FOTOGRAFIA – Si è aperto domenica a Firenze il simposio internazionale EPF 2013 (European Polymers Federation 2013), per fare il punto su quello che a prima vista potrebbe sembrare un noiosissimo tema da specialisti: i polimeri. E anch’io, quando sono stata contattata da Luca Boarino, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica – INRiM di Torino, per scriverci su un articolo, sono rimasta un po’ titubante. Poi Luca mi ha mostrato questo inquietante sorrisone. Purtroppo ho capito poi che non c’entrava quasi nulla con il tema del convegno. “In effetti è il risultato del lavoro di una nostra studentessa, che ha esagerato un po’ con il fascio laser e nel tagliare ed estrarre una sezione di nanofili di silicio ha prodotto questo… ” Si tratta quindi di silicio e non di polimeri…

Invece questo fiore, altrettanto bello ma molto meno inquietante e che ha anche vinto un premio internazionale di fotografia elettronica nel 2011, c’entra eccome. “Si è formato facendo cadere una goccia di soluzione contenente miliardi di nanosfere di polistirene su un pezzo di silicio e aver aspettato che l’acqua evaporasse. Le nanosfere hanno un diametro di poche centinaia di nanometri, circa mille volte più piccole di un capello umano, e grazie alla loro carica superficiale riescono, in acqua, a organizzarsi in strutture bi e tridimensionali ordinate, come in questo caso”.

I polimeri sono composti (sintetici o naturali) che hanno un’infinità di proprietà straordinarie e per questo sono un elemento essenziale nella vita di tutti i giorni. La ricerca, poi, sta cercando di fabbricare cose ancora più straordinarie. Per esempio, continua Luca, “il mio compito è fabbricare e misurare meglio che si può (dato che lavoro presso l’Istituto che in Italia si occupa di misure) nanostrutture su larga area, utilizzando il metodo del self-assembly, e già la parola richiama le tecniche che la natura utilizza da milioni di anni per sintetizzare tutti gli organismi superiori…”

Il self-assembly è un fenomeno di autorganizzazione della materia inorganica e organica che avviene a vari livelli, da quello atomico e molecolare a quello che viene chiamato supramolecolare, in cui i componenti fondamentali, quasi fossero pezzetti di Lego, sono grandi gruppi di molecole o addirittura singoli nano-oggetti come le nanosfere di polistirene o altri polimeri.

Perché il self-assembly è oggi così importante? “Dagli anni sessanta delle prime radioline a transistor a oggi, per ogni anno trascorso, la quantità di componenti elettronici e quindi di informazione in un centimetro quadro è sempre raddoppiata. Tutto il mercato dei prodotti elettronici obbedisce e cerca di mantenere tale livello di crescita, nonostante in poco più di 50 anni si sia passati da poche unità a miliardi di componenti elettronici in una scheggia di silicio (chip) di pochi millimetri quadrati.”

Naturalmente in tutto ciò gli investimenti e i ricavi hanno un’importanza fondamentale. “Sì, certo… ma non tanto per la produzione dei componenti stessi, quanto per gli stabilimenti: ormai si parla di miliardi di dollari per un solo centro di produzione. Raddoppia il numero di pezzi prodotti, raddoppia la capacità di memoria e di calcolo di ogni circuito integrato, e necessariamente le dimensioni di un singolo componente fondamentale per la logica digitale, il CMOS (Complementary MOS, un interruttore velocissimo che può passare miliardi di volte dallo stato logico 0 a 1) devono ridursi a dimensioni ben al di sotto di qualunque oggetto siamo abituati a vedere coi nostril occhi. Proprio qui sta il nodo che viene affrontato in questi anni, perché la tecnologia di base dell’elettronica è la litografia ottica, un processo simile a quello della fotografia digitale che proietta delle geometrie opportunamente disegnate su maschere in quarzo e cromo su un polimero fotosensibile (fotoresist). Più piccole sono le strutture geometriche dei circuiti che si vogliono disegnare, e più piccola deve essere la lunghezza d’onda utilizzata per fotografare i polimeri, per evitare effetti di ombreggiatura e sfocatura. Le lunghezze d’onda della litografia ottica scendono di anno in anno e oggi siamo ormai nel campo dell’ultravioletto più estremo, 350, 250 e ora 193 nanometri.”

Ovviamente si cerca di superare questi limiti e si sta già lavorando per raggiungere I 32 nanometri e subito dopo si passerà ai 22… e poi? Riusciremo a rimpicciolire sempre di più i nostri dispositivi e le aziende, di conseguenza, riuscirannno a rimanere in affari? Luca, esiste già una strada tracciata? “Una delle possibili soluzioni individuate dalla comunità delle aziende del silicio (l’ITRS, International Technology Roadmap of Semiconductors) è il Directed Self Assembly di copolimeri a blocchi. Semplicemente sciogliendo in un solvente opportuno due polimeri come il polistirene (PS) e il PoliMetilMetAcrilato (PMMA), spalmandoli ad alta velocità sulla solita fetta di silicio e portandoli alla giusta temperatura, i copolimeri si separano in due fasi distinte, geometricamente organizzate e più piccole di qualunque struttura definibile coi classici metodi di litografia ottica. Se poi gli stessi copolimeri trovano delle strutture più grandi, quali bordi o gradini realizzati con dimensioni più grandi, loro sono in grado di percepire tali discontinuità e di ordinarsi parallelamente o nel loro interno.

Il controllo di questi sistemi sta diventando un cruciale campo di ricerca per le università e soprattutto per le grandi compagnie del silicio e dell’elettronica, perché grazie a questi sistemi potremo controllare sempre meglio la scala nanometrica e produrre sistemi elettronici sempre più potenti. Gli istituti europei di metrologia come l’iNRiM, il National Physical Laboratory (NPL) in Inghilterra, il PTB in Germania e tanti altri si sono organizzati in network (EMRP) e stanno finanziando con l’aiuto degli stati membri e della Comunità Europea progetti come TReND, che si prefigge di sviluppare e migliorare le tecniche di misura e di analisi composizionale di nanostrutture autorganizzate quali i polimeri a blocchi.

Da tutte queste ricerche di base si possono intravedere, già molto distintamente, applicazioni in campi a forte interesse industriali. Ecco perché i brevetti sono indispensabili. Anche in Italia, nel nostro piccolo, qualcosa si sta facendo.

Per approfondire:

Kristina Grifantini, Moore’s law, MIT New Technology Review

Crediti immagini: Nanofacility Piemonte, INRIM

LA VOCE DEL MASTER – Ciò che causa la menopausa nelle donne potrebbero essere gli uomini: lo ha spiegato uno studio pubblicato sulla rivista PLoS Computational Biology.

Nel corso del tempo, i maschi umani hanno confermato la loro preferenza per le compagne più giovani, scelta che ha influenzato la continuazione della fertilità nelle donne più anziane. Mentre le teorie convenzionali sostengono che la menopausa impedisca alle donne di avere figli dopo una certa età, il nuovo modello evolutivo sviluppato da Singh e dai suoi collaboratori prevede invece che la stessa mancanza di riproduzione ne sia la causa. Dopo una certa età, la selezione naturale cessa di sedare delle mutazioni genetiche riguardanti alleli che, nelle donne giovani, favoriscono invece le performance riproduttive. La scelta di partner giovani da parte degli uomini, dunque, effettua un’ulteriore selezione che impedisce l’insorgere di queste mutazioni, aumentando l’aspettativa di vita sia dei maschi che delle femmine a discapito della fertilità di queste ultime.

La menopausa è una caratteristica quasi unica degli esseri umani, riscontrata in altre specie, come balene e scimpanzé in cattività, solo raramente. Fino a questo studio, dice l’autore, non era ancora stata data una spiegazione del perché si verifichi che fosse valida dal punto di vista evolutivo. La “teoria della nonna” è una delle spiegazioni più accreditate, ma non viene ritenuta esauriente nonostante aumenti la fitness femminile:  sostiene infatti che la menopausa sia la strategia che permette alle donne di assistere i nipoti, migliorando la sopravvivenza dei parenti e pareggiando in questo modo la perdita in progenie diretta. Il nuovo modello elaborato non tiene conto di questa teoria: se non ci fossero dei problemi legati alla riproduzione in età anziana, dice Singh, la menopausa non si verificherebbe. Se fossero state le donne a orientarsi verso compagni più giovani, inoltre, la situazione sarebbe stata invertita, con una perdita di fertilità da parte degli uomini.

I linguisti pensavano che la distribuzione dei suoni nelle diverse lingue del pianeta fosse sostanzialmente arbitraria o al più dovuta alle influenze ambientali. Uno studio pubblicato su PLoS ONE, però, dimostra come alcuni fonemi particolari, le consonanti eiettive, sono molto più frequenti nei linguaggi delle popolazioni di alta quota. Le consonanti eiettive sono suoni pronunciati con la chiusura contemporanea della glottide. Questi fonemi sono contenuti in circa il 20% delle lingue mondiali, ma non in italiano né nella maggior parte delle lingue europee.

L’autore dello studio, Caleb Everett, un antropologo dell’Università di Miami appassionato di linguistica, ha studiato l’atlante mondiale delle strutture linguistiche, un database fonetico di 567 lingue, mettendo in relazione i suoni con le coordinate geografiche e l’altitudine in cui vivono le popolazioni che parlano le lingue che li contengono.

Tra le lingue analizzate, l’87% di quelle con consonanti eiettive sono sono state individuate nel raggio di 500 km dalle aree con un’altitudine superiore a 1500 m. Sorprendentemente, tra le sei zone di alta quota abitate c’è una sola eccezione: l’altopiano tibetano, dove, nonostante l’altitudine, si parla una lingua che non contiene consonanti eiettive.

