentale è stato ben congegnato.

I dettagli tecnici

Andiamo nei particolari. A pagina 9 è scritto:

Drug treatment and groups. Animals were randomly divided into five groups, each consisting of 8 rats (n = 8). Group I: Normal control group of rats were orally administered once daily with 1 ml saline for 14 days. Group II: Sham operated group of rats were treated with 1 ml saline once daily for 14 days. Group III: CCI-induced neuropathy control group of rats orally received 1 ml saline once daily for 14 days. Group IV: CCI-induced neuropathy + RT treated group of rats orally received 0.1 ml of RT (1 × 10−12 dilution) with 1 ml of distilled water once daily for 14 days. Group V: CCI-induced neuropathy + gabapentin treated group of rats orally received Gabapentin (60 mg/kg/day, p.o.) suspended in 0.5% carboxymethyl cellulose (CMC) once daily for 14 days.

Da quanto riportato, si capisce che si tratta di una sperimentazione fatta su ratti divisi in 5 gruppi ognuno contenente 8 individui. Già da questo si potrebbe argomentare che 8 individui non sono una popolazione statisticamente significativa. Per poter avere dati che abbiano un significato statistico accettabile bisogna andare su numeri più grandi. Ed in effetti gli autori sembrano essere coscienti di questo limite perché a pagina 7 (nelle conclusioni del lavoro) scrivono:

Although, the results of present study suggested the anti-neuropathic effect of RT, further pre-clinical and clinical studies are warranted to confirm these effects. Several other biochemical mechanisms may be involved in RT mediated anti-neuropathic effect. Results of present study are suggestive of the anti-nociceptive effect of RT against neuropathic pain and deserve further validation of its effectiveness in various painful conditions.

In altre parole, occorrono esperimenti più approfonditi per validare le loro conclusioni.

La sperimentazione in cieco

Ma torniamo al “Drug treatment and groups”. Riuscite a notare cosa manca? Manca la sperimentazione in cieco. In altre parole, i trattamenti somministrati ai ratti dei cinque gruppi sono stati condotti in modo tale da non evitare né l’effetto Rosenthal né l’effetto Hawthorne. Si tratta di due possibili meccanismi dell’effetto placebo che ho già avuto modo di descrivere qui (ne parlo anche nel mio libro). La conclusione è che, sebbene pubblicato su una rivista prestigiosa di una casa editrice molto antica ed altrettanto prestigiosa, il lavoro non è fatto bene e le conclusioni non consentono di dire che i rimedi ad elevata diluizione sperimentati sono più efficaci dei placebo.

Altri esempi di lavori superficiali su riviste accreditate

Una delle riviste del mio settore è Journal of Chemical Ecology. È una rivista con un impact factor di 2.419 per il 2017. Certo non è paragonabile a quello di Nature che è 42, ma stiamo parlando di riviste scientifiche di carattere differente. Nature è una rivista generalista e, per questo, letta da scienziati di ogni settore disciplinare;  Journal of Chemical Ecology è un giornale di chimica ecologica ed è destinato ad una nicchia molto piccola di scienziati, ovvero chimici che si occupano di ecologia ed ecologi. Da qui discende che il numero di citazioni che possono ricevere i lavori di Nature è di gran lunga più alto di quello che possono ricevere i lavori di Journal of Chemical Ecology destinato ad un settore enormemente più piccolo di quello di Nature (ricordo che l’impact factor è un parametro quantitativo che si calcola confrontando il numero di citazioni di tutti gli studi pubblicati in un biennio col numero totale di studi pubblicati nello stesso biennio. Per esempio, supponiamo che il numero di citazioni di tutti gli studi pubblicati su una rivista nel biennio 2015-2016 sia 13000, mentre il numero di studi pubblicati nello stesso periodo sia 5000. L’impact factor si ottiene dal rapporto 13000/5000, ovvero esso è 2.6).

Fatta questa premessa doverosa per evitare che i non addetti ai lavori si mettano a fare confronti idioti tra riviste che non possono essere confrontate tra loro (e vi assicuro che stupidi che fanno questi confronti ce ne sono), vediamo cosa mi è capitato sotto le mani.

Le cifre significative

Chi mi legge da un po’ di tempo sa che non scrivo solo per il mio blog, ma anche per altri siti come Laputa e Chimicare. In quest’ultimo ho pubblicato un breve articolo sulla matematica elementare nella chimica. Lo potete trovare qui. Non voglio tediarvi con troppi dettagli. L’articoletto sulla matematica elementare per la chimica descrive il numero esatto di cifre che si deve utilizzare per esprimere il valore numerico di una grandezza fisica e il modo con cui si esprime l’errore sperimentale:

  1. Sono cifre significative tutte le cifre non nulle presenti nel numero che esprime la misura sperimentale
  2. Lo zero compreso tra numeri non nulli è una cifra significativa
  3. Gli zeri che seguono numeri non nulli sono anch’essi cifre significative
  4. Lo zero all’inizio del numero che esprime la misura sperimentale non è una cifra significativa
  5. Tutti gli esponenziali in un numero espresso in forma scientifica non sono cifre significative
  6. Se la prima cifra non significativa è <5, il valore dell’ultima cifra significativa rimane inalterato (1.03, con 3 cifra non significativa, viene approssimato a 1.0; un errore del tipo 0.012, con 2 non significativo, viene approssimato a 0.01)
  7. Se la prima cifra non significativa è >5, il valore dell’ultima cifra significativa viene approssimato per eccesso (1.06, con 6 cifra non significativa, viene approssimato a 1.1; un errore del tipo 0.016, con 6 non significativo, viene approssimato a 0.02)
  8. Se la prima cifra non significativa è =5, il valore dell’ultima cifra significativa resta inalterato se è un numero pari o 0, viene approssimato per eccesso se è un numero dispari (1.05, con 5 non significativo, viene approssimato a 1.0; 1.25, con 5 non significativo, viene approssimato a 1.2; 1.15, con 5 non significativo, viene approssimato a 1.2; un errore del tipo: 0.015, con 5 non significativo, si approssima a 0.02; un errore del tipo: 0.025, con 5 non significativo, diventa: 0.02)
Gli errori in Journal of Chemical Ecology

