USO DE LA TECNOLOGÍA FRENTE A LA ACTUAL PANDEMIA DE COVID-19

Según el Diccionario de la Real Academia Española de la Lengua:

Epidemia

• Enfermedad que se propaga durante algún tiempo por un país, acometiendo simultáneamente a gran número de personas.
• Mal o daño que se expande de forma intensa e indiscriminada.

Pandemia

• Enfermedad epidémica que se extiende a muchos países o que ataca a casi todos los individuos de una localidad o región.

Las epidemias y pandemias han acompañado a la Humanidad desde siempre, por ejemplo la Peste Negra, la Gripe de 1918 (erróneamente conocida como Gripe Española), la Viruela, la Poliomelitis y relativamente frecuentes, aunque a menudo no nos demos o no queramos darnos cuenta.

De hecho, la Gripe de 1918 -tan mencionada ahora durante la actual pandemia de COVID-19– es sólo uno de los tres brotes pandémicos provocados por el influenzavirus (el virus de la gripe) durante el pasado siglo XX: la erróneamente llamada “Gripe Española” en 1918 (su origen probablemente estuvo en EEUU), la conocida como Gripe Asiática de 1957 y la Gripe de 1968 (también conocida como la Gripe de Hong Kong). En la primera década del siglo XXI también tuvimos la epidemia de la Gripe A (2009-2010). 

Los coronavirus, como el SARS-CoV-2 causante de la COVID-19 (COVID-19 significa COronaVIrus Disease 2019) tampoco deberían ser completos desconocidos para el público general. En los humanos este tipo de virus provocan enfermedades que van desde el resfriado común hasta enfermedades respiratorias más graves como bronquitis, bronquiolitis y neumonía. Sin embargo, el “momento de fama” de los coronavirus se produjo cuando los brotes de SARS (2002-2004) y el más reciente de MERS (2012) los llevaron a los medios de comunicación generalistas.

Las epidemias han acompañado desde siempre a la Humanidad y además de los retos médicos, también suponen importantes desafíos y sociales.

EFECTOS DE LAS EPIDEMIAS / PANDEMIAS. LO QUE NOS ENSEÑA LA HISTORIA

Además de los efectos sobre la población que causan las epidemias / pandemias, estas también suponen enormes desafíos sociales y económicos en su tiempo. 

La Peste Negra

Aunque los griegos y los romanos ya recogieron en sus crónicas varias pestilencias -algunas de gran mortalidad y/o morbilidad– se trataba en muchos casos de epidemias muy localizadas en una ciudad o región concreta. Así, la primera pandemia documentada -al menos en Europa- sería la de la Peste Negra, que afectó al norte de África, Asia, Oriente Medio y a Europa (a excepción de Islandia y Finlandia) con una mortalidad que afortunadamente ninguna otra grave epidemia posterior ha igualado (investigaciones actuales consideran que la estimación más extendida de 25 millones de fallecidos en Europa -aproximadamente un tercio de la población de la época- pecaría de ser muy optimista).

En lo social y económico, la gran pérdida de población trajo cambios económicos basados en el incremento de la movilidad social según la despoblación erosionaba las obligaciones de los campesinos (ya debilitadas) a permanecer en sus tierras tradicionales. La falta de mano de obra como consecuencia de la peste provocó una contracción del área cultivada en Europa, lo que hizo descender profundamente la producción agraria y el incremento de la ganadería, que necesita menos mano de obra. También obligó a desarrollar innovaciones para aumentar la productividad de las tierras.

La peste trajo un final de servidumbre en Europa occidental. El sistema señorial ya estaba en problemas, pero la peste negra aseguró su desaparición en gran parte de Europa occidental y central en 1500. La Peste Negra puso fin a la Edad Media y dio comienzo a la Edad Moderna, influyendo en la aparición del Renacimiento,  

Para saber más:

Consecuencias de la peste negra 

¿Cómo cambió a Europa la peste negra?

La Viruela en Suramérica 

El caso de la viruela es también una referencia recurrente cuando se habla de epidemias devastadoras. 

