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Titolo: Logica di Sistema

Introduzione

Perchè si è giunti alla 'Logica di Sistema'? I passaggi non sono banali ne tanto meno personali e per percepire il valore aggiunto della 'Logica di Sistema' non possiamo fare a meno che citare due motivazioni essenziali che hanno segnato questo percorso, quello degli indici clinici odontoiatrici e della logica di linguaggio medico prima di passare alla descrizione della 'Teoria dei Sistemi'.


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Indici clinici odontoiatrici

Esistono 'Indici' che possono essere considerati elementi di Logica di Sistema, cioè dati oggettivi, come per esempio la ‘Equazione di Henderson-Hasselbalch’.

Stiamo sperimentando quindi due immagini acaso qui ci stanno bene.

The black swan symbolizes one of the historical problems of epistemology: if all the swans we have seen so far are white, can we decide that all the swans are white?
Really?
 
 
 
 Kuhn used optical illusion to demonstrate how a paradigm shift can cause a person to see the same information in a completely different way: which animal is the one here aside?
Sure?



costruita per l'analisi del Ph ematico ed altri 'Indici' messi a punto nel campo medico in disparate discipline.[1][2][3]

Un test, un dato di riferimento normativo oppure un 'Indice' nonchè una 'Costante' sono strategie correlate a modelli matematico-statistici che sostanzialmente generano un dato di fondamentale importanza tanto per l'accuratezza della diagnosi e specialmente per la diagnosi differenziale quanto per le linee guida terapeutiche. Su questo dato di riferimento, nei tempi della storia scientifica odontoiatrica, si sono generate implementazioni e modifiche ma anche incertezze e credenze che sotto forma di assiomi o scuole di pensiero hanno settato linee guida non sempre, scientificamente giustificabili, ed a volte non veritiere.

Possiamo prendere in considerazione i dati riportati in letteratura riguardanti gli 'Indici' studiati su pazienti affetti da 'Disordini Temporomandibolari'[4] oppure entrare più nello specifico delle riabilitazioni masticatorie e verificare l'argomento 'Indici clinici' nelle discipline ortodontiche.[5]


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In un recente articolo di Andrea Scribante e collaboratori,[6]per esempio, si evincono i seguenti paragrafi:

  1. Nell'introduzione si legge che la valutazione degli esiti del trattamento ortodontico è stata tradizionalmente realizzata utilizzando l'esperienza e le opinioni soggettive dei clinici. [7] In questo primo paragrafo si intuisce il limite del concetto espresso e cioè una test diagnostico e/o linea guida terapeutica non dovrebbe mai essere scientificamente pesato utilizzando parametri soggettivi.
  2. Tuttavia, a partire dagli anni novanta, sono stati sviluppati specifici indici per valutare oggettivamente i risultati sanitari analizzando la qualità del trattamento[8]. Questi indici confrontano i dati pre e post trattamento per determinare l'esito della terapia ortodontica[9] e per migliorare la qualità dei trattamenti futuri[10]. Questo secondo paragrafo scientificamente accettabile mette in luce lo scopo degli ‘Indici’ e cioè la comparazione pre e post ma chi dice che il post è in uno stato di 'normocclusione' ed il pre in 'malocclusione'? L'allineamento dentario?
  3. L'indice più comunemente usato per valutare il successo ortodontico è il Peer Assessment Rating Index (PAR), che è stato sviluppato per misurare quanto un paziente si discosta dalla normale occlusione e allineamento[8]. Questo indice è stato utilizzato per valutare gli effetti della terapia in diverse circostanze: l'uso di dispositivi fissi e mobili, [11] il confronto del trattamento ortodontico tra studi privati ​​e scuole di ortodonzia,[12] la valutazione della stabilità occlusale dopo trattamento ortodontico,[13] trattamenti precoci[14] e risultati della chirurgia ortognatica.[15] Qui la cosa si complica perché il PAR non indicherebbe il sano o malato, normocclusione o malocclusione a seconda se si allontana dal cutoff ma a fronte di una serie di caratteristiche in entrata restituirebbe una risposta (Indice) ad ampio spettro, valido per i trattamenti ortodontici e ortognatici. Questo pensare è lecito ma attenzioni perché gli elementi o meglio le variabili in entrata, cioè i 'Costruttori' del modello o input, potrebbe non essere correlati al contesto di riferimento oppure esserci altre variabili nascoste che inficerebbero il risultato stesso. Apprezzeremo più convintamente queste asserzioni nella esposizione dei capitoli di Masticationpedia.

