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Uno spartito musicale per la malattia
Quando è impostato sulla musica, il cancro al colon suona in qualche modo inquietante. Questa è la scoperta di Gil Alterovitz , un ricercatore presso la Harvard Medical School che sta sviluppando un programma per computer che traduce l'espressione di proteine ed geni in musica. Nella sua traduzione acustica, l'armonia rappresenta la buona salute e la discordia indica la malattia.
Unire i punti : Un ricercatore di Harvard ha tradotto i geni (cerchi) in musica tracciando la relazione (linee) tra di loro e determinando le reti chiave (nodi rossi). Ad ogni rete è assegnata una nota musicale.
In ogni momento in ciascuna delle nostre cellule, migliaia di geni stanno sfornando i loro prodotti molecolari mentre altre migliaia giacciono senescenti. Il profilo dei geni attivi rispetto a quelli spenti cambia costantemente, ad esempio con malattie specifiche come il cancro.
Alla ricerca di un modo più semplificato per rappresentare la complessa libreria di informazioni inerente all'espressione genica, Alterovitz ha deciso di rappresentare quei cambiamenti con la musica. Spera che un giorno i medici saranno in grado di utilizzare la sua musica per rilevare precocemente i cambiamenti relativi alla salute nell'espressione genica attraverso uno slittamento musicale nella discordia, migliorando potenzialmente l'esito di un paziente.
Il primo passo nella conversione da gene a suono è stato quello di ridurre più misurazioni a pochi segnali fondamentali, ognuno dei quali potrebbe essere rappresentato da una nota diversa. Insieme, le note formerebbero un accordo armonico in stati normali e sani e diventerebbero sempre più stonate quando i segni fisiologici chiave vanno storti, segnalando la malattia.
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Ascolta esempi di musica basata sui geni.
Alterovitz ha utilizzato modelli matematici per determinare le relazioni tra i segnali fisiologici. Proprio come i vari sistemi in un'automobile, molti segni fisiologici lavorano in sincronia per mantenere un corpo sano. Questi segnali [sono] non parti isolate, dice Alterovitz. Come in un'auto, una marcia funziona con altre marce per controllare, ad esempio, il servosterzo. Allo stesso modo, ci sono molte correlazioni tra le variabili fisiologiche. Se la frequenza cardiaca è più alta, altre variabili si sposteranno insieme in risposta e puoi semplificare la ridondanza e le informazioni.
Il suono del cancro : Una popolazione di geni e le relative proteine in un modello di cancro del colon è stata trasposta in musica. Il risultato è una composizione disarmonica, rispetto a campioni sani che suonano più armoniosi.
Utilizzando i dati raccolti da uno studio sull'espressione delle proteine nel cancro del colon, Alterovitz ha analizzato più di tremila proteine correlate coinvolte nella malattia. Ha ridotto le migliaia di proteine a quattro reti chiave, utilizzando vari database genetici che catalogano le relazioni tra geni e proteine. Ha quindi assegnato una nota a ciascuna rete e, insieme, queste note hanno formato un accordo armonico. Ha confrontato la musica di set di dati umani normali e sani con quella dei campioni di cancro al colon e ha scoperto che, secondo il suo modello, il cancro del colon suonava disarmonico.
I ricercatori potrebbero essere in grado di tradurre altre malattie in musica sintonizzando il sistema sviluppato da Alterovitz. Ad esempio, i ricercatori possono identificare le reti proteiche correlate al disturbo di interesse e quindi assegnare note che, in combinazione, formano accordi disarmonico, rispetto alle loro controparti sane.
Aggiunge che la tecnica potrebbe avere applicazioni al di fuori della medicina, ad esempio per semplificare le informazioni per i controllori del traffico aereo e in qualsiasi altro settore che richieda l'analisi di grandi set di dati. C'è anche l'opportunità di usare la musica proteica puramente per amore della musica: un DJ nell'area di Boston ha espresso interesse a suonare la musica di Alterovitz nei bar locali, un potenziale flusso di entrate sia per i musicisti che per i matematici.