La viruela era una enfermedad desconocida en América. Cuando la enfermedad llegó al nuevo continente en 1518 a bordo de un barco portugués que traía esclavos negros desde África, los resultados fueron devastadores: primero diezmó a la población local de la isla de La Española (las actuales República Dominicana y Haití) y en 1520 saltó al continente, llevada por los hombres de Hernán Cortes. Casi la mitad de la población de México falleció ese mismo año, entre ellos el sucesor del emperador Moctezuma. En América, los pueblos nativos se redujeron, pasando de aproximadamente 25 millones a 1,6 millones de habitantes durante todo el periodo de la conquista, a causa de las enfermedades traídas desde el viejo mundo, no sólo la viruela, sino también el sarampión, la difteria, la rubéola y la gripe, entre otras. A Perú arribó en 1524, donde segó la vida de Huayna Capac, emperador Inca. La pérdida de sus líderes y las elevadas cifras de mortalidad entre las poblaciones autóctonas allanó el camino de los conquistadores españoles. A pesar de su superioridad militar, sin la “ayuda” de estas enfermedades la conquista de América hubiese sido mucho más difícil.

Para saber más:La viruela. Arma biológica accidental en la conquista española

EPIDEMIAS / PANDEMIAS EN LA ACTUALIDAD. CÓMO LO HEMOS HECHO CON LA COVID-19

Afortunadamente, el conocimiento de la Humanidad ha avanzado mucho desde la época de la Peste Negra y las nuevas epidemias ya no se achacan a castigos divinos, miasmas y pestilencias, y sin embargo, a pesar de estar advertidos (en estos días la charla TED de Bill Gates sobre epidemias en 2015 ha adquirido una visibilidad que tal vez no tuvo entonces), de saber que recientemente se habían producido brotes de enfermedades similares -también  provocadas por coronavirus- como el SARS y el MERS, muchos países han reaccionado a la COVID-19 tarde y las primeras medidas contra la pandemia no fueron muy diferentes de las empleadas en la antigüedad: aislamiento de los contagiados (o los sospechosos de estarlo), cuarentenas y restricciones de movilidad. Quizás lo novedoso haya sido el confinamiento general de los sanos y no sólo de los más vulnerables frente a la enfermedad, una estrategia con un alto coste económico, seguida con mayor o menor intensidad por la gran mayoría de los países, con algunas excepciones como Suecia o Reino Unido en un primer momento, aunque tuvo que dar marcha atrás a la vista de la evolución de la enfermedad.

Hay que reconocer que de forma rápida, la colaboración internacional consiguió la secuenciación genética del SARS-CoV-2 -el virus responsable de la enfermedad- el 20 de enero de 2020 con lo que muy pronto había disponibles test PCR, específicos para el diagnóstico de la COVID-19, pero ¿podríamos haberlo hecho mejor a nivel mundial? 

Desde luego que podríamos haberlo hecho mucho mejor, y por nuestro bien tendremos que hacerlo mucho mejor en el futuro, ya que aunque ahora mismo la situación en España ha mejorado, es muy posible que se produzcan rebrotes de la enfermedad como se ha visto en los países que primero sufrieron la enfermedad y antes la atajaron, como China y Corea del Sur. 

Los primeros resultados del estudio de seroprevalencia realizado en España, muestra que sólo un 5% de la población tienen anticuerpos frente al coronavirus, por lo que estaríamos bastante lejos de la inmunidad de grupo (sería necesario que entre el 40% y el 60% de la población desarrollara anticuerpos contra la enfermedad) que podría protegernos en caso de posibles rebrotes, ya que tampoco está claro cuánto duraría esta inmunidad.

Tenemos que ser conscientes de que si no es el SARS-CoV-2 el que ponga en riesgo a la Humanidad, puede ser cualquier otro patógeno desconocido o un viejo conocido que mute convirtiéndose en una forma más contagiosa y letal, por ejemplo, la Gripe de 1918 apareció de forma repentina aunque afortunadamente desapareció por sí sola tras varias oleadas. 

El tráfico de animales salvajes y su consumo sin control sanitario también deberían preocuparnos ya que favorecen el “salto” de las enfermedades entre especies (zoonosis). Dejando a un lado las teorías conspiratorias, este se cree que ha sido el origen de la COVID-19.