Fatto sta che il primum movens dello studio di Andrea Scribante e collaboratori si concentra nel seguente punto:

«The most commonly used index to assess orthodontic success is Peer Assessment Rating Index (PAR), which was developed to measure how much a patient deviates from normal occlusion and alignment»
(Falso....l'indice può avere una accuratezza e veridicità nell'allineamento dentario ma non per validare una normocclusione, quest'ultima asserzione è molto più complessa da formulare e certamente non può essere ridotta ad un 'osservabile occlusale'.)

Tanto è vero che uno studio recente e molto interessante di Spyridon N. Papageorgiou[16] in cui appare nel abstract dell'articolo una affermazione non solo molto innovativa ma anche molto coraggiosa conferma ciò che è stato appena esposto:

Notevoli cambiamenti occlusali a lungo termine si osservano nel post-debond, che per lo più favoriscono un migliore assestamento. Il trattamento di estrazione e la maggiore qualità di finitura al debond hanno influenzato significativamente le possibilità di miglioramento. Tuttavia, l'impostazione di un punteggio limite per denotare l'eccellenza del trattamento ha mostrato una notevole instabilità nel tempo.

Altri autori affermano che la recidiva dopo il trattamento ortodontico possa verificarsi anche nei casi con buona occlusione funzionale.[17] L'eziologia della recidiva non è né completamente compresa né può essere completamente prevista da un singolo fattore, [18] ma include fattori come la risposta delle fibre parodontali trazione e destrutturate,[19]maturazione fisiologica della dentatura umana che influenza la sua larghezza, lunghezza o perimetro,[20] alterazioni del complesso craniofacciale[21] e le parafunzione.[22]

La conservazione dei risultati del trattamento è quindi considerato uno dei problemi più difficili in ortodonzia, e la recidiva, soprattutto degli incisivi mandibolari potrebbe essere osservato anche con l'uso di dispositivi di ritenzione dopo il debonding.[23] La maggior parte degli studi esistenti sulla stabilità post-trattamento valuta la recidiva a breve termine del regione anteriore misurando principalmente l'irregolarità degli incisivi dopo il trattamento estrattivo o non estrattivo e confrontare diversi schemi di conservazione. Tali studi utilizzano in gran parte il Peer Assessment Rating (PAR) indice[24] che non è approccia una analisi elettrofisiologica trigeminale nel considerare la 'Normocclusione' tanto meno i dettagli di un'occlusione ben bilanciata (come contatti, inclinazioni e allineamento di ciascun dente) o i cambiamenti di ritenzione solo a breve termine.[25]

Per la conoscenza degli autori al tempo della pubblicazione del loro studio, solo uno studio[26] ha utilizzato il sistema di classificazione oggettivo dettagliato per i modelli e radiografie dell'American Board of Orthodontics (ABO)[27] che misura i dettagli di un'occlusione ben rifinita e ben bilanciata.

«Lo studio citato non solo è interessante ma anche stimolante, da un punto di vista scientifico, in quanto afferma che le recidive potrebbe verificarsi anche in presenza di congrua occlusione funzionale»
(La critica costruttiva, però, è insita nell'affermazione stessa: come si definisce una efficiente funzione masticatoria raffiguratile in una 'Normocclusione'?)

Siamo soliti, in Masticationpedia, lanciare provocazioni interessanti e soprattutto costruttive come per rispondere al quesito: 'Come si definisce una efficiente funzione masticatoria e dunque una Normocclusione?'

Osserviamo i due casi sottostanti in figura 1 ed in figura 2: quale dei due casi clinici secondo voi è affetto da malocclusione?


  • Figura 1: Paziente con open bite e crossbite posteriore destro che secondo indici ortodontici non può che essere considerato affetto da 'Malocclusione'

  • 2016-04-27 02.46.57.jpg

    Figura 2: Figlia del paziente in figura 1 che presenta caratteristiche genetiche simili come il cross bite posteriore destro. Non è presente in questo caso l'openbite.