Ed eccoci arrivati al dunque. Nel 2012 appare su J Chem Ecol un articolo dal titolo “Herbivore-Mediated Effects of Glucosinolates on Different Natural Enemies of a Specialist Aphid” (qui). Non voglio porre l’attenzione sulla natura del lavoro, ma sul modo con cui gli autori (un insieme di entomologi, agronomi ed ecologi) hanno espresso i loro dati sperimentali. La Figura 1 riporta uno stralcio della Tabella 1 del lavoro citato.

Figura 1. Stralcio della Tabella 1 di un lavoro pubblicato su J Chem Ecol

In giallo ho evidenziato gli errori commessi dagli autori nel riportare il numero di cifre significative e i relativi errori sperimentali per le concentrazioni delle molecole indicate nella prima colonna a sinistra della tabella. Se aprite il lavoro (qui) potete divertirvi voi stessi a trovare gli errori commessi dagli autori nella restante parte della tabella, alla luce delle indicazioni che ho dato poco più sopra. Come possiamo ritenere affidabili le conclusioni di un lavoro scientifico se chi l’ha scritto si macchia di superficialità nell’esprimere i valori numerici delle grandezze che misura? Perché dovrei ritenere superficiale una parte del lavoro e non superficiale un’altra parte del lavoro? Devo dire che quando opero come revisore nei processi di peer review, gli errori che ho appena mostrato sono quelli che mi fanno rifiutare i lavori per la pubblicazione: se io insegno e pretendo dai miei studenti il rigore scientifico che si palesa anche, ma non solo, nella correttezza con cui si effettuano le misure e si riportano i dati sperimentali, pretendo analoga coerenza sia da me che dai miei colleghi che, come professionisti, siamo chiamati ad essere di esempio per le generazioni che ci sostituiranno nel nostro ruolo e nel mondo della ricerca scientifica.

Come è possibile che certi lavori arrivino ad essere pubblicati?

La risposta alla domanda è che anche noi scienziati siamo umani. Prima di tutto non siamo esperti di tutto lo scibile. Se un lavoro che deve essere sottoposto alla revisione tra pari arriva nelle mani di un non esperto del settore, la correttezza professionale dovrebbe imporre di non accettare l’incarico per la revisione. Ma non sempre accade. Anzi, più spesso di quanto si creda, accade che i lavori vengano revisionati da non esperti che non si dichiarano tali o addirittura da amici degli autori che chiudono entrambi gli occhi di fronte ad errori palesi. Quando ciò accade, un lavoro riesce ad essere pubblicato anche su una rivista prestigiosa semplicemente perché chi doveva accorgersi degli svarioni, o ha scientemente evitato le critiche oppure non aveva gli strumenti adatti per poterlo fare. A questo punto la domanda che una persona comune che non si occupa di scienza si può fare è: ma come faccio a fidarmi della letteratura scientifica? Se non si è preparati in modo adeguato, non ci sono molte possibilità per riconoscere un lavoro fatto bene, da uno pasticciato. L’unica arma che un lettore comune ha per distinguere la buona scienza da una scienza fatta male (o pseudo scienza) è il fattore tempo. Quando un lavoro viene pubblicato non passa inosservato. C’è sempre uno scienziato in un qualche laboratorio in giro per il mondo che si appropria dei dati pubblicati e cerca di riprodurli. Se nonostante tutti i tentativi non ci riesce, pubblica una nota in cui evidenzia l’inconsistenza dei dati riportati in letteratura. La confutazione/approvazione di un dato sperimentale pubblicato richiede tanto tempo e tanta pazienza, ma alla fine il protocollo che noi indichiamo come “metodo scientifico” consente di fare una cernita tra dati seri e dati meno seri: è capitato con i lavori di Wakefield, Schoen e tanti altri di cui ho già parlato qui.

Adesso, però, vi ho annoiato anche troppo. Il reportage continua la prossima settimana.

Fonte dell’immagine di copertina: qui

Matematica, fisica e medicina: debunking e fact checking

Viaggio tanto. In aereo, in treno, in autobus e porto sempre con me qualche libro da leggere per evitare di annoiarmi e tenere acceso, per quanto possibile, il cervello. Nel mio ultimo viaggio ho portato con me l’ultimo di Walter Quattrociocchi ed Antonella Vicini dal titolo “Liberi di crederci” (Figura 1). In esso gli autori  focalizzano la loro attenzione sulla loro ipotesi in base alla quale debunking e fact checking sono inutili. Il motivo è che queste due pratiche non fanno altro che rafforzare le convinzioni di chi è già orientato ideologicamente verso certe posizioni politiche, scientifiche o altro.

Figura 1. Copertina del libro del Dr. Walter Quattrociocchi e della Dr.ssa Antonella Vicini

Ho, tuttavia, notato che gli autori nella loro disamina commettono a mio modesto parere un paio di ingenuità.