Secondo Everett ci sono due possibili spiegazioni alla correlazione individuata. I fonemi eiettivi sarebbero più frequenti ad alta quota perchè la bassa pressione riduce lo sforzo fisiologico richiesto per produrre questi suoni. Inoltre, emettere fonemi di questo tipo aiuterebbe a mitigare il tasso di perdita di vapore acqueo nell’aria espirata e quindi sarebbe utile in zone con una bassa pressione atmosferica. L’eccezione tibetana potrebbe essere spiegata dal fatto che le popolazioni di questi territori respirano a un ritmo più elevato delle altre e, in questo modo, riducono quel tasso di ipossia che faciliterebbe la presenza delle consonanti iniettive nella lingua.

Crediti immagine: Radu.vatcu, Wikimedia commons

Se si trascura una piccola variabilità dovuta soprattutto a cambiamenti nel sistema uditivo periferico, le persone dotate di orecchio assoluto mostrano una notevole stabilità nel riconoscimento delle note musicali. Cosa sta alla base di questa consistenza, una rigida mappa percettiva o l’esposizione durante la vita a un repertorio di suoni piuttosto uniforme?

Tre ricercatori della University of Chicago hanno cercato di verificare se l’esperienza musicale possa influenzare le categorie sonore e il riconoscimento delle note in persone dotate di orecchio assoluto. Raccolto un gruppo di partecipanti con questa caratteristica, gli scienziati hanno poi escogitato un piccolo trucco: hanno modificato un brano musicale in modo costante ma impercettibile, in modo tale che alla fine della trasformazione l’altezza delle note risultasse spostata di 33 cent (circa un terzo di semitono). L’ascolto della musica alterata per un tempo limitato, riportano gli autori della ricerca, è stato sufficiente per mettere in crisi l’orecchio assoluto dei partecipanti, modificando il loro riconoscimento delle note in un semplice test di classificazione.

I risultati dello studio, sostengono i ricercatori, suggeriscono per la prima volta l’esistenza di una forma plasticità nelle rappresentazioni delle note musicali nelle persone dotate di orecchio assoluto. Non basta quindi che si formino precise categorie sonore nei primi anni di vita; queste devono anche essere mantenute grazie all’ascolto di musica con precise caratteristiche di intonazione.

Crediti immagine: Horia Varlan, Flickr

La ricerca, pubblicata sui Proceedings of the National Academy of Sciences, mostra che il 95 % dei generi che sono presenti sia nella zona tropicale che in quella extra-tropicale ha almeno una specie-ponte in comune. A sostegno di ciò, vi è anche la dimostrazione che le attuali specie-ponte discendono da specie tropicali fossili.

Lo studio  è stato condotto tramite l’osservazione di molluschi bivalve perché con le 8000 specie viventi assicurano un numero elevato di campioni. I ricercatori, inoltre, hanno avuto ampia disponibilità di fossili da confrontare con le specie attuali. Ciò ha permesso di seguire la dinamica della diversificazione delle specie per circa 12 milioni di anni.

La ricerca ha individuato i fattori che determinano il successo di un gruppo, tra gli organismi che hanno un antenato in comune, nel generare una specie-ponte. Il fattore principale è la dimensione del corpo, che spesso è correlato con la fecondità della specie. I gruppi con  maggior diversificazione di specie, sarebbero i migliori candidati per generare una specie-ponte. Infine, anche la dispersione geografica di un gruppo è un elemento determinante, perché la colonizzazione di aree differenti è una forma di protezione dall’estinzione.

Sarà la biologia molecolare che confermerà con certezza i risultati del presente studio, perché dirà come sono correlate, dal punto di vista genetico, le specie che vivono al confine dell’area tropicale.

Nel frattempo, sarà la rarità delle specie-ponte – se ne conta una al massimo due per ogni linea evolutiva – ad evidenziare il ruolo chiave svolto da questo passaggio evolutivo.

Naturalmente il primo pensiero corre ai possibili studi applicativi di questa tecnica a partire dal dove il controllo dell’endocitosi cellulare potrebbe inibire la proliferazione di cellule alla base della malattia. O ancora la biologia dello sviluppo in cui l’endocitosi ha un ruolo fondamentale nella strutturazione e organizzazione cellulare. Con il fascio luminoso i processi cellulari potrebbero essere volontariamente stimolati o inibiti per favorire o bloccare processi di crescita cellulare.

L’optogenetica che recentemente si è dimostrata essere la speranza non invasiva per terapie legate a disturbi nervosi, potrebbe essere affiancata da un nuovo campo di studi che vede la luce protagonista di meccanismi di controllo molecolare a fini terapeutici , l’optofarmacologia. “La combinazione di farmaci con dispositivi esterni di controllo basati sulla luce può contribuire allo sviluppo della medicina personalizzata nella quale le terapie si possono modulare in funzione di ciascun paziente, restringere a regioni localizzate per un tempo determinato, riducendo sensibilmente gli effetti indesiderati”, dice Nevola. “Questo è il punto chiave della ricerca e pensiamo che apra la porta verso sviluppi molto promettenti per il futuro”.

Lo sforzo va ora fatto per rendere selettivamente sensibili ai “comandi” luminosi dei composti farmacologici, e in particolare alle lunghezza d’onda del visibile, essendo l’esposizione prolungata agli ultravioletti tossica per le cellule. Inoltre bisogna lavorare sulla stabilizzazione della stimolazione in maniera tale che i composti mantengano la “memoria” degli effetti di stimolazione anche per periodi lunghi di non illuminazione.

“Il prossimo passo su cui sto lavorando è quello di applicare questa stessa tecnica su altre proteine, come quelle che governano la morte cellulare, l’apoptosi”, conclude Laura Nevola.

Con le parole di Jaques Monod “Il candore di uno sguardo nuovo (quello della scienza lo è sempre) può talvolta illuminare di luce nuova antichi problemi.”

Il simposio di Varenna, organizzato sabato scorso dalla Società Italiana di Fisica per i 60 anni della Scuola estiva di fisica “Enrico Fermi”, i 90 anni del Consiglio Nazionale delle Ricerche e i 150 anni del Politecnico di Milano, è stato in parte rievocazione storica, in parte panoramica sullo stato dell’arte di varie discipline, in parte rassegna delle aspettative  in tempo di crisi economica.

Forse perché i fisici presenti erano in prevalenza sperimentalisti (fotonica, opto-elettronica, materiali “disordinati”, rilevatori di neutrini), sembra difficile che il matematico Uzy Smilansky, dell’Istituto Weizmann, li abbia convertiti al metodo dei grafi quantistici per analizzare reti complesse: durante il coffee-break i commenti non erano entusiasti.

Ha suscitato più curiosità la Grande Unificazione del matematico Michael Ghil, un metodo per calcolare la sensitività del clima. In sintesi, i modelli di circolazione globale sono carenti – il refrain da 60 anni! – e aggiungerci altri sotto-modelli come si usa ora non li migliora. Ghil e i suoi colleghi – dell’università della California-Los Angeles e della Normale Supérieure di Parigi – propongono una soluzione matematica semplice ed elegante. Combinano in un algoritmo le interazioni tra meteo e clima usando gli attrattori di Lorenz, quelli di Hasselmann e le fluttuazioni random di Sinai-Ruelle-Bowman che hanno “ottime proprietà fisiche”. L’algoritmo prevede il tempo che farà – la variabilità naturale – tra un anno e mezzo, compreso l’andamento dell’oscillazione meridionale El Niño/La Niña (ENSO).

Per dimostrarlo (com. stampa) Ghil et al. hanno scelto le temperature marine dal 1950 al 1970 escluso. Può darsi che l’algoritmo sia utile, ma le sue retro-previsioni meteo per gennaio e febbraio 1971 sono state poco convincenti: in quei vent’anni la variabilità era stata poca e in quei due è rimasta come prima, perché l’ENSO non si è fatto sentire.

Sarebbe stato interessante capire quale sensitività otteneva il “modello giocattolo” di Ghil, se era inferiore o superiore a +2,5-3°C per un raddoppio della CO2 atmosferica come risulta dalla maggior parte degli scenari, ma c’era tempo per due domande soltanto. Carlo Rubbia voleva sapere come mai da 15 anni la temperatura ha smesso di aumentare (non proprio) al contrario della CO2 atmosferica. Come un altro signore del pubblico, ritiene inaffidabile il calcolo della temperatura media globale, visto che in un secolo e mezzo gli strumenti di misura e la loro collocazione erano cambiati.

Alla seconda domanda, Ghil ha risposto che era un “non problema” perché chi raccoglie dati  sul terreno sa fare il proprio mestiere. Non  ha segnalato che la media globale si calcola sulla variazione (anomalie), non sulla temperatura in sé. Ha obiettato sottovoce che 15 anni sono pochi per una statistica “significativa” e, forse per non polemizzare, ha taciuto sull’assurdità di farla partire dal picco più alto degli ultimi 150 anni.

La rievocazione della fisica delle particelle negli anni in cui Fermi partecipava alla scuola estiva e il ritratto di Fermi quale insegnante erano stati affidati al suo dottorando all’università di Chicago, Jack Steinberger del CERN, 92 anni e in gran forma checché ne dica. Anche chi conosceva quel periodo era emozionato. Come fa ogni volta che ne ha l’occasione, Steinberger ha ricordato l’ingiustizia del premio Nobel non assegnato a “Madame Wu“, sebbene lei avesse smentito con un esperimento la teoria della conservazione della parità e dimostrato invece per la prima volta che questa veniva violata. Come previsto da Yang e Lee, altri due dottorandi di Fermi.

