Analisi dell’evoluzione dell’esposizione ai pollini con l’IA
Le allergie ai pollini (febbre da fieno) sono reazioni del sistema immunitario ai grani di polline presenti nell’aria e rilasciati da alberi, erba comune ed infestante, i cui sintomi più comuni includono starnuti, naso chiuso, lacrimazione e prurito. Da un’analisi recente è emerso che le allergie ai pollini interessano in media il 18,1 % della popolazione mondiale, sebbene le stime varino ampiamente tra l’1 % e il 63 %(si apre in una nuova finestra) nei diversi Paesi. In genere, il trattamento prevede l’assunzione di farmaci, come le compresse antistaminiche, gli spray nasali e i colliri, e la riduzione al minimo dell’esposizione rimanendo in casa. «Si potrebbero anche progettare interventi di salute pubblica, ad esempio ridurre la piantumazione di alberi allergenici negli spazi urbani. La lotta ai cambiamenti climatici aiuterà ad affrontare le specie allergeniche invasive come l’ambrosia», afferma la coordinatrice del progetto EPOCHAL Marloes Eeftens(si apre in una nuova finestra), dell’Istituto svizzero di salute pubblica e tropicale(si apre in una nuova finestra). «Ma per monitorare il successo di questo lavoro, dobbiamo prima saperne di più sull’evoluzione dei livelli di polline e sul loro impatto sulla salute.»
Modelli del polline basati sull’IA
Per valutare l’impatto dei cambiamenti climatici sui livelli di polline, il progetto EPOCHAL, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), ha usato l’intelligenza artificiale (IA) per analizzare i dati provenienti da 14 stazioni di misurazione dei pollini svizzere, prendendo in considerazione 12 delle specie più allergeniche in un arco di 31 anni. «Abbiamo scoperto che, in Svizzera, per molte piante allergeniche la stagione dei pollini inizia prima, dura più a lungo ed è più intensa di prima», osserva Eeftens. Al fine di indagare l’esposizione ai pollini nel tempo, EPOCHAL ha usato l’IA per ricostruire i livelli giornalieri e i modelli di distribuzione di cinque tipi di polline(si apre in una nuova finestra) in Svizzera a partire dal 2002: ontano, frassino, betulla, erba e nocciolo.
Modelli delle variazioni spaziali e temporali
Il progetto ha usato strumenti di apprendimento automatico per creare modelli delle variazioni spaziali e temporali della concentrazione di pollini. Per farlo, ha attinto ai dati sui livelli di polline registrati dalle stazioni di misurazione, combinandoli con variabili predittive che ne influenzano l’emissione, la dispersione e la sedimentazione (ad esempio l’altitudine, l’uso del suolo, la distribuzione delle specie, la temperatura e la vegetazione). Per trovare il metodo di apprendimento automatico con le prestazioni migliori, sono stati confrontati sei algoritmi(si apre in una nuova finestra). L’opzione migliore è stata il metodo di apprendimento chiamato Random Forest(si apre in una nuova finestra). «Mentre i livelli di polline nelle stazioni di misurazione erano noti, i livelli di esposizione altrove dovevano essere ipotizzati. Il nostro modello è stato in grado di indicare i tipi di polline a cui le abitazioni di tutta la Svizzera sono state esposte in giorni specifici e le relative concentrazioni, per un periodo di 20 anni», aggiunge Eeftens.
Effetti del polline su popolazioni e individui
Il set di dati di EPOCHAL sui livelli storici di polline in tutta la Svizzera ha permesso di confrontare l’esposizione con i dati sanitari, per studiare gli effetti sulle popolazioni e sugli individui. Circa 410 volontari sono stati seguiti per tutta la stagione dei pollini. Il polline a cui sono stati esposti è stato determinato dai modelli di EPOCHAL. La loro sensibilizzazione è stata misurata con test cutanei, mentre ogni partecipante ha fornito un’autodichiarazione in merito alla gravità dei sintomi. Il progetto ha misurato anche altri indicatori di salute, tra cui la funzione cognitiva e quella polmonare, la pressione sanguigna e la qualità del sonno durante la stagione dei pollini. «Abbiamo scoperto che non esiste una soglia al di sotto della quale i sintomi possono essere completamente evitati. Quando l’esposizione supera i 50-80 pollini per metro cubo, la sofferenza è in genere da moderata a grave, indipendentemente dai livelli esatti», spiega Eeftens. Le analisi hanno chiarito per la prima volta un’associazione tra concentrazione di pollini e pressione sanguigna(si apre in una nuova finestra), misurata longitudinalmente. Non è stata trovata, invece, alcuna relazione significativa tra il polline e le prestazioni cognitive(si apre in una nuova finestra). «Sono tutte informazioni importanti per i sistemi di allerta dei pollini, che aiutano a comunicare alle persone allergiche cosa aspettarsi», aggiunge Eeftens.
