En un món on la recerca interdisciplinària és cada vegada més present en molts sectors, els models computacionals sorgeixen com unes eines molt potents que contribueixen a trobar solucions en situacions molt complexes, com és el cas de l’àmbit de la salut, on la tecnologia avança molt ràpid i cada cop s’incorporen més investigadors biomèdics, bioinformàtics i biofísics, que treballen conjuntament amb professionals de la salut.
Entrevista Dra. Clara Prats
Aquest any 2025, IQS va posar en marxa un cicle de conferències sota el títol general de Life in equations, on van participar experts en el camp de les matemàtiques aplicades i disseny computacional i on es va donar visibilitat a aquests temes de recerca d’avantguarda. La cloenda d’aquest primer cicle va ser la conferència sobre Models epidemiològics a càrrec de la Dra. Clara Prats Soler, catedràtica de Física de la UPC – Universitat Politècnica de Catalunya, investigadora i coordinadora del grup de recerca de Biologia Computacional i Sistemes Complexos – BIOCOM-SC, acadèmica de la Reial Acadèmia de Medicina de Catalunya i presidenta del Grup Interdisciplinari de Professionals vinculats amb la Salut – GIPS, impulsat l’any 2022 per iniciativa del Col·legi de Metges de Catalunya.
Parlem en aquesta entrevista amb la Dra. Prats de la seva expertesa en les aplicacions dels models matemàtics i de la importància que tenen en el context actual de recerca global i multidisciplinària, especialment en l’àmbit de la salut.
Clara, quan comença la teva passió pels models matemàtics i la seva aplicació en sistemes biològics complexos?
Va ser una mica per casualitat. Jo vaig estudiar Física, una disciplina en la qual es fan servir els models matemàtics per descriure molts sistemes físics, i, quan vaig acabar la carrera, vaig descobrir que tot el que havia après també podia aplicar-se a sistemes biològics i ajudar a entendre molt millor el món que ens envolta. I em va animar a fer la tesi doctoral en aquest àmbit.
Aquests models ens ajuden a molts àmbits de la vida i en situacions molt quotidianes del dia a dia, ens ajuden a la presa de decisions. El model matemàtic només fa que formalitzar en equacions models conceptuals que es poden emprar, fins i tot, en la vida diària, com per exemple a l’hora de triar la caixa per pagar i fer menys cua en un supermercat. En aquest cas, podríem fer un model conceptual on escolliríem les variables rellevants (persones a cada cua, elements a cada carro…), assignaríem un pes a cadascuna i, en funció d’això, prendríem la decisió sobre a quina cua situar-nos. Si aquest model el formalitzem en equacions i el parametritzem, ens permetria estimar el temps d’espera en cadascuna de les caixes amb una certa probabilitat, per exemple, i d’acord amb aquest resultat podríem prendre la decisió millor informats.
Clara, quan comença la teva passió pels models matemàtics i la seva aplicació en sistemes biològics complexos?
Va ser una mica per casualitat. Jo vaig estudiar Física, una disciplina en la qual es fan servir els models matemàtics per descriure molts sistemes físics, i, quan vaig acabar la carrera, vaig descobrir que tot el que havia après també podia aplicar-se a sistemes biològics i ajudar a entendre molt millor el món que ens envolta. I em va animar a fer la tesi doctoral en aquest àmbit.
Aquests models ens ajuden a molts àmbits de la vida i en situacions molt quotidianes del dia a dia, ens ajuden a la presa de decisions. El model matemàtic només fa que formalitzar en equacions models conceptuals que es poden emprar, fins i tot, en la vida diària, com per exemple a l’hora de triar la caixa per pagar i fer menys cua en un supermercat. En aquest cas, podríem fer un model conceptual on escolliríem les variables rellevants (persones a cada cua, elements a cada carro…), assignaríem un pes a cadascuna i, en funció d’això, prendríem la decisió sobre a quina cua situar-nos. Si aquest model el formalitzem en equacions i el parametritzem, ens permetria estimar el temps d’espera en cadascuna de les caixes amb una certa probabilitat, per exemple, i d’acord amb aquest resultat podríem prendre la decisió millor informats.
“Els models matemàtics poden ser una eina per prendre decisions millor informats, fins i tot a la nostra vida diària”
De quina manera ajuden i faciliten el treball i la recerca dels experts?