Del che fare a distanza di 60 anni e “dopo il bosone di Higgs” si è occupato Fernando Ferroni, presidente dell’INFN. Ha elencato ignoranze e dissensi sugli strumenti concettuali e concreti per superarle: rilevazione delle onde gravitazionali, il neutrino come comanda Dirac o Majorana, esistenza degli assioni, composizione della materia oscura ecc. ecc.  Felice e contento sebbene ritenesse l’elenco incompleto, Ferroni ha concluso che la situazione è ottima e almeno su questo punto il consenso è stato unanime.

Robot come questo potrebbero in futuro essere utili sia nelle missioni di ricerca e soccorso in caso di calamità naturali, ma anche per l’esplorazione di zone impervie, proprio perché invece di muoversi sulle ruote come i più noti rover, usano le zampe. Le caratteristiche dettagliate di questo piccolo automa sono descritte in un articolo pubblicato ieri sul Journal of Robotics Research.

Il suo design riproduce fedelmente la morfologia felina, grazie alla struttura delle gambe che lo rende estremamente agile e stabile. I ricercatori hanno sviluppato un modello che si basa sulla meticolosa osservazione dell’arto felino. Lo scheletro prevede tre segmenti per ogni gamba, con proporzioni che riproducono esattamente quelle di un gatto. Per realizzare i tendini artificiali sono state utilizzate delle molle, mentre i muscoli sono stati sostituiti con “attuatori”, dei piccoli motori capaci di convertire l’energia in movimento.

Cheetah-cub detiene il record di velocità tra i robot più leggeri di 30kg, e percorre ogni secondo una distanza pari a 6,9 volte la sua lunghezza. Eguagliare i felini in agilità non sarà semplice, ma il prototipo ha dimostrato di saper affrontare percorsi impervi che comprendono numerosi elementi di disturbo. Inoltre, dicono i ricercatori, il ghepardo robotico potrà essere facilmente assemblato a partire da materiali che sono poco costosi e facilmente reperibili.

Il robot-felino è il più recente passo di un lungo percorso di ricerca sulla locomozione robotica. Negli ultimi anni sono già stati costruiti automi ispirati alla salamandra e alla lampreda: quali altri animali robotici ci riserverà il futuro?

Una nuova ricerca, che vede protagonista una pianta carnivora acquatica, Utricularia gibba, sembra però mettere in discussione queste ipotesi. Questa specie ha un genoma composto per il 97% da DNA codificante necessario, e solo da un 3% di DNA spazzatura. Lo hanno scoperto i ricercatori di un team internazionale guidato dal Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (LANGEBIO), in Messico, e dall’University at Buffalo, che ne hanno sequenziato interamente il genoma.

Il genoma è stato descritto sulla pagine di Nature. Si tratta del più piccolo tra quelli finora noti all’interno del regno delle piante, e mostra evidenti tracce di un trend evolutivo verso la miniaturizzazione. Ed è questa una delle caratteristiche più sorprendenti di questa scoperta. Di norma l’evoluzione porta verso un aumento delle dimensioni del codice genetico, che determina soprattutto una proliferazione della parte non codificante. U. gibba è invece chiaramente il risultato di una tendenza contraria, che ha provocato una costante riduzione del genoma nelle specie che l’hanno preceduta. Ma non si è trattato di una riduzione generalizzata. Il genoma rimasto nella specie U. gibba è quello “buono”: il numero di geni (circa 28.000) è quello tipico delle piante a lei imparentate, come il pomodoro, mentre è la parte non codificante a essere ridotta drasticamente.

U. gibba ha perso la gran parte del suo DNA spazzatura, ma sembra non risentirne affatto, riuscendo a svolgere tutte le normali funzioni di piante che ne sono ricche, come il mais e il tabacco. “Si può avere una perfetta pianta multicellulare con un gran numero di cellule, organi, tessuti e fiori di diverso tipo senza DNA spazzatura. Il DNA spazzatura non è necessario”, afferma Victor Albert dell’University at Buffalo.

Il nome ‘DNA spazzatura’, nel caso di U. gibba, sembra quanto mai appropriato. Ma resta il fatto, incontrovertibile, che questa parte del genoma esiste, e ne occupa la quasi totalità in molte specie, uomo incluso. Attendiamo i prossimi studi per capirne di più.

Crediti immagine: Alex Popovkin, Wikimedia Commons

Il progetto, presentato ufficialmente il 12 giugno scorso in una conferenza congiunta tra Tokyo, Ginevra e Chicago, verrebbe realizzato in Giappone. «La scelta del Giappone è dovuta a motivi contingenti, più che politici – spiega Antonio Zoccoli, docente di fisica sperimentale all’Università di Bologna e membro della Giunta esecutiva dell’Infn – Sono trascorsi due anni dallo tsunami che distrusse una parte importante di quella regione e il governo ha deciso di investire nella ricerca per poter ripartire». A questo, poi, si aggiunge il grande contributo dato dai ricercatori nipponici allo sviluppo del Fermilab e del CERN.

ILC è stato pensato come un canale lineare, ai cui estremi sono posti due diversi acceleratori di particelle: uno emette elettroni, l’altro positroni. Una volta attivata, la macchina creerà più di settemila collisioni al secondo, generando un’energia di 500 gigaelettronvolt (Gev), grazie alla quale sarà possibile studiare meglio il bosone di Higgs, scoperto il 4 luglio di un anno fa grazie a LHC. «Attraverso ILC dovremmo riuscire a capire com’è fatto il nostro universo – aggiunge Zoccoli – e dovremmo trovare le altre particelle che i diversi modelli teorici hanno previsto, ma che non sono ancora state dimostrate sul campo». In tutta questa operazione, però, il condizionale è d’obbligo, date le difficoltà economiche attuali.

La spesa per realizzare un’infrastruttura di questo genere è davvero ingente ed è soprattutto il paese ospitante a doversene fare carico. Tutti gli altri partner, però, devono mettere a disposizione le risorse per allestire gli esperimenti e gli uomini che condurranno tali verifiche. «La tecnologia di cui abbiamo bisogno è già presente, l’obiettivo che la fisica si è posta è chiaro – ha dichiarato Barry Barish, direttore progettuale di ILC durante la presentazione – quello di cui abbiamo bisogno ora è una presa di posizione chiara da parte dei vari governi che vorranno aderire al progetto». Tra questi ci sarà l’Italia? Il nostro paese finanzierà la realizzazione di un’opera che verrà costruita a 10mila km di distanza da noi?

«Oggi è impossibile dare una risposta a questa domanda – ammette Zoccoli – ma per questo tipo di progetti occorre uscire dalla mentalità nazionale o europea e pensare su scala globale».

Crediti immagine: interactions.org

Uno degli adattamenti che consente le lunghe apnee, che in alcune specie possono durare fino a due ore, è l’accumulo dell’ossigeno nei tessuti muscolari scheletrici, dovuto all’azione della mioglobina, una proteina globulare in grado di legare il prezioso gas respitorio. Sin dai primi anni ’60 del secolo scorso, quando questa fu scoperta nei tessuti di un capodoglio, alte concentrazioni di mioglobina sono da sempre state associate ad ottime capacità di immersione: tuttavia, poco si conosce in merito ai meccanismi molecolari e biochimici che permettono una tale specializzazione. In particolare, è noto che ad alte concentrazioni le proteine tendono a collassare l’una sull’altra, limitando la funzionalità e dunque la capacità di legare l’ossigeno.

Un gruppo di ricercatori della University of Liverpool, della University of Manitoba e della University of Alaska ha deciso di andare a fondo alla questione, analizzando le concentrazioni di mioglobina in tutti i gruppi di mammiferi acquatici e semi-acquatici attuali e tracciandone la storia evolutiva nel corso degli ultimi 200 milioni di anni.

In primo luogo, lo studio, pubblicato sull’ultimo numero di Science, mostra che i tessuti muscolari dei mammiferi acquatici, dai piccoli roditori alle balenottere azzurre, possiedono una forma speciale di mioglobina che presenta sulla superficie un’elevata carica elettrica netta, che aumenta in maniera esponenziale alla concentrazione della proteina nei muscoli. Secondo i ricercatori, è proprio questo stratagemma di repulsione elettrostatica a mantenere distanti tra loro le diverse molecole, rendendole funzionali e maggiormente reattive all’ossigeno. Questa caratteristica, insieme alle dimensioni corporee, spiegherebbe oltre l’80% delle capacità di immersione delle specie. Siamo di fronte a un caso esemplare di evoluzione convergente, ovvero ad un caso in cui simili adattamenti si sono originati in gruppi di organismi diversi, anche non imparentati tra loro.

Da questo punto di partenza, lo studio ricostruisce un accurato albero filogenetico composto da circa 130 specie, al fine di stimare la carica elettrica delle mioglobine di diverse specie estinte. Combinando questa informazione acquisita con le dimensioni corporee ricavate dai fossili, è stato possibile ipotizzare i loro tempi di immersione massimi, e quindi sulle possibili abitudini alimentari delle specie del passato. E così, ad esempio, Pakicetus, uno dei primi antenati dei cetacei delle dimensioni di un lupo era probabilmente in grado di stare sott’acqua per soli 90 secondi, mentre Basilosaurus, di 15 milioni di anni più recente ma di dimensioni enormi, poteva immergersi per oltre 15 minuti. Lo stesso metodo ha permesso di stabilire un’origine acquatica per alcuni gruppi animali attualmente non associati all’ambiente marino, quali gli elefanti, gli echidna e le talpe.