Desde hace tiempo hay quien alerta también del riesgo de que el Cambio Climático expanda enfermedades hasta ahora muy localizadas, así como que la descongelación del permafrost podría despertar de su milenario letargo a patógenos prehistóricos para los que no tendríamos inmunidad.

Los avances en los medios de transporte facilitan la rápida propagación de las enfermedades y que las epidemias se conviertan en pandemias. Por ejemplo, desde el aeropuerto de Wuhan (la ciudad china considerada origen de la actual pandemia de COVID-19) hay vuelos directos a Londres Heathrow (11h 45 min), Londres Gatwick (11h 30min), Roma (11h 15min) y Estambul (10h 25min).

El genial Isaac Asimov ya nos advertía de estos enemigos microscópicos en su libro “Amenazas de nuestro mundo”

Para saber más: 

Los virus del nuevo milenio | Luis Enjuanes y José Ramón Arribas

EL PAPEL DE LA TECNOLOGÍA EN LAS EPIDEMIAS

No descubro nada nuevo cuando digo que la tecnología nos ha ayudado a sobrellevar el confinamiento de una forma menos traumática. Pensad por un momento en cómo podríais haberlo sobrellevado sin los servicios de música y/o video en streaming como Spotify o Netflix, la posibilidad de la compra on line, los servicios de videollamada de Whatsapp, Facetime, Skype, Zoom, etc.

Estas tecnologías han permitido que las empresas con un cierto grado de digitalización hayan podido seguir operativas con sus plantillas trabajando en remoto. Para muchos pequeños comercios, el servicio online que hasta ahora había sido residual se ha convertido en su tabla de salvación durante la fase de confinamiento.

Para saber más: Digital Transformation to Stay Operational

Big Data, Computación en la Nube,Analítica de Datos, Machine Learning e Inteligencia Artificial

Para entender por qué hago uso a todos estos términos juntos, quizás sea útil leer antes este artículo en el que intento explicar los puntos comunes y sus diferencias, pero a efectos prácticos, podemos decir que la Inteligencia Artificial engloba de una manera u otra todos estos datos. 

La Inteligencia Artificial es algo así como el perejil de todas las salsas y a día de hoy se encuentra en infinidad de aplicaciones de uso general ¿Podría la Inteligencia Artificial ayudarnos a combatir esta y futuras pandemias? ¿Cómo? Aunque la propia ONU ha advertido que la IA apenas sirve para combatir el coronavirus, sí que hay aplicaciones donde podría ser de utilidad:

Prediciendo brotes 

El 31 de diciembre, 9 días antes de que la OMS lanzara el aviso sobre la COVID-19, una startup canadiense llamada BlueDot, dedicada a la vigilancia automática de enfermedades, alertó a sus clientes para que evitasen la región de Wuhan, y anticipó a qué ciudades podía extenderse de manera inminente el virus. Aunque BlueDot ya había predicho correctamente la aparición del Zika, en esta ocasión no estaba sola ya que la aplicación HealthMap del Boston Children Hospital, y el algoritmo de la empresa Metabiota, también captaron esos primeros signos de pandemia. ¿Cómo pueden lograrlo? BlueDot y Metabiota utilizan algoritmos de NLP (del inglés Natural Language Processing o Procesamiento del Lenguaje Natural) con los que simplificando muchísimo son capaces de “leer” infinidad de documentos (reportajes de noticias, redes de enfermedades animales y vegetales y comunicados oficiales), destacando información de interés como por ejemplo número de casos de una determinada enfermedad en una cierta región. Conociendo las características de la enfermedad, los flujos de viajeros hacia y desde esa región, etc les resulta relativamente fácil anticipar cómo podría extenderse esa enfermedad.

Incluso ha habido intentos de usar las búsquedas de Google como forma rápida y barata de detectar la aparición y evolución de epidemias. No es una idea nueva, ya que Google lanzó hace unos años su herramienta Google Flu Trends aunque actualmente está fuera de servicio, ya que la “popularidad” de la enfermedad en los medios afecta mucho a la cantidad de búsquedas (si los telediarios bombardean a la audiencia, la gente corre a buscar información en Google, especialmente los más hipocondríacos y eso falsea los resultados).