Ci sembra irriverente per i canoni dell'ortodonzia ortodossa non condividere la diagnosi di malocclusione ma lasciando il lettore un pò in suspence per la risposta e ci ripromettiamo di riprendere ampiamente questo dilemma epistemologico tra qualche capitolo dopo aver approfondito l'argomento della 'Logica di Sistema' ed il successivo quello dello 'Indice Neuro Gnatologico Funzionale'


Logica di linguaggio medico

Figura 3: Nei capitoli precedenti abbiamo evidenziato le difficoltà estreme nel definire una diagnosi esatta, dettagliata e puntuale nei tempi giusti e questo non è solo dovuto alla 'Complessità' del Sistema vivente ma anche ad una discutibile e vaga logica di linguaggio medico. Se la logica classica è una logica troppo selettiva, vero o falso, e dunque 'non esiste una terza risposta' (principio del terzo escluso) è anche vero che la logica probabilistica, che banalmente indica la presenza di una specifica malattia, si infrange nel parametro di 'significatività' che acquisisce un determinato valore esclusivamente in un contesto specialistico.

Detto ciò abbiamo percepito l'esigenza di un modello più elastico chiamato logica sfumata (fuzzy) in grado di tradurre in formalismo matematico l’incertezza propria di alcuni dati del linguaggio umano, codificando i concetti “elastici” (come quasi alto, abbastanza bravo, etc), allo scopo di renderli comprensibili e gestibili dai computer.

Abbiamo, perciò, congelato un concetto molto dibattuto ed approcciato nel capitolo 'Introduction' quello di non determinare una separazione netta tra i know how specialistici bensì di sovrapporre le conoscenze interdisciplinari attraverso un approccio 'Fuzzy' (vedi logica sfumata (fuzzy) .

Ma non è così scontato arrivare ad un linguaggio più formale nel campo medico dove gli eventi sono complessi e dinamici e non sono banalmente deterministici. Per poter comprendere più a fondo la 'Logica di Sistema' e di conseguenza introdurre il concetto di 'Indici' clinici bisognerebbe iniziare con la descrizione della 'Teoria dei Sistemi'

Systems theory

In ambito scientifico la teoria dei sistemi, più propriamente teoria del sistema generale (definizione di Ludwig von Bertalanffy)[28], detta anche teoria generale dei sistemi e ancora generalizzata in sistemica, è un settore di studi spesso interdisciplinare, a cavallo tra matematica e scienze naturali, che si occupa dell'analisi delle proprietà e della costituzione di un sistema in quanto tale. La teoria si compone essenzialmente della teoria dei sistemi dinamici (semplici e complessi) e della teoria del controllo ed è alla base di diverse discipline come l'automatica, la robotica e la fisica cibernetica nonché lo studio tecnico-scientifico dei sistemi in generale tanto quanto in biologia e medicina.

La teoria dei sistemi è lo studio interdisciplinare dei sistemi, ovvero gruppi coesi di parti interconnesse e interdipendenti che possono essere naturali o create dall'uomo. Ogni sistema è delimitato dallo spazio e dal tempo, influenzato dal suo ambiente, definito dalla sua struttura ed espresso attraverso il suo funzionamento. Un sistema può essere più della somma delle sue parti se esprime sinergie o comportamenti emergenti.[29]

La modifica di una parte di un sistema può influire su altre parti o sull'intero sistema. Potrebbe essere possibile prevedere questi cambiamenti nei modelli di comportamento. Alcuni sistemi supportano altri sistemi, mantenendo l'altro sistema per prevenire guasti. Gli obiettivi della teoria dei sistemi sono modellare le dinamiche, i vincoli, le condizioni di un sistema e chiarire i principi (come scopo, misura, metodi, strumenti) che possono essere individuati e applicati ad altri sistemi a ogni livello di nidificazione e in un'ampia gamma di campi per raggiungere l'equifinalità ottimizzata.[30]

Per essere pratici ed efficaci nella descrizione del concetto 'Logica di sistema' consideriamo un approccio ad una parte del sistema motorio trigeminale, visto che è l'argomento cardine di questa opera scientifica, in cui si evince chiaramente il collegamento concettuale con la 'Teoria dei Sistemi'.