Crediti immagine: Andrea Romano

Un gruppo di ricercatori del Fred Hutchinson Cancer Research Centre ha mappato per la prima volta la rapida evoluzione di un gene giovane del moscerino della frutta, diventato cruciale per l’organismo dell’insetto in un tempo (evolutivamente parlando) breve. Lo studio è stato pubblicato ai primi di giugno sulla rivista Science. La scoperta smentisce una convinzione di vecchia data, secondo cui condizione necessaria perché un gene svolga una funzione essenziale in un organismo è che la sua evoluzione sia cominciata in tempi remoti. Tuttavia, se è vero che, quanto meno un gene muta nel corso di milioni o miliardi di anni, più probabile è che giochi un ruolo chiave per il suo organismo ospite, il contrario non è sempre vero.

Harmit Singh Malik, ricercatore del centro statunitense e autore senior dello studio, ha esaminato insieme ai suoi colleghi uno di questi casi in dettaglio, dalla nascita del gene attraverso il suo percorso verso una nuova funzione, diventata essenziale nel tempo. Il moscerino della frutta, la Drosophila melanogaster, un comune organismo modello usato negli studi di laboratorio, ospita il gene Umbrea, un gene relativamente giovane, che si è duplicato e ha cominciato a divergere dal suo gene genitore 15 milioni di anni fa, un tempo decisamente breve rispetto ad altri geni.

Gli scienziati hanno confrontato Umbrea col gene genitore, esaminando la localizzazione, all’interno della cellula, della proteina prodotta da ognuno dei due geni. Entrambe le proteine rivestono i cromosomi, ma la proteina di Umbrea si concentra sui centromeri, la regione del cromosoma in cui i cromatidi sono a stretto contatto, essenziale per la duplicazione e scissione dei cromosomi nella divisione cellulare.

Il gene Umbrea è fondamentale per la sopravvivenza della Drosophila, al contrario del gene d’origine. I ricercatori hanno scoperto che le cellule mancanti della proteina prodotta da Umbrea non riescono a ridistribuire la materia cromosomica verso la cellula giusta durante la divisione cellulare; hanno poi seguito il progresso evolutivo del gene, esaminando le differenze genetiche di Umbrea tra specie di Drosophila imparentate, e hanno individuato un breve filamento di Dna che conferirebbe al gene la sua peculiarità e la sua importanza.

Capire come Umbrea sia riuscito a compiere la sua veloce transizione verso una nuova funzione potrebbe aiutare gli scienziati a individuare altri processi cellulari soggetti alla stessa forma di evoluzione rapida, incluso quella di geni la cui mutazione è imprescindibile per la sopravvivenza delle cellule cancerose.

15 milioni di anni sono pochi a confronto con la maggioranza dei geni essenziali nel moscerino della frutta, da quattro a cinque volte più antichi, e alcuni importanti geni di questo organismo hanno più di un miliardo di anni. “I conflitti genetici che portano a cambiamenti rapidi come quelli di Umbrea possono anche gettare luce sulla competizione evolutiva tra cromosomi, o anche tra virus”, spiega Benjamin Ross, ricercatore nel laboratorio di Malik e primo autore dello studio.

I risultati del gruppo danno anche indicazioni su possibili limitazioni degli organismi modello usati in laboratorio come finestre sulla salute umana. Se è vero che molti geni hanno funzioni simili in animali tanto diversi quanto la Drosophila e l’essere umano, gli scienziati potrebbero correre il rischio di trascurare geni specificamente umani e cruciali per la nostra specie. Nonostante il moscerino della frutta abbia bisogno di Umbrea per sopravvivere, diverse altre specie di moscerini della frutta, imparentate molto strettamente con la melanogaster, ne mancano del tutto. “Una funzione essenziale in una specie o anche in un tipo di tessuto, come una cellula cancerosa, potrebbe non essere essenziale in un altro tipo di tessuto o in specie correlate alla prima”, conclude Malik.

A far si che la primavera appena trascorsa sia stata la tredicesima più piovosa dal 1800 a oggi hanno contribuito principalmente i mesi di marzo e di maggio, con il 60% e il 30% in più di pioggia rispetto alla media.

A pagare le conseguenze peggiori di questa anomalia climatica sono state le coltivazioni e i raccolti nei campi, soprattutto nelle regioni del centro-nord. Secondo la Confederazione italiana agricoltori (Cia), il maltempo ha compromesso il normale svolgimento delle attività agricole determinando cali di produzione fino al 40%, dal pomodoro al riso, dalle patate alla frutta, dalla soia al mais fino al fieno.

In questo unico contesto ambientale, le popolazioni di guppy vanno incontro ad episodi di rapida crescita demografica, seguiti da elevata mortalità e dalla colonizzazione di nuovi siti riproduttivi. Quest’ultima attività viene portata avanti quasi esclusivamente dalle femmine, che possono raggiungere la veneranda età di due anni contro i soli pochi mesi dei maschi. Inoltre, come noto, i maschi di questa specie presentano un’ampissima variabilità nelle colorazioni del corpo e delle pinne, mentre le femmine manifestano tinte meno sgargianti: in contesti naturali, è stato dimostrato che le femmine sembrano prediligere gli accoppiamenti con i maschi dotati di pattern cromatici rari.

Nel corso delle loro ricerche Reznick e colleghi hanno notato che alcune colorazioni comparivano periodicamente nei nuovi nati anche dopo diversi mesi dalla scomparsa dalla popolazione dei maschi portatori di tali caratteristiche. Quale è il meccanismo alla base di tale fenomeno? Lo studio, pubblicato sull’ultimo numero della rivista Proceedings of the Royal Society B, mostra come le femmine siano in grado di immagazzinare e conservare nel proprio apparato genitale lo sperma dei maschi preferiti anche per lungo tempo (sperm storage), strategia che permette loro di utilizzarlo anche diversi mesi dopo il decesso del futuro padre della prole. E in questo modo un maschio può diventare padre fino a 10 mesi dopo la sua morte, periodo che nella specie in questione corrisponde a circa due generazioni.

Questa strategia femminile ha anche importanti ripercussioni a livello di popolazione: infatti, riduce fortemente l’accoppiamento tra individui strettamente imparentati, limitando dunque i potenziali problemi conseguenti alla depressione da inbreeding, anche in popolazioni di piccole dimensioni. In pratica, l’immagazzinamento dello sperma dei maschi delle passate generazioni rende la dimensione popolazione in età riproduttiva decisamente superiore al semplice numero degli individui da cui è effettivamente composta in un dato momento temporale.

Dal momento che una femmina è in grado di trasportare ‘pacchetti di geni’ provenienti da diversi maschi, concludono i ricercatori, anche un solo individuo potrebbe dare vita ad una grossa popolazione vitale con un’elevata variabilità genetica.
Riferimenti:
A. Lopez-Sepulcre, S. P. Gordon, I. G. Paterson, P. Bentzen, D. N. Reznick. Beyond lifetime reproductive success: the posthumous reproductive dynamics of male Trinidadian guppies. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2013; 280 (1763): 20131116 DOI: 10.1098/rspb.2013.1116

Crediti immagine: Marrabbio2, Wikimedia Commons

La lebbra è una malattia infettiva e cronica causata dal batterio patogeno Mycobacterium leprae. È diffusa in circa 91 paesi e registra circa 200 000 nuove infezioni ogni anno. Non si conosce esattamente l’epoca precisa in cui è comparsa: i resti più antichi che attestano la diffusione della malattia sono dei reperti ossei, trovati in India, che risalgono a circa 4000 anni fa.

A ricostruire la storia della malattia ci ha pensato un team internazionale di ricercatori, guidati da Johannes Krause dell’Università di Tubinga e Stewart Cole dell’EPFL di Losanna. I ricercatori hanno ricostruito l’intero genoma di Mycobacterium leprae recuperato da cinque scheletri trovati in Danimarca, Svezia e Regno Unito e anche da alcuni campioni di pazienti “moderni” provenienti da tutto il mondo.

Il paragone tra i campioni antichi e quelli moderni ha mostrato alcune cose interessanti. Innanzi tutto è stato notato che tutti i batteri presenti nei campioni condividono un antenato comune che esiste da 4000 anni (e questo concorda con le ipotesi di datazione legata ai reperti antichi trovati); in secondo luogo è stato possibile avere un’idea di come si sia diffusa la malattia nei secoli: i genotipi del batterio M. leprae dell’Europa del medioevo sono stati trovati oggi nel Medio Oriente, mentre altre specie di batteri della lebbra medievali sono state osservati in Nord America.

Uno degli scheletri analizzati, inoltre, ha permesso di fare un’ipotesi ancora più potente, che va al di la dello studio della lebbra. Il DNA patogeno presente in questo scheletro, infatti, era perfettamente conservato tanto che, per la prima volta, è stato possibile ricostruire l’intera sequenza genetica del batterio senza utilizzare una controparte moderna.

La quantità di DNA patogeno presente nello scheletro, inoltre, era molto più alta di quella che solitamente si trova negli scheletri e nei pazienti moderni. Questo ha portato i ricercatori a ipotizzare che alcuni tipi di DNA batterico riescano a conservarsi molto più a lungo di quello dei mammiferi, dandoci la prospettiva di poter tracciare la storia delle malattie fino dalla preistoria.

Crediti immagine: pubblico dominio, Wikimedia Commons

Considerata una delle più antiche mummie scoperte, Ötzi è stato oggetto di numerosi studi che hanno permesso di ricostruire molti dettagli sulla vita e la biologia degli esseri umani dell’Età del rame.
Una risorsa preziosa per i ricercatori, soprattutto per il particolare processo di mummificazione naturale a cui è andato incontro il suo corpo. Ötzi, chiamato anche Iceman, è infatti una considerato una “mummia umida”, a causa dell’acqua ancora contenuta nelle cellule del suo corpo, caratteristica che ha permesso di sottoporre i tessuti a moderne analisi scientifiche.