Ayudando al diagnóstico

• Numerosos papers defienden la posibilidad del uso de técnicas de reconocimiento de imágenes (en concreto de radiografías) para facilitar el diagnóstico de la COVID-19. Un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) han logrado un modelo capaz de distinguir entre pacientes sanos, enfermos por neumonía y enfermos por COVID-19, a partir de radiografías torácicas. El Hospital del Mar en Barcelona también ha desarrollado una herramienta similar.

Aplicaciones similares utilizan las imágenes de los TAC para acelerar el diagnóstico de la enfermedad, algunos son desarrollos españoles.

• Una reciente investigación puede ofrecer una forma de pronosticar con precisión el riesgo que corre un paciente de morir a causa del COVID-19, mediante un modelo que analiza tres marcadores biológicos —que pueden ser cuantificados mediante una gota de sangre— que servirían para indicar si el caso de un paciente puede agravarse de forma peligrosa con más de 10 días de antelación, con una precisión de al menos el 90%.

• La Universidad de Cambridge junto con el European Research Council (erc) han puesto en marcha un proyecto colaborativo que pretende recoger muestras de voz, tos y respiración a gran escala con el fin de obtener una detección precoz del COVID-19. Para ello es necesario recopilar muestras de participantes sanos y enfermos a través de una app móvil y gracias, de nuevo, al empleo de Machine Learning, se identificarán patrones que ayuden a detectar de forma temprana a personas infectadas por el virus. Hoy en día la app sólo está disponible para dispositivos Android. Actualización 06/11/2020 : Dejo aquí el enlace al paper “COVID-19 Artificial Intelligence Diagnosis using only Cough Recordings“, un estudio similar desarrollado por el MIT.

Identificando posibles tratamientos

Una de las estrategias que se están utilizando para lograr rápidamente un tratamiento frente a la COVID-19 es el uso de medicamentos ya aprobados para otros fines, lo que en el sector farmacéutico se conoce como reposicionamiento de medicamentos. 

La idea no es nueva, y quizás el caso más conocido sea el del Sildenafilo, un compuesto desarrollado por la farmacéutica Pfizer para tratar la angina de pecho y que no resultó ser mejor que los ya existentes. Como inesperado efecto colateral encontraron que parecía ser útil para los hombres con disfunción eréctil, así que se siguieron desarrollándolo y finalmente se convirtió en la Viagra y éste no es su único uso: a dosis más bajas y con el nombre comercial Revatio también se emplea para tratar la hipertensión pulmonar.

Para acelerar la identificación de medicamentos con posibilidad de ser reposicionados existen varias alternativas: 

• Una opción es simular en un ordenador cómo actuarían sobre el virus una serie de medicamentos ya existentes, identificando a los más prometedores. Estos pasarían a una fase posterior de experimentación bioquímica, como explican aquí. 
• Otra opción, que es la que estudia el Institut de Recerca Biomèdica (IRB) de Barcelona con la colaboración de Amazon. La idea es emplear la Inteligencia Artificial para que “lea” la literatura médica e identifique documentos con información relevante sobre la COVID-19. Una vez identificados los parámetros interesantes para los fármacos contra la COVID-19 se pueden comparar con las moléculas registradas en su herramienta Chemical Checker, una base de datos que recoge información sobre decenas de miles de moléculas susceptibles de convertirse en fármacos. Al comparar la información recopilada sobre los compuestos que se están probando con los datos de las moléculas bioactivas registradas en Chemical Checker han identificado algunos que ya son fármacos aprobados mientras que otros se trata de compuestos experimentales. Las moléculas identificadas se incorporan a una base de datos abierta a la comunidad científica.

Atención al ciudadano a través de Chatbots

Distintos servicios autonómicos de salud han empleado asistentes conversacionales para poder dar respuesta a las dudas acerca del COVID-19 de los usuarios 24/7, facilitando su uso a personas menos hábiles tecnológicamente, tranquilizándoles, evitando desplazamiento innecesarios a centros de salud y descargando otros servicios como los teléfonos de emergencias, con riesgo de colapsar ante la avalancha de consultas.