Si ho portem a l’àmbit de la recerca, el fet de poder parlar amb experts d’altres disciplines (un biòleg més experimental, o un especialista en l’àmbit clínic, que ens pugui explicar de forma conceptual com funciona una malaltia) i poder formalitzar i quantificar tot això en un model matemàtic (o computacional), ens ajuda a aconseguir un nivell de comprensió dels sistemes biològics molt més profund, sempre partint de la base del coneixement dels experts en el sistema estudiat, i ens pot permetre fer prediccions d’evolució, o assajar processos experimentals diferents i optimitzar-los.
El model en definitiva serveix per respondre a moltes preguntes i aprofundir en la recerca, anar més enllà de l’enfocament qualitatiu i treure més rendiment d’un mateix estudi experimental o clínic. En certs contextos, l’ús dels models matemàtics pot ajudar a prendre decisions sobre quin és el procediment experimental òptim, o, aplicant-los en medicina personalitzada, quin és el millor tractament per a un cert tipus de pacient.
“Els models matemàtics poden ajudar a trobar els millors tractaments per a cada pacient”
Si s’apliquen dins l’àmbit de la salut pública, poden ajudar a prendre decisions per trobar les mesures més efectives per poder minimitzar la propagació d’un virus, com el de la grip estacional o el que va succeir a la pandèmia de la COVID 19.
Amb la capacitat computacional i les eines que ara tenim, podem fer uns models que fa uns anys eren impensables. I podem disposar d’eines terapèutiques i diagnòstiques molt avançades. Tota aquesta tecnologia i els models dels quals disposem aplicats a la salut de les persones, representen una sèrie de reptes que cal abordar de manera conjunta amb els experts sanitaris..
Es aquest l’objectiu del Grup Interdisciplinari GIPS?
Sí, així va sorgir la iniciativa de crear aquest Grup Interdisciplinari de Professionals vinculats amb la Salut – GIPS, impulsat pel Consell de Col·legi de Metges de Catalunya. Davant de l’entrada massiva de tota aquesta tecnologia, es fa necessari comptar amb professionals que sàpiguen desenvolupar i utilitzar tota aquesta expertesa, i que puguin treballar conjuntament amb els professionals sanitaris.
Així és com professionals, que no tenim formació sanitària, acabem treballant de la seva mà, sense tenir coneixements sobre codis deontològics o bioètica aplicada a la pràctica clínica, però aportant coneixement de temes relacionats amb robòtica, matemàtiques o física, entre d’altres. Per tant, hem de saber què necessitem conèixer de les altres disciplines per poder treballar conjuntament.
“El grup GIPS va néixer de la necessitat d’establir un sistema coordinat de treball multidisciplinari”
El treball interdisciplinari és el que ha de ser, però cal abordar els reptes derivats d’això, raó per la qual va néixer aquest grup GIPS. És una associació formada per professionals, no institucions, de tots els àmbits, persones que d’una manera o altra treballem en temes relacionats amb la salut de les persones i el sistema sanitari i que volen fer-ho d’aquesta manera interdisciplinària. Confluïm des d’enginyers biomèdics, físics, biòlegs o biotecnòlegs a metges, personal d’infermeria, etc., en uns espais de discussió i networking, on participen universitats, empreses, col·legis professionals, associacions i centres de recerca destacats dins l’ecosistema català..
I quina és la posició de Catalunya en aquests àmbits? Estem a l’avantguarda en recerques punteres?
Bé, les dades ens diuen que sí. Al darrer informe de Biocat, on es quantifica la situació de l’ecosistema en ciències de la vida i salut a Catalunya, veiem que la nostra regió està en el top 5 de molts rànquings relacionats amb la salut: publicacions, recerca, assajos clínics, indústria biotech, etc. Tot això ha crescut moltíssim en els darrers anys i les dades publicades parlen per si soles. Catalunya està entre les 75 regions més innovadores d’Europa, mantenint la categoria de strong innovator.
I no parlem només de centres de biotecnologia o biomedicina, també trobem altres centres de recerca excel·lents i de referència com el Barcelona Supercomputing Center – BSC o l’Institut de Ciències Fotòniques – ICFO, membres destacats en la utilització de models computacionals i de tecnologies de la llum i que fan gran part de la seva activitat relacionada amb les ciències de la salut.
En relació amb els agents polítics, quina creus que hauria de ser la interacció amb aquests agents, responsables de conformar les polítiques públiques? Com podem aprofitar millor la recerca que es fa a les universitats?