Dopo la pubblicazione del suo genoma nel 2012, un gruppo di ricercatori dell’European Academy of Bolzano/Bozen (EURAC), della Saarland University, della Kiel University e di altri centri europei hanno analizzato ora il complesso di proteine contenuto in alcuni campioni di cervello prelevati dalla mummia. Lo studio delle proteine presenti in un tessuto offre alcuni vantaggi rispetto al sequenziamento del DNA. Innanzi tutto la maggiore sopravvivenza di queste molecole nei campioni prelevati da mummie, a fronte di un più rapido decadimento del DNA.

L’analisi delle proteine espresse, inoltre, fornisce ulteriori informazioni su quali particolari geni erano attivi nel tessuto studiato. E può portare, come in questo caso, un nuovo indizio sulla possibile causa di morte di Ötzi, supportando l’idea che l’uomo abbia subito un colpo al cranio al momento del decesso. Tra le molecole osservate nei campioni, infatti, gli scienziati hanno sottolineato la presenza di un gruppo di proteine legate a risposte di stress, e un altro set di proteine coinvolte nella coagulazione del sangue. Se questi risultati da soli non basterebbero a convincere un moderno medico legale delle cause di morte di un cadavere, possono però dare supporto alle analisi effettuate sul cervello di Ötzi alcuni anni fa, che avevano rivelato la presenza di possibili lesioni osservate in scansioni TC (tomografia computerizzata).

Lo studio, pubblicato sulla rivista Cellular and Molecular Life Sciences, non fornisce soltanto indizi per risolvere un possibile omicidio. I nuovi metodi utilizzati per analizzare il complesso di proteine rappresentano un importante avanzamento per lo studio di reperti archeologici umani.

Crediti immagine: Samadelli Marco/EURAC

La buona notizia è che quest’anno i casi di meningite in questa zona dell’Africa, son stati i più bassi degli ultimi dieci anni. L’agenzia sanitaria americana ha infatti affermato che a maggio del 2012 i casi di meningite erano stati appena 9000, con circa 860 morti su 18 Paesi. Numeri ancora troppo elevati ma indice che qualcosa sta cambiando.

Si deve a un vaccino, il MenAfriVac, finanziato dalla Bill & Melinda Gates Foundation, fondazione privata che da anni lavora al fianco dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (Oms) per risolvere alcuni problemi di salute pubblica. Il vaccino, sviluppato presso il Serum Institute, in India, protegge solo dal ceppo A della malattia, la più comune nelle zone endemiche dell’Africa (circa l’80% dei casi sono dovuti al ceppo A), ma «in futuro si dovrà ragionare su vaccini multivalenti, simili al MenAfriVac ma che possano coprire più ceppi» spiega a Oggiscienza Silvia Mancini, epidemiologa di Medici Senza Frontiere (Msf) ed Epicentre che ha seguito il follow up di numerose campagne vaccinali in Africa.

«Prima dell’introduzione di questo vaccino, la meningite non era mai stata trattata in maniera preventiva. Vi era un centro di sorveglianza epidemiologica su scala nazionale, cui segnalare i casi di meningite che poi venivano confermati da test di laboratorio o diagnosi clinica. I casi batterici venivano poi trattati con antibiotici e con una vaccinazione su larga scala ma di tipo reattivo: campagne di massa, cioè, che vengono fatte quando l’epidemia è già in corso per limitarne la diffusione » continua Mancini. «La novità ora, è che la vaccinazione viene fatta su scala preventiva e l’obiettivo è prevenire l’epidemia contro il ceppo A».

L’altra novità è che per a prima volta si tratta di un vaccino nato pensando alla realtà dei Paesi in via di sviluppo. Costa poco, appena 50 centesimi di dollaro, può essere tenuto fuori dalla catena del freddo fino a quattro giorni ed è termostabile, resistendo a temperature elevate fino ai 37° C. «Questo è molto importante in contesti come quello africano – precisa l’epidemiologa di MSF – dove la temperatura è molto alta e per raggiungere le comunità che vivono in mezzo alla foresta si passa per strade accidentate e prive di corrente, per cui non è facile trasportare un frigo e mantenere la catena del freddo. Inoltre può essere somministrato anche ai bambini sotto i due anni di età, al contrario di tutti gli altri vaccini che possono essere usati solo sopra i due. Fattore importantissimo per una malattia che colpisce soprattutto bambini e giovani, che può contribuire a bloccarne la diffusione».

Il MenAfriVac inoltre ha una durata maggiore dei precedenti, riuscendo a coprire i vaccinati per dieci anni anziché tre come avveniva in precedenza. Questo fa sì che aumenti l’immunità personale ma blocchi anche la trasmissione della malattia tra un individuo e l’altro. La cosiddetta immunità collettiva. «Questi sono dati di fatto – continua Mancini – il vaccino è stato introdotto nel 2010 e in questi ultimi due anni, almeno fino al 2012, sono state vaccinate su scala preventiva circa 100 milioni di persone su 10 paesi. Quello che abbiamo visto è che il numero dei malati e diminuito e l’epidemia è stata arrestata. Non c’è più passaggio da una persona all’altra».

Benché il vaccino costi appena mezzo dollaro, i finanziamenti disponibili non bastano però a coprire tutte le persone a rischio, tanto che devono essere ancora vaccinati più del doppio dei Paesi della “cintura della meningite”. «Per questo – sostiene Mancini – è importante che non solo istituzioni private come la Gates Foundation, ma anche i Governi si impegnino per raggiungere questi obiettivi di salute pubblica. È importante che gli Stati prendano parte a queste iniziative. E per ora purtroppo non sono in molti a farlo, complice la crisi e le altre voci del budget su cui vengono dirottati i fondi».

Oltre alla questione finanziaria, un altro problema cui pensare in futuro, secondo Silvia Mancini, sarà il cambiamento di epidemiologia che potrebbe nascere in seguito all’utilizzo di questo vaccino. Una volta eliminato il ceppo A infatti, è possibile che gli altri ceppi, ora minoritari prendano il sopravvento. «Per questo bisogna pensare alla realizzazione di vaccini coniugati che siano multivalenti e che combattano anche gli altri ceppi della malattia. In realtà questi vaccini sono già disponibili nei Paesi più sviluppati, ma sono poco adattabili alla realtà Africana».

La Glaxo per esempio li produce già, e come spesso fanno le grandi aziende farmaceutiche, potrebbe donarli ai Paesi più poveri. «Meglio di niente, ma è un’azione filantropica che non risolve il problema» risponde Mancini «vengono fatte una volta ogni tanto, per tacitarsi la coscienza, e con dosi rimaste inutilizzate. E non sono garantite. Inoltre non coprirebbero tutta la popolazione e non è detto che una volta arrivati a destinazione i vaccini siano ancora efficaci, perché non sono fatti per sopportare le condizioni ambientali africane. Per questo le donazioni non sono accettate da Msf. Andrebbe invece costruita una politica che garantisca la diffusione dei vaccini, a livello capillare e sistematico verso questi paesi. Un piano politico, chiaro e definito, che come nel caso del MenAfriVac, ha preso sette anni di tempo per realizzare il vaccino – tra trasferimento delle tecnologie, e test clinici per verificare l’efficacia e la sicurezza del vaccino – e garantirne la disponibilità nelle zone in cui vi è più bisogno».

Crediti immagine: DFID – UK Department for International Development, Flickr

OGGISCIENZA TV – La meditazione, praticata da millenni nell’oriente del mondo, sta oggi trovando spazio nel mondo occidentale con il patrocinio della scienza. Le conferme degli effetti benefici, fisiologici e umorali, generati dall’”educazione della mente” arrivano dalle neuroscienze e dalla genetica. I ricercatori del General Hospital di Boston hanno studiato gli effetti dell’applicazione di una particolare tecnica su novizi ed esperti, dimostrando che una pratica costante di sedute della durata di 15-20 minuti porta ad effetti positivi osservabili a livello fisiologico, con un’aumentata efficienza mitocondriale, dell’energia metabolica e della produzione di insulina. Queste tecniche stanno venendo perfezionate e adattate, come nel caso della Mindfulness, ad un’applicazione sempre più diffusa, avendo già dato buoni risultati a livello terapeutico, come racconta Cristiano Crescentini ricercatore presso l’Università di Udine e di Roma.

La Terra infuocata della copertina è volutamente inquietante. Tramontato il sogno di limitare a 350 ppm la concentrazione dell’anidride carbonica in atmosfera,  si cercano soluzioni per limitarla a 450 ppm. Da qui al 2020, scrivono gli autori, rispetto alla riduzione necessaria per restare entro i 2° C,  il settore dell’energia può abbattere le emissioni dell’80%, corrispondente a 3,1 gigatonnellate di CO2 equivalente:

• adottando misure di efficienza energetica (-49% di emissioni)
• limitando costruzione e uso delle centrali a carbone meno efficienti (-21%)
• minimizzando le emissioni di metano a monte della produzione di petrolio e gas (-18%)
• accelerando l’eliminazione (parziale) dei sussidi ai consumi di combustibili fossili (-12%)

Questo “Scenario 4 per 2°C” ricorda le buone intenzioni espresse a ogni vertice sul clima. Se non verrà adottato, il settore dell’energia subirà i danni del riscaldamento globale e ci rimetterà un sacco di soldi perché le assicurazioni stanno già piangendo miseria. In realtà, ci rimetteranno soprattutto i contribuenti. Stando alle assicurazioni, l’anno scorso e soltanto negli Stati Uniti, i risarcimenti per eventi aggravati dai cambiamenti  climatici  sono ammontati a 165 miliardi di dollari, pagati per due terzi dal governo federale…

Gli autori sembrano ritenere quello scenario poco probabile. Raccomandano le energie rinnovabili, un mercato mondiale dei crediti carbonio, una trasformazione dei trasporti ecc., ma soprattutto e con insistenza (box a p. 17, pp. 24-25, e pp. 76-82) di investire in ricerca e sviluppo delle tecnologie per la cattura e il sequestro del carbonio. Con la tecnologia attuale, qualora entrasse a pieno regime, si cattura al massimo l’1% della CO2 emessa dal settore energetico nel 2012.