Ad un certo punto essi scrivono a proposito di vaccinazioni in questi termini:  “La legge ha innalzato l’obbligo a dieci vaccinazioni, pena il divieto di frequentare l’asilo nido e la scuola dell’infanzia per i non vaccinati”.
Ecco. Questo è il tipico modo di esprimersi dei no-vaxx. Non sto dicendo che Quattrociocchi/Vicini lo siano. Sto solo dicendo che hanno usato una terminologia non corretta. Le vaccinazioni non sono 10. Dieci sono le patologie contro cui si viene vaccinati. Le vaccinazioni che bisogna fare sono solo due: vaccino esavalente e vaccino MPRV. In totale, seguendo il calendario vaccinale, le iniezioni che bisogna fare sono cinque, diluite nei primi 5/6 anni di vita del bambino. In particolare, il vaccino esavalente (che copre per difterite, tetano, pertosse, polio, Hib, epatite B) viene fatto dopo il secondo mese di vita (ed ha 2 richiami); il vaccino MPRV (che copre per morbillo, parotite, rosolia e varicella) viene fatto dopo l’anno di età (con richiamo singolo dopo i 5/6 anni). In definitiva, quindi, non si fanno 10 iniezioni con relativi richiami (come verrebbe da dedurre dalla terminologia usata da Quattrociocchi/Vicini), ma 3 + 2 iniezioni. Giusto per completezza non è neanche vero che il numero di antigeni è enorme (a onor del vero Quattrociocchi/Vicini non ne discutono, ma lo faccio io per completare il discorso vaccini in questa sede). Infatti, i due vaccini che vengono inoculati e che coprono per 10 patologie contengono circa 260 antigeni contro, per esempio, i 3000 che anni fa erano contenuti nel solo vaccino anti morbillo.

Leggere questa inesattezza mi ha lasciato un po’ l’amaro in bocca. Non potevano chiedere informazioni a qualche esperto (come ho fatto io per scrivere queste poche righe) prima di pubblicare il loro libro? Quando trattano dei propri argomenti Quattrociocchi/Vicini sono veramente pignoli. Perché non lo sono altrettanto quando si riferiscono a campi scientifici che prevedono competenze diverse dalle loro? O non è una distrazione e questa frase con relativo linguaggio è voluta?

Ma andiamo oltre.

A parte ciò che ho appena evidenziato, nella loro discussione in merito alle echo chamber, Quattrociocchi/Vicini scrivono: “Un altro errore comune è confondere le scienze come la fisica o la matematica, i cui risultati si ottengono con metodologie rigorose, con la medicina”.

Qui entriamo in un campo minato perché tutti quelli che si occupano di scienza e di filosofia della scienza possono avere idee differenti.
Io qui dico la mia con la consapevolezza di innescare una miccia.

Innanzi tutto: cos’è la scienza? È il complesso di conoscenze che si ottiene applicando un metodo, quello scientifico, alle osservazioni fisiche che si fanno: vedo; faccio un’ipotesi; sulla base di questa ipotesi faccio una previsione; verifico la previsione mediante degli esperimenti; se la risposta sperimentale è sì, l’ipotesi è corretta; se la risposta è no, l’ipotesi va riformulata. Questo, in sintesi, il metodo scientifico (ne avevo parlato anche qui). Sulla base di quanto scritto, può la matematica essere definita scienza? Diciamo che la matematica è nata per risolvere problemi concreti legati al commercio in senso lato (mi perdonino i miei amici matematici se sono un po’ troppo superficiale). Quindi, usando il pensiero moderno, mi sento di dire che la matematica è nata come una forma di scienza. Tuttavia, da quando abbiamo imparato a contare per risolvere problemi concreti, è passata tanta acqua sotto ai ponti. La matematica ha subito una evoluzione che altre discipline scientifiche non hanno ancora avuto. La matematica, per come la vedo io, è diventata una struttura del pensiero. Non ha più bisogno delle osservazioni fisiche (come quelle legate al commercio in senso lato) per poter avanzare.

Ad oggi, come sovrastruttura del pensiero, la matematica è al di sopra di quelle che possono essere indicate come scienze (ovvero tutti quei campi che hanno bisogno di osservazioni sperimentali per poter avanzare) e fornisce gli strumenti (logici e fisici) ad ognuna di esse. Esistono scienze che sono come la matematica? Qualcosa che ci si avvicina sono la fisica e la chimica teorica. Tuttavia, entrambe hanno poi bisogno di procedure sperimentali per poter validare ciò che sono le conclusioni del pensiero. Senza esperimenti sia la chimica che la fisica teorica sono fini a se stesse e non hanno validità alcuna.

E la medicina? In quanto forma di conoscenza basata sul metodo induttivo – cioè trarre un giudizio generale o universale partendo dall’osservazione di uno o più fatti particolari, di dati contingenti, v. vocabolario Treccani – (esattamente come fisica e chimica), anche la medicina è una scienza. Gli strumenti logici e fisici con cui procedere vengono forniti alla medicina dalla matematica (proprio come nel caso di fisica e chimica). Quali sono le metodologie rigorose che accomunerebbero matematica e fisica, ma non la medicina come scritto da Quattrociocchi/Vicini nel loro libro? Forse la statistica, su cui si basa principalmente la medicina, non è ritenuta rigorosa? Ed allora la termodinamica statistica elaborata da Boltzmann? E la meccanica quantistica (che fornisce gli strumenti per la diagnostica per immagini) basata sulla statistica? E potrei continuare perché anche la biologia, altra branca della conoscenza scientifica, si basa sulla statistica. Forse l’autore si riferisce alla discrezionalità umana che sembra essere presente nella medicina ma non nella fisica? Non è così. Entrambe le forme di conoscenza sono soggette a discrezionalità umana: un medico può sbagliare una diagnosi, così come un fisico può sbagliare l’impianto sperimentale oppure, pur avendo un impianto sperimentale corretto, non riuscire a “vedere” ciò che ha “sotto il naso”. In altre parole, anche un fisico può sbagliare la diagnosi.
In definitiva, secondo me, nella loro affermazione, gli autori sono stati un po’ superficiali (come lo sono stati nel caso dei vaccini). Questa superficialità può avere conseguenze notevoli perché chi non è avvezzo al metodo scientifico può essere portato a pensare che la medicina sia roba da stregoni, mentre la fisica sia una materia con dignità superiore. Non è così. Entrambe le discipline hanno pari dignità ed entrambe fanno buon uso di tutti gli strumenti, egualmente rigorosi, messi a disposizione dalla sovrastruttura matematica. E tanto per evidenziare che il lavoro medico prevede un approccio rigoroso ed interdisciplinare, inserisco la notizia che potete leggere ingrandendo la Figura 2 (oppure cliccando qui).