Logica di Sistema Masticatorio

Per una corretta valutazione delle funzioni masticatorie è necessaria una precisa conoscenza delle forze neuromotorie coinvolte e dei conseguenti movimenti mandibolari. Sebbene questi possano essere facilmente e accuratamente misurati con diversi tipi di strumentazione, il vero problema di fondo è rappresentato dalla valutazione del controllo dei muscoli masticatori da un punto di vista neurofisiopatologico. La tecnica EMG è stata ampiamente utilizzata in questo dominio, ma ci sono ancora una serie di preoccupazioni riguardo all'affidabilità delle misure basate sull'EMG interferenziale per il livello di valutazione dell'attivazione muscolare e persino la simmetria e la sincronia dell'attivazione muscolare sui due lati [31]. Ecco perché la maggior parte degli studi sinora eseguiti, volti a mostrare una possibile correlazione tra segnali EMG con Disturbi Temporomandibolari (TMD), Dolore Orofacial (OP) o Malocclusione (IO), non hanno dato risultati convincenti[32] In una percentuale non nota di pazienti OP visitati da dentisti specialisti, alcune malattie neurologiche come i tumori intracranici, sclerosi multipla e così via sono la causa sintomatologica sottostante la manifestazione di TMD od di OP. Questi pazienti, che in realtà soffrono di sintomi neurologici sovrapposti a quelli facciali dontoiatrici, possono subire interventi odontoiatrici non necessari prima che venga fatta la diagnosi corretta, spesso troppo tardi[33]

Le proiezioni corticali ai motoneuroni del trigemino sono generalmente ritenute bilaterali e simmetriche e mediante stimolazione cerebrale elettrica o magnetica attraverso il cuoio capelluto intatto possono essere analizzate elettrofisiologicamente.[34]

Nel massetere omolaterale, la stimolazione elettrica transcranica (eTCS) è in grado di evocare un grande potenziale a breve latenza nei muscoli rilassati e attivi. Le caratteristiche dei Potenziali evocati Motori (MEPs) omolaterali non cambiano in condizioni rilassate o attive. La latenza di insorgenza media è di circa 2 ms, la latenza di picco di 3,9 ms e l'ampiezza di 5,4 mV e non vi è alcuna variabilità di latenza inn condizioni simili di stimolazione. Per i pazienti emiplegici, sono stati ottenuti MEP ipsilaterali simmetrici tra i lati, identici a quelli registrati nei soggetti sani. Questi potenziali motori, considerati secondari all'eccitazione della radice motoria trigeminale, sono stati chiamati Root-MEP (Root-MEP o semplificata in R-MEPs) per differenziarli dalle onde M e dai Cortex-MEP.[35]

Formalismo matematico nella 'Teoria dei Sistemi'

Rappresentiamo, ora, il Sistema Trigeminale motorio come una scatola nera con ingressi (solitamente indicati con  ) ed uscite  . Lo stato del sistema è descritto da un insieme di variabili, dette appunto "variabili di stato", ( termine da tenere presente perchè diventerà epicentro della filosofia scientifica di Masticationpedia) solitamente indicate con  , che definiscono la situazione in cui si trova il sistema in un certo istante temporale  .

Gli ingressi agiscono sullo stato del sistema e ne modificano le caratteristiche, ovvero i valori, in un dato istante temporale; le modifiche vengono registrate dalle variabili di stato. I valori delle uscite del sistema, solitamente le uniche variabili misurabili (ingressi esclusi), dipendono a loro volta dalle variabili di stato del sistema e dagli ingressi (in maniera più o meno diretta).

Per lo studio di questo sistema, dunque, si analizza e si fissa il lasso di tempo   nel quale sarà studiato. In questo lasso di tempo (insieme ordinato di istanti) si considera una serie di istanti particolari.

«Ordinato» significa che prendendo due elementi qualsiasi possiamo stabilire con certezza quale dei due precede l'altro.

Gli elementi necessari per studiare un sistema e dunque anche il nostro Sistema trigeminale masticatorio, per il momento prendendo in considerazione solo una variabile quella della R-MEPs ipsilaterale ( figura 4), sono:

 ; Insieme ordinato del tempo in cui si sono eseguiti gli esami. Nel nostro esempio rappresenteremo soltanto test eseguito in   ed in  

 ; Insieme delle variabili di ingresso al Sistema ( Sistema Trigeminale motorio) che nel nostro caso corrisponde allo stimolo elettrico transcraniale.

 ; Insieme delle variabili di uscita che corrispondono all'ampiezza del potenziale d'azione neuromotorio come risposta del Sistema, sul massetere destro ( Figura 5)

 ; Insieme delle variabili di stato cioè come varia lo stato di sistema al variare della potenza di erogazione elettrica del trigger.

 ; Equazione di stato. In questo senso inizia un processo di quantificazione, di modellizzazione dell'analisi del Sistema che può utilizzare qualsivoglia algoritmo matematico atto a restituire un dato oggettivo che raffiguri lo stato di Sistema.

 ; Equazione di uscita corrisponde, appunto, a quanto integro può essere considerato il sistema.