Con “senza costi economici”, intendono dire che investire oggi sarà vantaggioso domani:

 Lo Scenario 4-per-2 °C  guadagna tempo prezioso per mantenere vivo l’obiettivo dei 2°C mentre proseguono i negoziati internazionali … ma non basta a limitare a 2°C l’aumento a lungo termine della temperatura. Va sviluppato un programma quadro per un abbattimento più ambizioso dopo il 2020… Nello scenario di 450 ppm, ritardare di dieci anni la cattura e lo stoccaggio del carbonio aumenterebbe il costo della decarbonizzazione per il settore privato di $1.000 miliardi, con perdita di reddito per i produttori di carbone  ($690 miliardi) e per quelli di petrolio e gas ($660 miliardi).

Chi prima spende, meno spende? Anche se i governi fossero d’accordo in tempi di riduzione del deficit e le multinazionali dell’energia si convertissero di botto in difensori dell’ambiente e della sanità pubblica (1), restano dubbi sulla tecnologia che farà miracoli tra i 2020 e il 2035. Il rapporto dell’IEA andrebbe confrontato con lo speciale Carbon Capture dell’IPCC, la valutazione economica della McKinsey e l’analisi dei rischi fatta dall’Agenzia britannica per l’ambiente.

Male che vada, si potrà ripiegare sugli scenari di 550 e 670 ppm.

(1) Link per chi nutrisse qualche illusione.

Durante una partita, il giocatore medio colpisce la palla con la testa da 6 a 12 volte; durante gli allenamenti, fino a 30 volte o anche più. Un singolo palleggiamento non è sufficiente a causare danni traumatici come la lacerazione delle fibre nervose, mentre impatti ripetuti potrebbero causare problemi clinici significativi, come la lacerazione delle fibre nervose e la degenerazione, nel tempo, delle cellule cerebrali. I giocatori sono stati in seguito sottoposti a test cognitivi e di memoria, e classificati in base alla frequenza con la quale avevano fatto palleggiamenti con la testa. Le immagini cerebrali raccolte sono state poi confrontate, mostrando anomalie nella condizione della sostanza bianca paragonabili a quelle presenti in pazienti che hanno subito commozioni cerebrali.

Il parametro confrontato era la FA, o anisotropia frazionaria, che misura il movimento delle molecole d’acqua all’interno e lungo gli assoni, le fibre nervose della materia bianca: l’uniformità della circolazione e un alto valore di FA indicano buone condizioni cerebrali, mentre un valore basso tende a indicare un danno assonale, e viene associato a decadimento cognitivo. I calciatori che avevano effettuato tra gli 885 e i 1.550 palleggiamenti annuali avevano FA significativamente inferiori in tre aree della sostanza bianca temporo-occipitale, mentre quelli il cui numero di palleggiamenti superava i 1.800 annuali avevano ottenuto punteggi molto minori rispetto agli altri nei test di memoria e cognitivi.

L’occasione è la giornata di conferenze a tema scientifico organizzate in quindici città italiane su iniziativa dell’associazione Pro-test, che ha raccolto l’adesione di diversi gruppi, organizzazioni, università. Il nome dell’evento, criticato a buona ragione da più parti, è “Italia unita per la corretta informazione scientifica”.

Prima di partire l’entusiasmo è alto, così anche le perplessità di molti, e i due stati d’animo cozzano su facebook in un susseguirsi di commenti anche accesi.

Gli stessi sentimenti, di entusiasmo e perplessità, sembrano persistere a giochi ormai chiusi, ma nei resoconti dell’iniziativa che si leggono in rete è senza dubbio il primo a prevalere. Quindi un successo? Un modello da ripetere?

Nata con intenzioni ecumeniche (quell’Italia unita che fa tanto Garibaldi), l’iniziativa sembra invece cadere proprio sul locale. L’assenza di un’organizzazione centrale che stabilisse una modalità condivisa di condurre gli incontri (e una modalità condivisa di intendere la comunicazione) ha portato a una certa diversità nei risultati: alcuni eventi ben riusciti, in cui c’è stato dialogo e partecipazione, e altre iniziative un po’ ingessate e accademiche, dove le voci altre sono state ammutolite, sbeffeggiate, scortate fuori dalle forze dell’ordine.

I temi, si sa, sono di quelli che attirano scontri, e del resto gli argomenti sono stati scelti esattamente per questo motivo. Sperimentazione animale, OGM, cellule staminali, vaccini, terremoti. Tematiche complesse, per cui da anni si studiano strategie di comunicazione specifiche, che prevedono anche in Italia progetti partecipativi che hanno dato buoni risultati, dalle ASL alle scuole alle associazioni di cittadini.

La modalità scelta per l’8 giugno è stata diversa e un po’ improvvisata, e ha portato in alcuni casi a dover cambiare programma all’ultimo per evitare scontri con alcuni gruppi “antagonisti”.

A Trieste, per esempio, l’incontro sulla sperimentazione animale è stato sfilato dal programma serale per le proteste di animalisti nei confronti della libreria, sede dell’evento (a dire il vero, si è trattato di annunci di boicottaggio di libri, niente di particolarmente minaccioso). La conferenza è stata quindi spostata alla mattina, quando in un silenzio irreale (del resto, una biblioteca nel primo sabato di sole) si è svolto l’incontro, in toni gentili e sussurrati, una presentazione molto accademica in comic sans e domande che sembravano concordate per non lasciare troppo silenzio alla fine.

L’incontro con i contestatori, quando c’è stato, non è stato sempre ben gestito. Sempre a Trieste, nel più dinamico incontro serale, si è presentata soltanto una persona “contro” in mezzo a un pubblico piuttosto vario e decisamente benevolo verso gli speaker. Quando ha preso la parola parlando dei vaccini, la contestatrice è stata zittita e derisa dal pubblico stesso, senza ricevere una vera risposta alle sue domande. Domande, a essere sinceri, piuttosto sensate, a cui sono state date risposte non pertinenti. Esistono studi che confrontano i bambini che non ricevono vaccinazioni con i bambini vaccinati? (si è risposto parlando di autismo, non quello che era stato chiesto) È vero che alcune malattie eradicate dai vaccini stavano già diminuendo prima che venisse introdotta la vaccinazione di massa? (nessuna replica)

Scommetterei che molti tra i non addetti ai lavori ascolterebbero volentieri una risposta. Senza cercare su google, in quanti saprebbero rispondere?

E nelle altre città d’Italia cos’è successo?

A Pisa i contestatori si sono “fatti sentire” a suon di fischi, ma sono stati lasciati fuori dalla sala della conferenza (leggi lo storify di Francesca Gatti), mentre a Udine gli animalisti hanno protestato silenziosamente con cani al guinzaglio e magliette “No Harlan Group” (leggi lo storify di Silvia Gerola).

A cura di: Valentina Daelli, Francesca Gatti, Silvia Gerola

Così comincia il libro “Essere intelligenti è una malattia? Tutto quello che vorremmo sapere sul cervello”, edito Einaudi. Il libro ha l’obiettivo di rendere più accessibili le tante ricerche in corso e di rispondere alle molteplici domande che ci si pone su una materia affascinate, che ci riguarda da vicino e spesso velata da un’aura di mistero: le neuroscienze.

Nate tutto sommato da poco, le discipline neuroscientifiche si sono sviluppate in modo esponenziale negli ultimi tempi, anche a seguito di un interesse sempre più diffuso nei confronti di tutto quello che ha a che fare con il nostro cervello: dal pensiero al comportamento, passando per le patologie neurodegenerative.

Perché non soffriamo il solletico quando ce lo facciamo da soli? Il cervello può recuperare dopo una lesione? È vero che usiamo solo il dieci per cento del cervello? Sono alcune delle 80 domande presenti in questo libro, ognuna con la sua risposta breve, semplice e chiara, scritta da un ricercatore diverso.

Eh già, perché questo libro, a cura di François-Xavier Alario ricercatore presso il laboratorio di psicologia cognitiva dell’Istituto di ricerca sulle Scienze cognitive e del cervello di Marsiglia, in realtà è scritto da più di ottanta ricercatori, ognuno dei quali ha dato il suo contributo per rispondere a una domanda specifica in base alle proprie competenze.

Anche la scelta delle domande è un esperimento di collaborazione: piuttosto che decidere cosa meritava di essere spiegato e cosa no, i curatori hanno chiesto a varie persone cosa avrebbero voluto sapere sul cervello: bambini, studenti e adulti (interessati e non a materie scientifiche) sono quindi gli ideatori delle domande.

Una curiosità del libro è l’ordine delle domande. Per i più tradizionalisti si può cominciare il libro dall’inizio e leggerlo fino alla fine; per i più curiosi e avventurosi, invece, si può cominciare da un capitolo qualsiasi e proseguire nella lettura attraverso una rete di connessioni che simula proprio le connessioni nervose.

