Investigador@s de la Facultad de Ciencias Médicas aplican un novedoso
enfoque para estudiar la evolución de la pandemia en la Argentina, Santa Fe y
Rosario.
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| El equipo 2020 del IMOFyS. |
Por Claudio Pairoba
Los
fractales son figuras geométricas caracterizadas por la autosimilitud a
diferentes escalas. Originalmente descriptas por distintos estudiosos, fue el
matemático franco-norteamericano Benoit Mandelbrot quien las estudió en mayor
detalle, convirtiéndose en el padre de la geometría fractal.
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| Mandelbrot flanqueado por fractales, como corresponde. |
Con
el tiempo la dimensión fractal se extendió más allá de la geometría,
constituyéndose en un concepto con aplicaciones en áreas tan diversas como la
informática y la biología. El mismo Mandelbrot aplicó la dimensión fractal para resolver problemas en la transimisión de datos cuando trabajaba en el gigante IBM.
Se
considera que todo lo construido por el ser humano sigue patrones de líneas rectas
o curvas que pueden ser definidas por determinadas fórmulas matemáticas. La
naturaleza, en cambio, construye con fractales y sus formas deben ser abordadas
aplicando otro grupo de fórmulas.
El
cuerpo humano es un ejemplo perfecto de sistema fractal: las ramificaciones del
sistema circulatorio o las del sistema respiratorio hasta llegar a las ínfimas
estructuras de los alvéolos pulmonares se repite desde una escala mayor hasta
una escala menor. Por eso también se considera a los fractales como figuras o diseños que conservan su estructura a distintas escalas. Otro ejemplo de sistema fractal es la nervadura de una hoja.
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| Árboles, hojas, pulmomes. La dimensión fractal no tiene límites. |
El
Equipo de Investigación Morfológica-Funcional y Sistémica (IMOFyS) de la
Facultad de Ciencias Médicas en la Universidad Nacional de Rosario (FCM, UNR) viene aplicando
la dimensión fractal al diagnóstico por imágenes con fines
predictivos.
Ahora,
utilizan su amplia experiencia en el tema aplicándola al estudio de la evolución
del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) causante de la enfermedad COVID-19.
Como
indican los autores en su segundo informe, COVID-19 es un sistema biológico
complejo con conductas autosemejantes (dimensión fractal) que se reproducen en
los planos espacial y temporal sin modificarse a diferentes escalas (dimensión
fractal).
María
Eugenia Cabral y Franco Facciuto (jefa de grupo y coordinador general,
respectivamente) nos comentan sobre este segundo informe (la nota sobre el
primero puede verse aquí).
¿Qué trabajo están
llevando a cabo?
Mientras
se transita la pandemia por COVID-19, desde el IMOFyS estamos llevando a cabo
un estudio sobre el comportamiento de la entidad. Actualmente estamos
analizando la frecuencia temporal de aparición de casos positivos de COVID-19 y
su distribución geomorfológica en la República Argentina, la provincia de Santa
Fe y la ciudad de Rosario.
¿En qué consiste el
estudio?
El
estudio consiste en la aplicación de modelos predictivos, mediante algoritmos
matemáticos que determinen parámetros fractales. Estas variables nos permiten
proyectar el desarrollo de COVID-19 en la comunidad y su nivel de interacción
con el entorno.
Se
aborda al COVID-19 como un sistema complejo, no lineal y dinámico que, ocupa
un espacio geográfico y tiene una emergencia temporal irregular que puede
sostenerse si logra interrelacionarse con el medio y el huésped, es decir si
encuentra en la comunidad los factores medioambientales que le permitan conservar
sus propiedades fractales, autoorganización y perpetuación a lo largo del
tiempo.
¿Qué avances han
logrado?
Actualmente
hemos logrado materializar nuestro segundo informe sobre el análisis de la
frecuencia temporal del COVID-19: “Análisis del comportamiento de la
frecuencia temporal y según los cambios en la definición de caso, desde la
Semana Epidemiológica 10 a la 20”.
Este
informe describe la situación actual en los tres territorios mencionados,
considerando los cambios de definición de caso desde el inicio de la pandemia en
la Semana Epidemiológica (SE) número 10 (SE-10), según el calendario nacional
del Ministerio de Salud, hasta la SE-20, que culminó el pasado sábado 16 de
mayo.
En
el informe se describen las variables fractales que se consideraron y su
significación. Para su determinación se utilizó el algoritmo de Higuchi.
(Los
resultados del segundo informe, así como los del primero, pueden encontrarse
aquí)
¿Cómo incorporan los
cambios en la definición de caso?
Desde
el 3 de marzo, fecha en que se presentó el primer caso positivo, hubo 6 cambios
de definición de caso, establecidas por el Ministerio de la Nación según la
evolución epidemiológica del COVID-19. Suponiendo que estos cambios permitirían
perfeccionar el diagnóstico de la enfermedad nos propusimos evaluar cómo se
comportaba el SARS-CoV2 desde el inicio de la pandemia hasta cada fecha de
cambio de definición de caso, en los tres territorios. Luego de haber aplicado
el algoritmo, graficamos los resultados e hicimos una breve interpretación que
expresa el escenario diferente de cada espacio estudiado.
Las
fuentes que utilizamos fueron los informes diarios epidemiológicos del
Ministerio de Salud de la República Argentina y de la Provincia de Santa Fe.
¿Cómo esperan que se
apliquen sus resultados?
Creemos
que estos resultados además de manifestar la realidad actual podrían ser un
instrumento más que ayude a valorar las medidas sanitarias actuales.
Si
bien esto comenzó como una inquietud con fines pedagógicos, la propuesta fue
ganando espacio en el equipo de trabajo y se convirtió en un desafío que nos
encuentra trabajando con muchas expectativas, tratando de comprender este
proceso histórico que nos toca vivenciar.
¿Agradecimientos y
equipo para destacar?
Quisiéramos
agradecer a la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de
Rosario por su apoyo y a nuestro equipo de trabajo (IMOFyS) el cual se
encuentra integrado por estudiantes de medicina, docentes y médicas/os
egresados de la FCM-UNR. Cabe destacar la labor de Delfina C. Merolli, Fabricio
N. Trabachino, Joaquín Olalde, Juan I. Vansteenkiste y Rubens Da Costa Alves,
quienes coordinan diferentes áreas en este proyecto.
Sobre los responsables
María
Eugenia Cabral Quintero
Jefa
Responsable IMOFyS
Subsecretaria de Políticas Estudiantiles. Facultad de Ciencias Médicas (FCM) –
Universidad Nacional de Rosario (UNR).
Jefa
de Trabajos Prácticos. Cátedra de Anatomía Normal (FCM-UNR).
Franco
Facciuto
Coordinador
General IMOFyS
Médico
(egresado de la FCM-UNR)
Residente
de Cardiología Clínica (Rosario).
*Bioquímico, farmacéutico y doctor por la Universidad Nacional de Rosario. Master en Análisis de Medios de Comunicación y Especialista en Comunicación Ambiental. Miembro de la Escuela de Comunicación Estratégica de Rosario y la Red Argentina de Periodismo Científico. Acreditado con la American Association for the Advancement of Science (Science) y la revista Nature.
Referencias
Benoit Mandelbrot, el matemático que amplió el concepto de geometría
Fractales. A la caza de la
dimensión oculta.
Página del IMOFyS
Coronavirus: análisis de la
situación en la Argentina, Santa Fe y Rosario
IMOFyS 2017: fractales con
fines pronósticos en salud
Ganas y conocimiento: las
bases del IMOFyS
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