Figura 2. La medicina riesce a salvare la vita ad un bambino con rara patologia

È finita qui? No. Perché basandosi sulle loro osservazioni, come scritto nel paragrafetto introduttivo, Quattrociocchi/Vicini evidenziano l’inutilità del fact checking. Mi sembra allora interessante riportare una notizia apparsa recentemente su La Gazzetta di Modena (qui e Figura 3) e su altri siti minori (per esempio qui).

Figura 3. Un fact checking test ha avuto successo tra gli studenti di un istituto professionale

Una professoressa di un istituto tecnico industriale di Modena ha ideato un fact checking test con cui si sono cimentati i suoi allievi. A quanto pare il fact checking ha funzionato. Alcuni pregiudizi sono stati rimossi. Mi rendo conto che questo è un fatto isolato rispetto ai grandi numeri di cui dispone Quattrociocchi. Mi permetto di pensare, però, che c’è qualcosa di positivo. Da un punto di vista scientifico posso dire che il fact checking ha funzionato date le condizioni al contorno utilizzate (ragazzini di un istituto tecnico industriale costretti ad imparare). Se riformulassimo le condizioni al contorno in modo da adattarle ai grandi numeri, sarebbe possibile un esito positivo del fact checking e, di conseguenza, la rimozione dell’ipotesi di inutilità dello stesso evidenziata dagli studi di Quattrociocchi? Non lo so e qui mi fermo. Non è il mio campo ma qualcun altro con più competenze di me potrebbe anche farci un pensiero sopra e dire a noi se questa ipotesi di lavoro potrebbe funzionare o meno.

Fonte dell’immagine di copertina: https://www.insidemarketing.it/fact-checking-strumenti-verifica-notizie/

Storia chimica delle armi. I gas nervini

Quanti di noi hanno sentito parlare dei gas tossici usati tra la fine degli anni ottanta e l’inizio dei novanta del XX secolo da Saddam Hussein per sterminare i Curdi (qui)? E quanti ricordano l’attentato alla metropolitana di Tokyo nel 1995 le cui vicende giudiziarie si sono  concluse solo qualche giorno fa con la morte dei responsabili  (qui)?

Non voglio discutere dell’etica nell’uso delle armi. Non è il compito che mi sono dato nella gestione di questo blog. Oggi voglio semplicemente descrivere i meccasnismi con cui i gas nervini funzionano sull’organismo umano prendendo spunto da un articolo apparso su American Scientist (May-June 2018, pp. 138-140; qui).

Sapete cos’è la nicotina? È la molecola mostrata in Figura 1.

Figura 1. Struttura della nicotina (Fonte)

Si tratta di un alcaloide la cui funzione all’interno delle piante che lo producono è di tipo difensivo. Serve, in altre parole, per la protezione dai predatori. Ma qual è la relazione tra i gas nervini e la nicotina?

Erano gli anni ‘30 del XX secolo. In Italia era già presente il fascismo e da poco in Germania era salito al potere Hitler col suo partito nazionalsocialista.

Gli scienziati tedeschi erano alla ricerca di insetticidi alternativi alla nicotina. Nei laboratori chimici si sperimentavano nuove reazioni di sintesi e da una di queste venne ottenuto il (RS)-2-(fluoro-metil-fosforil)ossipropano che è più noto col nome comune di Sarin (Figura 2).

Figura 2. I due isomeri del Sarin (Fonte)

Il nome comune di questo biocida deriva da quello dei chimici che per primi lo sintetizzarono: Schrader, Ambros, Rüdiger e Van der Linde.

La molecola è un derivato organo fosfato, volatile ed incolore, del 2-propanolo che, fin da subito, mostrò enormi potenzialità biocide. Potenzialità talmente buone che risultò troppo tossico, anche per gli umani, per gli usi in agricoltura. Per questo motivo la descrizione del processo di sintesi fu passata ai chimici della Wehrmacht che cercarono fin da subito di industrializzarne la produzione per l’ottenimento di un’arma di distruzione di massa micidiale.

Sappiamo come è finita la seconda guerra mondiale. Per fortuna i tedeschi non furono in grado di produrre il Sarin in quantità belliche ed alla caduta del Reich millenario non avevano ancora risolto il problema di come passare la produzione dalla scala di laboratorio a quella industriale. Si racconta che durante il tentativo di upgrade alla sintesi industriale, due chimici della Wehrmacht fossero venuti a contatto con questo liquido volatile attraverso dei microstrappi nelle loro tute di protezione e siano morti. Questo episodio sembra sia stato poi alla base per la comprensione dei meccanismi di azione del Sarin.

La ricerca di alternative alla nicotina, portò gli scienziati tedeschi non solo alla sintesi del Sarin, ma anche a quella del N,N-Dimetilfosforamidocianidato di etile meglio noto col nome comune di Tabun (Figura 3).

Figura 3. Struttura del Tabun (Fonte)

Anche questo sistema chimico risultò troppo tossico per l’uso in agricoltura e la descrizione del suo processo di sintesi fu passato ai chimici dell’esercito Tedesco. Come nel caso del Sarin, gli scienziati della Wehrmacht non furono  in grado di operare l’upgrade alla scala bellica del Tabun che non fu mai operativamente utilizzato nella seconda guerra mondiale contro gli alleati (qui e qui degli articoli interessanti sul ruolo dei chimici nazisti nella seconda guerra mondiale, mentre qui si trovano un po’ di articoli interessanti sull’invenzione delle armi di distruzione di massa, come oggi vengono indicati i gas a scopo bellico).