Un chatbot es un componente de IA que a través de lenguaje natural es capaz de interactuar con una persona e interpretar su interacción para ofrecerle una respuesta. Esta, se procesa a través de un modelo de entendimiento, entrenado previamente, para ofrecer a ese usuario respuestas lógicas a las consultas que le han realizado.

Vigilando el cumplimiento de las medidas de prevención

Existen varios desarrollos que potencian las capacidades de los sistemas de videovigilancia: medida de temperatura, comprobar el uso de mascarillas, el respeto de la distancia de seguridad entre personas… Aquí un ejemplo.

El uso de apps con funciones de geolocalización es muy polémico por las implicaciones sobre privacidad. Apple y Google han desarrollado una aplicación para facilitar el rastreo de la COVID-19 que sería de instalación voluntaria.

Para saber más: 

• AI could help with the next pandemic—but not with this one
• IA y Servicios Cognitivos contra el COVID-19
• Coronavirus, una pandemia en tiempos de Inteligencia Artificial
• Las innovadoras tecnologías que está utilizando China para combatir el coronavirus (y las preocupaciones que plantean)
• La guerra contra el Covid 19: Inteligencia Artificial, el papel de Defensa y la colaboración público-privada
• De datos y pandemia: big data e Inteligencia Artificial para luchar contra la covid-19
• La COVID-19 acelera el uso de la IA médica, con riesgos y beneficios

CONCLUSIONES

Este post ha terminando siendo más largo de lo que esperaba y aún así no cubre todo lo que pretendía. He querido centrarlo en algunas de las aplicaciones más curiosas del Big Data, el Machine Learning, la Analítica de Datos y la Inteligencia Artificial, tecnologías incluidas en la Industria 4.0.

Todas ellas se basan en la disponibilidad y el uso de información veraz, en algunos casos en tiempo real o casi, algo que durante la gestión de la pandemia se ha visto que no era así, lo que ha reducido el potencial de muchas de las iniciativas surgidas para intentar hacer un seguimiento de la enfermedad.

Hay otras muchas de estas tecnologías 4.0 que se están utilizando, como la Impresión 3D, el uso de drones para vigilar el cumplimiento de las medidas de prevención o incluso para detectar posibles contagiados, robots de atención al público o de ayuda en el ámbito sanitario, para reducir el contacto (y con ello la posibilidad de contagio) o para desinfectar zonas contaminadas, o capaces de realizar las pruebas PCR, acelerando los diagnósticos. Se evalúa el uso de dispositivos wearables para detectar la enfermedad, como pulseras o relojes inteligentes con distintos sensores y potenciados mediante algoritmos de Machine Learning. Otras, como el Blockchain podría haber servido para asegurar la trazabilidad de los suministros que llegaban desde China. Tampoco han faltado incidentes de ciberseguridad, con ciberataques a hospitales durante la pandemia, una posibilidad que no puede descartarse cuando se interconectan tantos sistemas diferentes.

El COVID-19 nos ha despertado de nuestro ensoñamiento, dándonos cuenta de lo tremendamente dependientes que somos de “la gran fábrica de China” (test, bastoncillos para la recolección de muestras, guantes, batas, mascarillas, respiradores… todo venía de allí) y han surgido voces pidiendo un cambio de planteamiento de las cadenas de suministro e incluso la relocalización de fábricas de materiales considerados estratégicos, aprovechando así también para reindustrializar el pais y solucionar la tremenda dependencia de nuestra economía del sector turístico, uno de los más afectados por la pandemia (aquí hablaba sobre la iniciativa Alianza por la Industria). La Industria 4.0 podría servir para que proceder así resultara económico, dotándolas también de la necesaria flexibilidad, seguro que nos da para otro artículo.

Como comentaba, esperemos que cuando todo esto pase hayamos aprendido algo y que el mundo post COVID-19 salga renovado y mejorado. Tras la Peste Negra surgió el Renacimiento, me conformo con que después del COVID-19 no caigamos en una distopía orwelliana de hipervigilancia (cámaras térmicas, reconocimiento facial, pasaportes sanitarios, seguimiento de contactos, geolocalización, etc) tipo 1984 justificada en una supuesta garantía seguridad. Es otro tema interesante para una publicación.

Espero que el artículo os haya parecido interesante, y que pueda contar con vosotros como lectores de futuras publicaciones.