L'equazione di stato   serve a calcolare lo stato interno del sistema in un determinato istante, ovvero la sua evoluzione nel tempo:

 ; si tiene conto, dunque, dello stato iniziale e di tutti gli ingressi fino a quel momento   ed altri successivi   su cui eseguire la comparazione.

Grazie a questa funzione possiamo studiare l'evoluzione dello stato interno di un sistema.

L'equazione di uscita g serve a calcolare l'uscita   nell'istante  :

 

Essa tiene conto, quindi, dello stato interno del sistema e degli ingressi dell'istante  . Il sistema, quindi, dipende da questa sestupla di dati:

 

In ambito ingegneristico sono formalmente possibili tre diverse modellizzazioni matematiche equivalenti e interscambiabili di un sistema dinamico:

il modello ingresso-stato-uscita (ISU), che, come visto, evidenzia lo stato interno del sistema, le cause perturbanti o forzanti che agiscono su di esso, ovvero gli ingressi, ed infine l'output di uscita;

Formalismo matematico alla Logica di Sistema trigeminale


Vediamo di rappresentare in numeri i simboli e le formule soprariportate per essere più efficaci nella spiegazione e consideriamo sempre la figura 5 dove vengono riportate, appunto, le risposte neuromotorie alla stimolazione transcraniale elettrica trigeminale della radice dell'emilato destro al tempo   ed al tempo  .

Test al tempo   Test al tempo  
Trigger

 

Latenza

 

Ampiezza

 

Rapporto

 

Trigger

 

Latenza

 

Ampiezza

 

Rapporto

 

Variabili di stato

 

(mA) (msec) (mV) % (mA) (msec) (mV) % %
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
Variazione dello Stato di Sistema tra   e  :  
In sostanza la comparazione tra le variabili in entrata ( trigger)   e le variabili in uscita   rappresentate dal rapporto   nel tempo di esecuzione   rispetto ai dati prelevati al tempo   restituiscono un valore medio di variazione dello stato di sistema della variabile di stato   di  .


   La   tiene conto, dunque, dello stato iniziale e di tutti gli ingressi fino a quel momento   ed altri successivi   su cui eseguire l'analisi del sistema che avremo modo di discutere più dettagliatamente in seguito nel capitolo Indice Neuro Gnatologico Funzionale. Se si volesse tirare una conclusione in questa basilare esposizione potremmo dire che:

Da   mA a   mA la fibra motoria risulta completamente depolarizzata con una graduale depolarizzazione all'aumentare della potenza di erogazione.mentre fino ad un potenza di erogazione di 10 mA la fibra non viene depolarizzata.

Le risposte al tempo   ed al tempo  sono principalmente sovrapponibili e che la sestupla di dati corrispondendi all'equazione   restituisce un valore del  

  indica la variazione dello stato di sistema ma non l'integrità. L'integrità di Stato è uno step successivo che vedremo in seguito.

Ma c'è ancora qualcosa da dire sulla teoria di Sistema trigeminale motorio: la simulazione che è stato presentata è la risposta del sistema trigeminale monolaterale, ipsilaterale alla stimolazione elettrica, che considera il loop interno al sistema, le variabili in entrate e le variabili in uscita ma i sistemi neuromotori cranici hanno una struttura e funzione di bilateralità e ciò ci induce a sospettare che possa coesistere nel Sistema in questione una sorta di simmetria e sincronicità come possiamo notare in figura 6.

«Perciò secondo la 'Teoria dei sistemi' il dato oggettivo di un 'Indice' è un qualcosa di più complesso da ottenere rispetto agli 'Indici clinici ortodontici' esclusivamente basati su una statistica descrittiva.»
(Certo! ed è per questo che serve un 'Indice' scientificamente criticabile ma oggettivamente inconfutabile.)

Seguendo la filosofia di Masticationpedia che si propone una sorta di lettura narrativa come fosse una fiaba nelle meraviglie della mistero scientifico che ci avvolge, si segue un percorso strategico che ci condurrà a comprendere il complesso sistema masticatorio passando da un capitolo ad un altro seguendo un filo logico ed è per questo motivo che si consiglia di proseguire la lettura con il capitolo 'Indice Neuro Gnatologico Funzionale'. Ovviamente il lettore potrà seguire l'indice posto al lato destro in alto e scegliere il capitolo da leggere che interessa di più ma se si vuole capire il senso di tutto il progetto Masticationpedia si consiglia seguire gli step proposti.


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