Dagli anni ’30 del XX secolo ad oggi, sono stati fatti notevoli progressi in termini di efficienza dei gas nervini (da qui, potete scaricare una interessante review in merito ai gas nervini: Wiener and Hoffman (2004) Nerve Agents: A Comprehensive Review, Journal of Intensive Care Medicine 19: 23-38).

Dal Sarin e dal Tabun si è passati ai Novichock agents (anche indicati con la sigla VX) la cui struttura non è ancora ben nota. In Figura 4 si riportano ipotesi di struttura per i gas VX.

Figura 4. Possibili strutture degli agenti nervini indicati con la sigla VX (Fonte)
Come funzionano i gas nervini?

Uno degli enzimi più importanti nel nostro metabolismo legato alla trasmissione degli impulsi nervosi è l’acetilcolinesterasi (AChE, Figura 5).

Figura 5. Acetilcolinesterasi, enzima coinvolto nella trasmissione degli impulsi nervosi (Fonte)

Il ruolo dell’AChE è quello di idrolizzare (in termini più semplici “distruggere”) l’acetilcolina (ACh, Figura 6), un neurotrasmettitore che, quando si accumula nelle sinapsi o nelle giunzioni neuromuscolari, causa:

  1. contrazione delle pupille
  2. eccessiva produzione di muchi, lacrime, saliva e sudore
  3. nausea e dolori gastrointestinali
  4. broncocostrizione e irrigidimento del torso
  5. spasmi, convulsioni e perdita del controllo delle funzioni intestinali
  6. coma
  7. morte
Figura 6. Struttura chimica del neurotrasmettitore acetilcolina (Fonte)

Il processo di idrolisi dell’acetilcolina ad opera dell’acetilcolinesterasi è mediato dalla presenza di due siti attivi nell’enzima: il primo (un sito con caratteristiche anioniche, ovvero carico negativamente) serve per posizionare (attraverso l’interazione con la carica positiva che vedete nella Figura 6) l’acetilcolina nel modo giusto accanto al secondo sito che funziona da “forbice” per “tagliare” la molecola nel punto indicato dalla freccia di Figura 6.

La reazione complessiva è, quindi, quella che vedete in Figura 7

Figura 7. Schema dell’idrolisi dell’acetilcolina

I gas nervini competono con l’acetilcolina per i siti attivi dell’acetilcolinesterasi (bello, vero, scritto così? significa che i gas nervini si legano all’acetilcolinesterasi al posto dell’acetilcolina), impedendo in questo modo la reazione di Figura 7 e consentendo l’accumulo di ACh nelle sinapsi e nelle giunzioni neuromuscolari con le conseguenze descritte poco più sopra.

Conclusioni

La morte per inalazione o contatto con gas nervini non è bella. Ci si rende conto della propria fine e, se non si utilizzano in tempo gli antitodi necessari a rompere le molecole di gas nervino, si muore soffrendo parecchio.

A margine di questa conclusione a cui si può arrivare intuitivamente leggendo le poche cose che ho scritto, voglio semplicemente aggiungere che tutto quello che ho scritto (sicuramente in modo semplicistico e non completo) è parte del bagaglio culturale di ogni chimico, biologo, medico o professionista del settore “scienze della vita” (per es. anche farmacisti e CTF) che, nel corso dei suoi studi, ha avuto a che fare con la biochimica.

Se la biochimica ci consente di spiegare in modo dettagliato il funzionamento di queste terribili armi chimiche, non si capisce perché stuoli di ignoranti imperversano in rete dispensando consigli non solo inutili ma anche palesemente falsi, perchè basati su nessuna conoscenza o su pseudo scienza, in merito al funzionamento di vaccini, omeopatia, scie chimiche e altre baggianate del genere.

La biochimica, cari i miei ignoranti, si studia all’università. È grazie al suo sviluppo ed alla sua evoluzione  che noi oggi siamo in grado di vivere mediamente fino ad ottanta anni contro i 30/40 di un secolo fa.

Prima di dire idiozie in merito al funzionamento dei vaccini o pontificare sulla biodinamica e sull’omeopatia, studiate. Solo dopo aver studiato ed aver capito le basi del metabolismo animale avete il diritto di parlare. Prima di allora non avete alcun diritto di confrontarvi con chi ne sa più di voi il cui unico titolo di studio in termini chimici, biologici e medici è equivalente al vostro certificato di battesimo.

Fonte della foto di copertina

Il decalogo del ciarlatano scientifico

Chi è il ciarlatano? Si tratta di una persona poco affidabile, di un imbonitore, di qualcuno che vende fumo. Nel mondo scientifico, il ciarlatano è colui che cerca la fama proponendo modelli che spiegano solo ciò che egli pensa di osservare, senza dare alcuna importanza a ciò che è stato fatto in precedenza. Si tratta di persone con seri problemi di personalità che tendono a paragonarsi a grandi del passato come Galilei.

Come possiamo riconoscere un ciarlatano? Alla luce dell’analisi del comportamento medio dei ciarlatani, è possibile stilare un decalogo di atteggiamenti cui il ciarlatano medio tende ad attenersi.