És un gran repte, i doble: apropar als polítics a la ciència… i la ciència a la societat. Així com hem parlat de la interdisciplinarietat, hauríem de parlar d’acció intersectorial, és a dir, que els científics hem de fer un esforç per sortir de la nostra zona de confort i anar en dues direccions: cap a la classe política i cap a la societat.
Idealment, hauríem de construir com una mena de ‘triangle’ (ciència, política, societat) i establir una relació de coneixement, confiança i reconeixement mutu, que és la part més difícil d’aconseguir.
“Hauríem de construir un triangle ciència, política i societat i establir una relació de coneixement, confiança i reconeixement mutu”
Si la població (societat) no valora la feina dels científics, serà complicat demanar que ho faci la classe política. Hem de treballar en totes les línies i direccions, generant grups d’assessors útils i ben establerts, coordinats, amb confiança i coneixent sempre quin és el lloc de cadascú. Crec que un bon exemple és el que va passar durant la pandèmia de la COVID-19 aquí a Catalunya: el nostre grup BIOCOM-SC va assessorar i ajudar en l’anàlisi de les dades … Però mai vàrem intervenir en la presa de decisions.
El científic ha de treballar amb honestedat, i el polític ha de reconèixer el que es pot fer, treballar conjuntament amb el científic, saber com interpretar les dades des de l’assessorament mutu ofert, i, sobretot, treballar amb honestedat i confiança.
Parlant del tercer element del triangle, la societat, actualment existeix una part considerable de població que menysprea la feina dels científics.
Realment, la xarxa és molt complexa i amb temes que no es poden arreglar ni amb diners ni amb inversions. I la paradoxa és molt gran: quan tenim més eines i recursos per estar connectats que mai, ens trobem en un moment molt complicat, amb una societat molt polaritzada i amb pensaments sovint extrems. Hi ha entorns en els quals no es podrà entrar mai amb l’argument científic, on juguen un paper massa important els sentiments i les emocions, i que afavoreixen que les persones desconfiïn d’uns temes dels quals no haurien de desconfiar.
Com a científica, intento abordar el problema ‘petit’ i veure fins on puc jo arribar i aportar el meu granet de sorra. Des de la Universitat, és important fer acostaments a les escoles i sembrar, fins on puguem arribar, la llavor de l’esperit crític i de cultura de la ciència en aquestes persones que s’estan formant. En l’àmbit educatiu tenim molta feina a fer.
“És important fer acostaments a les escoles i sembrar la llavor de l’esperit crític i de cultura de la ciència”
Tot això ens portaria al debat sobre l’ús de la intel·ligència artificial, que ens aporta molt i en molts àmbits. Però, no creus que estem fent un ús excessiu en el conjunt de la societat?
Aquest tema és molt complex, i ens planteja un repte enorme. Fa uns deu anys, l’ús de la IA estava molt més restringit en àmbits de recerca o acadèmics, l’utilitzaven persones que coneixien els límits i sabien què es podia fer o no fer amb ella. Ara, tenim una socialització massiva de la IA a tota la societat, que podríem comparar amb el fet que et donessin un cotxe, sense tenir carnet, i no saber-lo conduir, ni tenir un codi de circulació amb normes clares, adequades i ben establertes. És molt perillós i no saps realment que fer amb ell!
Les eines d’IA són potentíssimes, es poden fer coses molt maques i útils i assolir reptes molt importants com a societat. Però cal coneixement a l’hora de fer-les servir. Hi ha una feinada enorme, tant des de l’àmbit dels infants, com des del dels adults. Per exemple, el mateix ChatGPT és molt útil, però no tot el que diu és veritat, no podem creure tot el que ens aporta sense eines de filtratge i verificació. Perquè la IA sempre respon, per això està entrenada, però no sempre ho encerta.
Hem d’aprendre tots i molt i la qüestió és com fer-ho. Començant pels mestres i professors de secundària, és molt important la seva tasca per ensenyar a fer-ne un bon ús i conèixer les limitacions. Però també s’ha d’educar al món adult, i això és molt més difícil, perquè no disposem d’un espai per fer-ho com el que ens pot facilitar el món educatiu en el cas dels més petits.
Finalment, un consell pels futurs i futures professionals
Jo els diria que, si tenen la sort de descobrir el que els agrada, i s’hi poden dedicar, això és meravellós! I també és meravellós descobrir el que no agrada i no dedicar-s’hi!
I si es troben en una situació intermèdia, que serà el més normal, que s’agafin a allò que els faci gaudir i que s’hi dediquin amb passió. Trobar el motiu per posar passió a allò que fas és el més important.