Laurea specialistica in Medicina e Chirurgia (ciclo unico)

Omeostasi, complessità e caos  (Corso Elettivo)

Codice insegnamento

0644M

Docente

Paolo Bellavite

crediti

1

Lingua di erogazione

Italiano

Periodo

Corsi elettivi del 2° semestre dal 12-gen-2009 al 20-feb-2009.

Orario lezioni

Corsi elettivi del 2° semestre

Non inserito.

Obiettivi formativi

Omeostasi e caos sono due termini in apparente contraddizione tra loro: l'omeostasi può venire associata ad una funzione positiva ed utile (mantenimento dello steady-state), mentre il caos può divenire sinonimo di patologia (disordine incontrollabile). Inoltre, il concetto di omeostasi è più familiare perché introdotto nella scienza da molto più tempo rispetto a quello di caos. Tale contraddizione è solo apparente perché, come si illustrerà in questo corso, l'omeostasi ha molti aspetti caotici, mentre il caos nasconde spesso delle regolarità, le quali cominciano ad essere comprese nel dominio teorico e sperimentale della scienza moderna.
Saper "pensare nella complessità" è necessario sia per inquadrare l'intima dinamica dei processi patologici multifattoriali, sia per porsi in modo razionale di fronte al paziente tenendo conto della sua integrità ed individualità. Negli esseri viventi, ordine e disordine, stabilità e variabilità convivono in una produttiva armonia, tanto che la vita è stata definita sinteticamente ma efficacemente come un "disequilibrio controllato" [G. Guidotti, Patologia Generale, Ambrosiana, Milano 1990, pp.49-53]. Si sta quindi sviluppando in campo scientifico il tentativo ambizioso, e allo stesso tempo difficile, di scoprire le regolarità nei fenomeni apparentemente disordinati, le leggi della complessità, che regolano anche molti fenomeni naturali, biologici e fisiopatologici. A tali problematiche è logicamente legata la distinzione tra stato di salute e malattia ad un livello molto generale, in cui la patologia è vista come perdita di complessità o difetto di comunicazione dei sistemi dinamici. Questo corso, che ricalca i temi del libro "Omeostasi, Complessità e caos, un'introduzione" di P. Bellavite, G. Andrighetto e M. Zatti (Franco Angeli, Milano, 1995), affronta in modo elementare ed introduttivo le basi matematiche della teoria della complessità e del caos, spiegando il significato dei termini usati in questo campo e delineando le possibili ricadute in medicina. Si illustra come sia possibile, sulla base di modelli relativamente semplici, descrivere alcune proprietà dei sistemi omeostatici in forma di algoritmi e di reti, simulandone il comportamento mediante prove al calcolatore. Si cercherà, dove possibile, di suggerire alcune analogie tra tali modelli e le situazioni fisiopatologiche reali, indicando anche le prime applicazioni in campo diagnostico e terapeutico.

Programma

Sintesi del programma:1. Omeostasi, stress e complessità. La complessità come problema scientifico. Approccio riduzionistico ed approccio integrato alla patologia. Definizioni e misura della complessità (quantitativa e qualitativa). 2. Feed-back e sistemi dinamici. Illustrazione della funzione di Verhulst e dei conseguenti concetti quali biforcazione, caos, attrattore, frattale, sensibilità alle condizioni iniziali. Esempi naturali e fisiologici di comportamenti caotici e di frattali.3. Modelli di reti boleane. Reti a variabili continue e discontinue. Reti non-lineari. Simulazione di perturbazioni minime e di mutazioni delle reti. Omeostasi e caos in patologia. Patologia come perdita di complessità e di comunicazione. 4. Implicazioni epistemologiche ed antropologiche della teoria della complessità e del caos.

Modalità d'esame