Al termine di ogni capitolo, infatti, vengono proposti tre diversi approfondimenti, ad esempio per ampliare o specificare qualcosa del testo appena letto, con i vari rimandi alle pagine. Si può così seguire il proprio percorso logico, andare dove ti porta il cuore, oppure ancora non scegliere ordine alcuno. Il tutto è costruito in modo tale da rendere questo libro il più possibile diverso da un testo scolastico e stimolare la curiosità del lettore che deve creare il suo personale percorso di scoperta attraverso i segreti del cervello.

Crediti immagine: Livia Marin

Lo studio, apparso sulle pagine di Nature Communications, mette in relazione l’altezza delle piante con la loro velocità evolutiva. I ricercatori hanno svolto un lavoro meticoloso, calcolando la lunghezza media di 140 diverse famiglie, provenienti da tutto il mondo, con un range che va da 5 cm (le Burmanniaceae) a 45 m di altezza (le Tetramelaceae). Comparando l’altezza media delle famiglie con il loro tasso evolutivo (calcolato misurando le variazioni del DNA nel corso del tempo), hanno scoperto che le piante più corte evolvono ben cinque volte più rapidamente di quelle più lunghe.

Gli evoluzionisti sono consapevoli ormai da diverso tempo che alcune specie evolvono con una rapidità maggiore di altre, ma i principi e le cause di queste differenze sono sostanzialmente sconosciuti.

Lanfear e colleghi hanno provato a dare una verosimile spiegazione dei diversi tassi evolutivi nelle piante. Le piante corte evolverebbero più rapidamente grazie all’accumulo di errori che si verificano con grande frequenza nella replicazione del DNA durante la divisione cellulare nei germogli in crescita. A differenza degli animali, che non trasmettono alla prole gli errori di replicazione del DNA che avvengono durante la mitosi delle cellule somatiche, nelle piante qualsiasi mutazione genetica può essere potenzialmente trasmessa per via riproduttiva se le cellule coinvolte vanno a formare in seguito i fiori o altri organi riproduttivi. “I cambiamenti genetici che avvengono durante la divisione cellulare nei germogli delle piante possono potenzialmente essere trasmessi alle future generazioni”, spiega Robert Lanfear, a capo del progetto di ricerca.

Questa semplice differenza fa sì che nelle piante agisca costantemente un formidabile motore evolutivo. Tale motore evolutivo è più performante nelle piante corte, in cui la crescita è più rapida e dunque la frequenza delle divisioni cellulari e degli errori replicativi è maggiore rispetto alle piante di più grandi dimensioni.

Crediti immagine: Vincent Merckx, Wikimedia Commons

Al Parco è capitato di leggere questo scambio tra Andrea Rampado, il celebre industriale e promotore delle energie alternative, noto alle masse come l’onnisciente Mistero e fra gli ufologi come Armando de Para

Hai un’idea di quanto costa il fullerene C60 al kg?
La macchina che ti ho fatto vedere ne produce circa 2 Kg giorno.

e  Giancarlo De Marchis, ignoto agli ufologi e noto per le pubblicazioni, che risponde:

15-20 k€/kg quello puro.
Non esageriamo, mi hai fatto vedere delle foto. Così ti possono dare solo la foto di 30 k€.

Mentre si fan spennare, questi imprenditori sprovveduti mandano il Paese  a rotoli, per colpa loro il made in Italy costa troppo, il mercato globale lo snobba e il PIL crolla. Da oggi, possono rivolgersi al Servizio di Oggi Scienza (SOS) per la ripresa economica. Da una fonte di fullereni a 500 €/kg e dietro modesta commissione, SOS li rifornirà in C60 puro al 99,99%, con certificato di Accademici delle scienze firmato fornito dalla Htico.

(Quanto alla macchina, anni fa SOS ne aveva “vista” una della Klin Tech. a $10.000 che – se non ricorda male – era molto simile a questa. Purtroppo la società cinese con sede in Nigeria si dedica ora ad altri commerci, ma a giorni manderà il nome di un fornitore fidato.)

Dal produttore al consumatore

Il fullerene, si sa, è l’elisir di giovinezza. Nei ratti, l’anti-età al C60 extra puro in olio d’oliva extra-vergine interferisce con l’attività dei mitocondri,  che nelle cellule provvedono alla sintesi dell’ATP e conseguente fosforilazione ossidativa, sostiene l’azienda, e i roditori tornano freschi come rose. Il C60 non essendo autorizzato per l’alimentazione umana, l’azienda lo vende per ratti da compagnia indicando il dosaggio per un padrone di 70 kg.

L’interferenza fa tornare fresco anche l’incarnato umano, scrive la rivista Nature Donna Moderna:

FULLERENE C60. Questo ingrediente… sembra essere 10 volte più efficace dei migliori antiossidanti come la vitamina E e il coenzima Q10. E’ un derivato del carbonio che assorbe i radicali liberi come una spugna e può aiutare a schiarire la pelle scurita dal sole. E’ anche in grado di riparare le pelli rovinate e aiutà a veicolare altri ingredienti anti-età alle cellule.

Nell’Unione Europea, l’ingrediente non è autorizzato, ma solo per quanto riguarda l’uso cosmetico umano. Invece dell’olio d’oliva, per pelli murine grasse SOS raccomanda tè e uva, proteina conchiolina idrolizzata o l’anti-grinza giapponese dalla composizione irreperibile. Ricorda a ogni tipo di pelle che le contraffazioni abbondano e che, nel caso di acquisti su Ebay, i clienti non soddisfatti che rispediscono il prodotto al mittente vengono rimborsati.

Crediti immagine: Saperaud, Wikimedia Commons

Quasi in coincidenza con gli scoop sulla NSA, Nature ha pubblicato uno studio che potrebbe portare allo sviluppo di un sistema di telecomunicazioni sicuro e inattaccabile, che renderebbe impossibile qualsiasi tentativo di intercettazione: basterà nascondere le informazioni sensibili all’interno di varchi temporali. Sembra di passare dallo spionaggio alla fantascienza, ma i ricercatori della Purdue University hanno effettivamente messo a punto un “mantello di invisibilità temporale”, un dispositivo in grado di occultare gli eventi che accadono in un determinato intervallo di tempo all’interno di un flusso continuo di luce.

Nel campo dell’ottica un metodo simile viene utilizzato nelle ricerche sull’invisibilità spaziale. In quel caso il trucco (ottenuto solitamente grazie all’utilizzo di particolari meta-materiali) sta nel deviare la luce in maniera tale che lungo il suo percorso non si rifletta su un determinato oggetto, facendolo scomparire alla vista.

Nel caso dell’invisibilità temporale, invece, a venire nascosti sono gli eventi che si verificano in un determinato intervallo di tempo. Anche in questo caso con un trucco: l’invisibilità non consiste tanto nella manipolazione dello spazio-tempo quanto nella manipolazione della luce stessa. I ricercatori hanno lavorato su un flusso continuo di luce lungo una fibra ottica. Per ottenere l’invisibilità è stato necessario aprire, in un tratto della fibra, una lacuna temporale nell’onda, ovvero creare un intervallo di tempo in cui la luce non fosse presente.

Per riuscire a creare questo varco i ricercatori hanno prima di tutto scomposto un fascio di luce nelle sue diverse frequenze grazie a un reticolo di diffrazione, un componente ottico costituito da fenditure parallele. Utilizzando poi un modulatore di fase (una guida d’onda a cui è applicata una tensione variabile) sono andati ad alterare localmente la velocità delle varie componenti, accelerando quelle più veloci e rallentando quelle più lente in modo da creare un gap in frequenza, ovvero proprio una lacuna temporale nell’onda (qui una rappresentazione dell’esperimento).

In mancanza di luce (e di diffusione), all’interno di questo buco temporale l’interferenza di un evento (ad esempio un impulso di una seconda sorgente luminosa) non viene in alcun modo registrata, diventando invisibile a chi osservava l’onda al termine della fibra ottica. Richiudendo poi la lacuna con il processo inverso e riportando il flusso di luce al suo stato di partenza, non viene rilevata neanche l’apertura del varco.

La possibilità di un mantello di invisibilità temporale è stata teorizzata per la prima volta nel 2010 da Martin McCall e alcuni suoi colleghi dell’Imperial College di Londra. Lo studio appena pubblicato va a migliorare sensibilmente i risultati di un’analoga ricerca a firma di alcuni ricercatori della Cornell University pubblicata nel 2012 sempre su Nature. Oltre a una maggiore durata delle finestre temporali e una migliore affidabilità del sistema, il merito più grande della ricerca della Purdue University è l’aver utilizzato attrezzature e componenti comuni, lavorando inoltre alla tipica velocità di trasmissione delle telecomunicazioni e rendendo così il sistema facilmente integrabile una volta perfezionato.

Per arrivare alla trasmissione sicura dei dati manca però un ultimo decisivo passo: la trasmissione. Per ora, infatti, il mantello dell’invisibilità cela talmente bene le informazioni nei varchi temporali che non c’è modo di recuperarle, neanche da parte del “vero” destinatario.

Crediti immagine: Lisa Zillio

La rana dipinta di Hula (Latonia nigriventer) è stata quindi ribattezzata il fossile vivente, dal momento che tutte le altre specie del suo genere sono estinte da quindicimila anni e sono state studiate solo attraverso i fossili eurasiatici risalenti a Oligocene e Pleistocene.

Con il suo ventre maculato a chiazze bianche e nere, la rana dipinta di Hula è ben riconoscibile, ma non si lascia scovare facilmente. Il suo habitat naturale è la folta e spinosa vegetazione sulle sponde delle paludi, tra i detriti in decomposizione.