Il decalogo per riconoscere il ciarlatano scientifico

1. tende a isolarsi dall’ambiente scientifico;
2. per comunicare le sue scoperte non usa i canali tradizionali in genere utilizzati da tutti gli scienziati (riviste scientifiche e congressi), ma preferisce la stampa non specializzata;
3. i suoi metodi sono segreti e non vengono divulgati;
4. pretende vi sia un pregiudizio degli scienziati nei suoi confronti;
5. cita casi in cui insigni scienziati dovettero lottare contro il dogmatismo scientifico dei loro tempi;
6. denuncia l’insufficienza delle teorie scientifiche attuali;
7. i suoi resoconti sono lacunosi o inesistenti;
8. quando i suoi metodi vengono sottoposti a una valutazione scientifica, rifiuta di accettarne i risultati;
9. può essere indifferentemente incolto o fornito di titoli accademici;
10. i suoi sostenitori sono privi di competenze nel campo in cui pretende di esprimersi.

Riconoscete in uno o più punti persone che rispondono ad uno o più dei requisiti anzidetti? Io sì. Ci sono stati e ci sono molti colleghi che, pur avendo fatto un ottimo lavoro in un passato più o meno recente, sono poi passati al lato oscuro della scienza. Non mancano tra questi illustri premi Nobel che, affetti dal Nobel disease, pensano di poter dire la loro anche in campi di cui sono totalmente inesperti.

Per approfondire

Luca Simonetti – La scienza in tribunale (2018) Fandango libri
Lista di scienziati famosi affetti da Nobel disease

Fonte dell’immagine di copertina: http://www.stoccolmaaroma.it/2014/due-nobel-a-trieste/

Fonte dell’immagine in chiusura: http://goabgamersab.blogspot.it/2015/08/bien-bienvenidos-vallan-ala-pagina-web.html

Sui somari, sugli stupidi e della pseudoscienza

Scienza e democrazia

Ho appena finito di leggere il libro del Prof. Burioni dal titolo “La congiura dei Somari. Perché la scienza non può essere democratica”, in cui l’autore spiega, semmai ce ne fosse bisogno, cosa vuol dire la locuzione “la scienza non è democratica”.
In breve, come sanno tutti coloro che a vario titolo si occupano di scienza, questa non è democratica nel senso che chiunque si svegli la mattina ha diritto di parola e può dire ciò che vuole su qualunque argomento; la scienza è democratica perché chiunque lo desideri può approfondire un particolare aspetto della realtà che ci circonda e dare il suo personale contributo nella spiegazione dei fatti che ha deciso di osservare. In altre parole, la scienza non si basa sulle opinioni di nessuno – sia scienziati che gente che fa altro nella propria vita – ma sui fatti. Si osserva un fenomeno, si ipotizza un modello interpretativo, si conducono esperimenti per validare o falsificare quel modello; nel primo caso il modello funziona e diventa teoria, nel secondo il modello non funziona e bisogna riformularlo; a questo punto gli esperimenti devono essere ripetuti. Come si capisce da questa breve disamina, la modellizzazione dei fatti sperimentali è alla base di quella che viene indicata come verità scientifica. La verità scientifica non ha una valenza assoluta ma è relativa alle condizioni entro le quali le ipotesi sono state formulate.

Ottimismo scientifico

Da quanto appena descritto nasce l’ottimismo scientifico in base al quale una nuova idea o una nuova osservazione mai fatta prima possono condurre ad una nuova verità scientifica che può inglobare quella precedente oppure semplicemente sostituirla: è accaduto per il modello geocentrico dell’universo sostituito da quello eliocentrico, sebbene entrambi avessero pari dignità in termini di formulazione matematica, per la teoria del flogisto sostituita dalle leggi di Lavoisier, per la fisica di Newton inglobata nella meccanica quantistica e così via di seguito.
L’ottimismo scientifico viene male interpretato da chi non conosce la scienza. Infatti, spesso si nasconde la propria ignoranza affermando che le proprie idee siano valide perché si è sicuri che in un futuro non si sa bene quanto lontano, ci sarà qualcuno che proverà la validità delle affermazioni formulate. Il più delle volte ci si riferisce alla vita romanzata di Galilei o di Einstein attraverso un confronto piuttosto spinto: “come quei due grandi scienziati sono stati avversati dall’establishment dei loro tempi, così vengo avversato io perché le mie idee sono innovative e contrarie alle opinioni comuni. Tuttavia, ci sarà in futuro chi mi darà ragione come è accaduto a Galilei ed Einstein”. Chi fa questi pensieri, che io definisco osceni, non si rende conto che quei due hanno avuto ragione non perché avessero espresso delle opinioni generiche basate sul nulla, ma perché avevano generato un impianto fisico che si è dimostrato valido alla prova del tempo. Hanno fatto esperimenti, hanno controllato e ricontrollato i loro dati, e le loro teorie hanno subito l’attacco del mondo scientifico che ha tentato di falsificarle. Non è stato possibile trovare incrinature nel loro impianto teorico. La conseguenza è che esse sono state accettate. Ma solo fino a prova contraria. Se c’è qualcuno che pensa che le teorie di Galilei ed Einstein siano verità assolute, farebbe meglio a ricredersi. Non è così. E non è così per tutte le teorie scientifiche che oggi studiamo sui libri. Sono sicuro che in qualche laboratorio in giro per il mondo c’è qualcuno che sta tentando di falsificare – in senso popperiano – uno qualsiasi dei modelli attualmente accettati nella letteratura scientifica. Tuttavia, i tentativi di falsificazione sono condotti non sulla base di teorie astruse venute in mente durante notti di plenilunio dopo aver mangiato pesante ed ecceduto in libagioni, bensì sulla base di disegni sperimentali sempre più innovativi che servono per comprendere fino a dove ci possiamo spingere con le teorie al momento accreditate.

