Modelli di Sistemi Biologici

L'utilizzazione di metodi analitici ed in particolare lo studio dei sistemi biologici tramite modelli matematici è relativamente recente, nonostante i primi tentativi di analisi quantitativa dei sistemi biologici si siano avuti fin dal XIX secolo: i primi modelli della relazione pressione-volume nelle maggiori arterie, modello windkessel, datano appunto alla fine di tale secolo. L'utilizzazione tardiva di tale tipo di approccio, rispetto ad altre branche della scienza quali tipicamente la fisica e l'ingegneria è da imputare, oltre che all'obiettiva complessità dei sistemi in oggetto, alla diffidenza che l'utilizzazione di tali metodi ha per lungo tempo incontrato presso molte scuole biologiche. Da un lato si riteneva infatti che le necessarie schematizzazioni e semplificazioni alla base della scrittura di un modello matematico potessero indurre ad una distorsione della realtà; dall'altro lato si riteneva che la realtà vivente fosse troppo complessa ed articolata per essere descritta in base a pure leggi fisiche, come avviene per la materia inerte, secondo un approccio troppo meccanicistico e quindi poco adatto alla realtà biologica. E' d'altra parte da rilevare che, nonostante tali preoccupazioni contenessero una parte di verità, qualunque processo conoscitivo implica delle schematizzazioni e che queste possono essere comunque accettabili, considerando la capacità di interpretazione della realtà in termini quantitativi che un modello può fornire in confronto alla pura descrizione che si può derivare dai dati sperimentali. D'altro lato, pur essendo difficilmente confutabile che la realtà biologica sia sostanzialmente diversa e più articolata della materia inerte, è pur vero che per alcuni aspetti le due realtà siano sostanzialmente trattabili allo stesso modo: ad es. il sistema cardiovascolare può essere efficacemente considerato come un sistema fluidodinamico, sia pure soggetto a molteplici azioni di controllo. Al di là di tali osservazioni che si pongono in un contesto puramente speculativo, una serie di cause oggettive ha favorito, a partire dagli anni settanta, l'utilizzazione dell'approccio modellistico per lo studio dei sistemi biologici. Da una parte infatti, a partire da quest'epoca, si è verificato un notevole incremento e miglioramento degli apparati di misura e di presentazione dei dati biologici sia per quanto riguarda misure "in vivo" che misure di laboratorio. E' intuitivo ......................................................