Sui somari

Il Prof. Burioni va oltre le spiegazioni appena riassunte. Egli, infatti, da ottimo docente quale è, definisce il termine “somaro” che è attualmente desueto, ma era molto di moda quando persone della mia età, che grosso modo è la stessa di Burioni, andavano alle elementari. Un “somaro” nella accezione dell’autore – che poi è l’accezione di quando eravamo piccoli noi – è colui che, pur non avendo studiato, pensa di poter dare un contributo ad argomenti di cui non conosce nulla, alla pari di chi di quegli argomenti ha fatto non solo il proprio oggetto di studi, ma anche la propria ragione di vita.
Alla luce di quanto scritto, tutti siamo dei somari. Prendendo spunto da quanto scrive il Prof. Burioni, io chimico sono un somaro se pretendo di discutere alla pari col mio elettricista, col mio meccanico o finanche con un altro chimico che si occupi di un settore completamente differente dal mio. Ma questo è chiaro. Ho passato la mia vita a studiare chimica; certo ho studiato anche la fisica ed, in particolare, l’elettromagnetismo per cui so cos’è una corrente alternata ed una corrente continua, ma da qui a poter mettere le mani sull’impianto elettrico di casa mia ce ne passa: ho bisogno di un elettricista esperto che sappia cosa fare. Potreste dirmi: ma se hai studiato chimica, come mai non puoi confrontarti con un chimico che lavora in un campo che non è il tuo? Appunto! Io passo la mia vita a studiare la dinamica molecolare dell’acqua e dei nutrienti nei vari comparti ambientali; come potrei anche solo pensare di discutere alla pari con un chimico che si occupa di dinamica di nutrienti nel corpo umano? Come potrei discutere alla pari con un chimico che si occupa di chimica computazionale o di chimica di sintesi? Solo chi non conosce le varie sfumature dei vari rami della chimica può pensare che un chimico abbia familiarità con lo scibile chimico. Se mi addentrassi con le mie conoscenze attuali in una discussione con un esperto sulla chimica computazionale, verrei riconosciuto subito per quello che sono in quell’ambito: un somaro. Ma non ho motivo di offendermi. Sono consapevole di non conoscere tutto, per cui cerco di discutere alla pari solo con chi ha la mia stessa formazione. In tutti gli altri casi o ascolto ed imparo oppure sono io che do lezioni. Certo sono in grado di seguire una discussione in un qualunque ambito chimico, ma non sono in grado di dare un contributo significativo se non nel mio ristretto ambito professionale.
Sulla base di quanto ho finora scritto, non capisco perché apostrofare gli antivaccinisti col termine “asini” abbia scatenato in rete tutta una serie di invettive da parte di chi, volendo applicare le modalità del pensiero debole, ritiene che l’approccio di Burioni non serva per convincere le persone. Qui non si tratta di convincere nessuno. Qui si tratta di dire le cose come stanno: la mamma informata che non vaccina i figli perché ritiene che gli adiuvanti siano tossici o che il sistema immunitario degli infanti sia perfetto o che l’igiene protegga dai virus, altro non é che una somara perché rientra nella tipologia di persone che non solo parla di cose che non sa, pretendendo di dare consigli come se fosse un medico, ma nemmeno si informa correttamente perché cerca solo le informazioni che avallano le sue personalissime opinioni.

Sugli stupidi

Ed ora vengo al punto. Quanto riportato dal Prof. Burioni non è cosa nuova nel panorama culturale italiano. Molto prima di lui, uno storico Italiano, specializzato in storia economica, definisce con il termine “stupido” quello  che è il “somaro” di Burioni. Si tratta di Carlo M. Cipolla la cui biografia si può leggere qui. In realtà, lo “stupido” del Prof. Cipolla ha una accezione più ampia del “somaro” di Burioni. Infatti, mentre il “somaro” è colui che non ha studiato ma, soggetto all’ effetto Dunning-Kruger, ritiene di sapere tutto di un qualsiasi ramo dello scibile umano intervenendo così a sproposito in ogni discussione, lo “stupido” è colui che ha un comportamento grazie al quale arreca un danno sia a se stesso che alla società di cui fa parte.

Ma andiamo con ordine.

Nel suo “Le leggi fondamentali della stupidità umana”, Carlo Cipolla descrive quattro tipologie umane che, in modo analitico, egli dispone nei quattro quadranti di un sistema di assi cartesiani (Figura 1).

Figura 1. Distribuzione delle varie tipologie umane. L’asse x riporta il vantaggio crescente (da sinistra a destra) per il singolo soggetto, mentre l’asse y mostra il vantaggio crescente (dal basso verso l’alto) per un insieme di persone o la società (Fonte)

La disposizione delle quattro tipologie umane segue un andamento ben preciso in funzione del vantaggio crescente che l’individuo dà a se stesso ed alla comunità di individui a cui appartiene. In questo modo, è possibile distinguere individui intelligenti che, col loro comportamento, riescono ad ottenere vantaggi per se stessi e per gli altri (quadrante I del sistema di assi cartesiani in Figura 1); se, invece, gli individui ottengono solo vantaggi per se stessi, ma non per la società, allora si identificano come banditi (quadrante II del sistema di assi cartesiani in Figura 1); quando gli individui oltre ad essere dannosi per se stessi fanno anche danno alla società, vengono catalogati come stupidi (quadrante III del sistema di assi cartesiani in Figura 1); quando un individuo arreca danno a se stesso, ma nel contenpo un vantaggio alla società, può essere catalogato come uno sprovveduto (quadrante IV del sistema di assi cartesiani in Figura 1). Oggi lo sprovveduto verrebbe identificato col termine “sfigato”; ma come si diceva una volta “o tempora, o mores”. Cipolla ha pubblicato le sue leggi fondamentali all’inizio degli anni ’70 del ventesimo secolo, quando ancora non era in uso il termine “sfigato”.

Non esiste un modo oggettivo per poter catalogare ognuno di noi in uno qualsiasi dei quattro quadranti considerati in Figura 1. Lo si può fare solo caso per caso andando a valutare le conseguenze delle nostre azioni su noi stessi e sulla società. Come regola generale possiamo dire che gli intelligenti tendono ad agire in modo tale da non apportare danni a nessuno. Può, tuttavia, capitare che in un determinato momento della propria esistenza, una persona intelligente possa commettere degli errori così da diventare o uno sprovveduto o un bandito. La probabilità che una persona intelligente  ha di essere catalogata tra gli stupidi in un qualsiasi momento della propria vita è piuttosto bassa, se non addirittura nulla. Infatti, riprendendo l’attenta analisi del Prof. Cipolla si può dire che “la grande maggioranza delle persone stupide sono fondamentalmente e fermamente stupide — in altre parole essi insistono con perseveranza nel causare danni o perdite ad altre persone senza ottenere alcun guadagno per sé, sia esso positivo o negativo. Ci sono tuttavia persone che, con le loro inverosimili azioni, non solo causano danni ad altre persone, ma anche a se stesse. Queste sono un genere di super-stupidi che, in base al nostro sistema di computo, appariranno in qualche punto dell’area S alla sinistra dell’asse delle Y (si tratta del quadrante III di Figura 1, NdA)”.

I somari, Gli stupidi e la scienza

Perché ho fatto questa lunga premessa citando sia il libro del Prof- Burioni che l’opera del Prof. Cipolla? Semplicemente perché, sebbene il primo si riferisca ai somari nel contesto scientifico ed il secondo agli stupidi in un contesto economico (il Prof. Cipolla, ricordo, era uno storico dell’economia), non riesco a non catalogare tra gli stupidi tutti quelli che il Prof. Burioni cataloga tra i somari; sono quelli che si professano anti-vaccinisti o seguaci dell’omeopatia; allo stesso modo non riesco a non catalogare tra i banditi tutti coloro che propagandano il credo antivaccinista e quello omeopatico.

Provo a spiegarmi meglio.

Quante volte abbiamo letto che qualcuno è morto per gli effetti di una malattia che avrebbe potuto evitare attraverso la vaccinazione? Quante volte abbiamo letto di morti causate dalla cattiva pratica medica che ha impedito l’uso di cure efficaci per applicare l’omeopatia? Vogliamo parlare del bimbo morto per le conseguenze di un’otite curata con l’omeopatia (qui)? Vogliamo discutere delle vittime della difterite (qui) o di quelle del morbillo (qui)?

Quando dei genitori decidono di non vaccinare il proprio figlio sulla base di paure infondate nonostante tutte le rassicurazioni dei medici, fanno un danno a se stessi (perché la possibile perdita di un figlio è certamente un danno per se stessi), un danno al proprio figlio (che da adulto non vaccinato potrà essere soggetto a malattie mortali come è capitato recentemente in Sicilia, qui) ed un danno alla società (perché consentono la riduzione dell’immunità di gregge, qui, con il conseguente ritorno di malattie oggi ritenute impropriamente scomparse o poco importanti). In altre parole, l’atteggiamento no-vaxx o quello di chi segue le medicine alternative è un atteggiamento che nel linguaggio moderno potrebbe venir catalogato come atteggiamento lose-lose-lose, ovvero tutti ci perdono: dai genitori, ai figli, alla società. Non è detto che i genitori che rifiutano le vaccinazioni o utilizzano medicina alternativa per i propri cari siano somari nell’accezione usata dal Prof. Burioni. Se un somaro è colui che non conosce la materia di cui parla, non può essere il caso di quei genitori che hanno perso il figlio come riportato nella notizia a questo link. Non può essere considerato somaro neanche l’operatore sanitario che, seguendo la filosofia antivaccinista, non somministra i vaccini procurando un danno sia a se stesso che agli altri (la notizia è qui). In questi casi specifici va applicata la teoria della stupidità elaborata dal Prof. Cipolla, con la conclusione che ognuno di noi può trarre autonomamente.

E i banditi?

Alla luce della definizione data in modo analitico dal prof. Cipolla, i banditi sono quelli che per procurare un vantaggio per se stessi, fanno un danno agli altri. Esempi di banditi secondo questa accezione? Indubbiamente Wakefield che, per procurare a se stesso dei guadagni, ha fatto grossi danni alla società dal momento che, grazie a lui, oggi spopola la falsa correlazione vaccini-autismo alla base del movimento antivaccinale. La storia di Wakefield è qui. In generale, tutti coloro che hanno tanto da guadagnare dalla pseudo scienza (per esempio con la vendita di libri, con le comparsate ai convegni, con fondi di qualsiasi tipo) e dall’aumento del numero di seguaci, sono da considerarsi banditi.

Conclusioni

Cosa ho voluto evidenziare con questo articolo neanche tanto breve? Che i personaggi che si muovono nell’ambito della pseudo scienza non sempre possono essere catalogati come somari. Io li distinguo in due tipologie: stupidi e banditi. I primi sono quelli che, anche se in buona fede, perserverano nelle loro false convinzioni provocando danni a se stessi, alle loro famiglie ed alla società che li circonda;  vanno tenuti sotto controllo in modo tale da difendere sia la società che loro stessi dal loro comportamento. I secondi sono quelli che, pur avendo gli strumenti adatti per poter discriminare verità scientifiche da falsi miti, non lo fanno o scientemente – ed allora sono banditi intelligenti che vanno perseguiti per evitare danni alla società – o inconsapevolmente – ed allora sono banditi stupidi da perseguire come i primi perché oltre alla società fanno danni anche a se stessi.

Per approfondire

La stupidità: http://www.aepsi.it/Stupidita_2.pdf

Le leggi fondamentali della stupidità umana

Fonte dell’immagine di copertina

http://funnystack.com/category/funny-donkey/page/9/