Dopo i pochi esemplari ossevati negli anni ’40 in Israele, la rana dipinta era scomparsa in seguito al prosciugamento della palude di Hula negli anni ’50. Venne dichiarata estinta dall’IUCN nel 1996, quarantuno anni dopo il suo ultimo avvistamento. Fin dal primo ritrovamento nel 2011 da parte di un ranger, i piani per ri-inondare la valle di Hula e ricreare l’ecosistema distrutto hanno ricevuto nuove spinte, anche per consentire la tutela e la prosperità di questa specie a rischio.

Ora, a due anni di distanza, un team di ricercatori israeliani, francesci e tedeschi ha pubblicato su Nature Communications uno studio approfondito sulle caratteristiche genetiche di questo anfibio. Attraverso tomografia computerizzata e test genetici, gli scienziati hanno stabilito che la rana dipinta di Hula è molto diversa dalle altre rane oggi viventi ed è l’unico superstite di un genere quasi estinto.

L’elasticità evolutiva e la resistenza dimostrate da questo anfibio sono un esempio della grande capacità di adattamento delle specie viventi, nonostante la degradazione degli habitat naturali durante tutto il secolo scorso. Secondo gli scienziati, la scomparsa degli anfibi segnerà l’inizio della sesta estinzione di massa della vita sulla terra: la rana dipinta di Hula rappresenta l’emblema del nostro sforzo di conservazione.

Queste tre specie sono “colleghe” di altre quattro, sempre del genere Magicicada, che però impiegano “solo” 13 anni per completare il ciclo vitale, e complessivamente sono quindi spesso chiamate “cicale periodiche”.

Come si può immaginare l’emergere di questi enormi sciami è un evento molto atteso perché c’è ancora molto da capire riguardo a questo fenomeno: non esistono ancora mappe dettagliate e non abbiamo nemmeno stime del numero di esemplari se non nell’ordine di grandezza.

Quest’anno è il turno della “covata della East Coast” (ciclo di 17 anni), una delle più grandi delle 15 conosciute (12 con ciclo di 17 anni, 3 con ciclo di 13), ma rispetto al 1996 (qui potete leggere un articolo del Corriere dell’epoca), questa volta gli scienziati hanno dalla loro un paio di risorse in più, tra le quali spicca Cicada Tracker, un progetto che unisce citizen science e data journalism.

L’idea è semplice. Le cicale cominciano a emergere dal terreno quando a una ventina di centimetri di profondità si raggiunge una temperatura di circa 18 gradi. Tra i nove stati colpiti quest’anno dallo “swarmaggeddon” è chiaro che questa condizione minima non si verifica contemporaneamente in tutti i luoghi dove giacciono le ninfe. Una rete di capillare di sensori potrebbe quindi aiutare a prevedere e a seguire l’andamento di questo evento.

Il progetto Cicada Tracker invita i cittadini a costruirsi dei sensori di temperatura standardizzati basati sul processore open source Arduino, installarli all’aperto e a comunicare frequentemente le letture. Chi non vuole spendere 80 dollari e due ore per la costruzione, può accontentarsi di un termometro da giardinaggio. Il team di Radiolab (programma radio della WNYC supportato dalla National Science Foundation) raccoglierà tutte le letture e costruirà i database dai quali estrapolare, ad esempio, mappe interattive come quella presentata nell’immagine in apertura. Tutti i cittadini armati di curiosità possono anche inviare  segnalazioni con un apposito modulo per ogni avvistamento diretto di Magiciada o ascolto del loro caratteristico richiamo: i maschi si riuniscono in veri e proprio “cori” per attirare le femmine e per il monitoraggio è quindi utile alzare le orecchie.

Del Cicada Tracker ha anche parlato Aron Pilhofer, evengelista del data journalism in forza al New York Times, durante la sua visita di aprile a Radio Città del Capo (Bologna).

Ma non si tratta solo di sensibilizzare i cittadini e rendere i dati accattivanti: le informazioni raccolte stanno arricchendo anche gli hard disk degli scienziati John Cooley e Chris Simon del Magicicada Mapping Project supportato dal National Geographic.

Quali indicazioni ci possono dare le cicale periodiche sull’evoluzione degli ecosistemi? Qual è il rapporto tra i loro caratteristici cicli vitali e la speciazione? Queste le principali domande a cui vogliono rispondere i ricercatori, anche grazie ai cittadini.

Crediti immagine: Steven Melendez, Louise Ma and John Keefe/The WNYC Data News Team

Cosa prevede il decreto firmato lo scorso marzo dal ministro Profumo?
Niente di particolarmente nuovo. Prendiamo una delle “principali novità” sbandierate dal comunicato stampa del Miur: l’obbligo per i collegi dei docenti di adottare a partire dal 2014/2015 esclusivamente testi digitali o misti, cioè distribuiti in parte sulla carta e in parte sulla rete. La norma era già stata prevista da un decreto legge del 2008, concepito sotto i ministri Tremonti e Gelmini, anche se allora la fine dei libri soltanto cartacei era prevista addirittura per il 2011/2012, e poi ovviamente rimandata. La natura dei libri digitali auspicati dei decreti non è del tutto chiara. Per qualcuno può trattarsi della versione pdf dei normali libri di carta, per altri di contenuti multimediali integrativi, che possano completare in diversi modi i testi tradizionali. Ma in quale proporzione dovrebbero essere suddivisi i contenuti cartacei e digitali? Nessuno lo chiarisce.

Un altro punto del decreto Profumo riguarda la riduzione del tetto di spesa, cioè della cifra massima che una famiglia dovrebbe affrontare per l’acquisto di tutti i libri adottati da un collegio dei docenti. Nel caso in cui tutti i testi siano in forma digitale, la spesa dovrà ridursi del 30%, mentre un taglio del 20% è previsto negli altri casi.
È proprio questo uno degli aspetti criticati dagli editori: la riduzione dei prezzi, secondo l’AIE, non si baserebbe su una stima reale dei costi di produzione. Si legge nel comunicato: «L’ex ministro si è basato sul falso presupposto che il passaggio al digitale comportasse un abbattimento dei costi di produzione, indimostrato peraltro.»

Se è vero che un prodotto digitale eviterebbe i costi di stampa e distribuzione di un libro, non si può negare che la produzione di contenuti multimediali richiede un investimento non indifferente di soldi e professionalità. Il passaggio al digitale non può significare il travasamento della carta su rete: servono video fatti da chi sa fare video, audio fatti da chi sa fare audio, animazioni, esercizi e giochi interattivi. Il timore, forse infondato, è che il legislatore che ha deciso il taglio della spesa non consideri il reale costo di queste professionalità (si sa che in certi ambienti un sito web lo fa un qualsiasi nipote per 50 euro).
Anche la tassazione sui prodotti digitali non facilita il taglio dei costi: mentre un libro di carta è soggetto a un’IVA agevolata del 4% che consente di contenere i costi, per un e-book si parla di una tassazione del 21%, destinata a salire di un altro punto percentuale dal primo luglio 2013.

Questo passaggio al digitale nelle scuole, d’altra parte, non arriva certo a sorpresa, e l’editoria avrebbe avuto il tempo di convertire gradualmente la propria produzione in questo senso. Molti editori sono rimasti indietro, temendo ulteriori cambiamenti legislativi o sperando in un nuovo rinvio.

In attesa della decisione del TAR, si contano gli interessi in gioco, che sono molti. C’è un mercato editoriale italiano in crisi costante negli ultimi anni, che riporta una caduta del giro di affari dell’8,7% nei primi nove mesi del 2012, e che conservava nel settore della scolastica una speranza di stabilità. Ci sono poi le famiglie, e la loro legittima necessità di ridurre le già alte spese per i libri scolastici. Ci sono ovviamente gli studenti, che non dovrebbero subire i ritardi di un’industria poco innovativa. E ci sono, non ultimi, gli invisibili del mondo editoriale, i lavoratori precari che gravitano in varie forme attorno a questo mercato. Descritti nell’inchiesta Editoria Invisibile, questi soggettano rappresentano una larga fetta dei lavoratori del settore e rischiano di essere i primi a subire le conseguenze dei tagli.

Crediti immagine: Johan Larsson, Flickr

Secondo i dati dell’Istituto Nazionale per la salute Mentale il 2% della popolazione degli Stati Uniti ne sarebbe interessata, secondo Wikipedia 1 su 50 senza risparmiare nomi noti da Luigi XVI a Leonardo di Caprio passando per Charles Darwin. Questo disturbo d’ansia è caratterizzato da una serie di pensieri ossessivi generanti da precise compulsioni, in altre parole si tratta di idee ricorrenti che si insinuano in maniera invasiva e inappropriata nella mente dell’interessato richiedendo l’attuazione di specifiche e ripetute azioni mentali o comportamentali per essere neutralizzate. Nella definizione generale i soggetti risultano caratterizzati da una rigidità, coscienziosità, scrupolosità o moralità, spesso riconosciute eccessive dallo stesso paziente. Questi comportamenti risultano in molti casi invalidanti, evidenziando una mancanza di libertà nell’espressione di sé.

Questo comune disturbo, le cui cause biologico neurologiche sono spesso coadiuvate da forzanti ambientali, viene oggi trattato tramite terapia cognitivo comportamentale, farmacologica e, nei soggetti resistenti, tramite stimolazione cerebrale profonda. Questa tecnica invia stimolazioni elettriche verso una precisa area del cervello chiamata corpo striato, coinvolta nel disturbo ossessivo compulsivo.

Un team di scienziati del Massachussets Institute of Technology (MIT) sta cercando di trovare un modo per raffinare la tecnica di stimolazione cerebrale profonda per il disturbo ossessivo compulsivo usando una tecnica forse in grado di aiutare a comprenderne le cause. Si tratta dell’optogenetica, una combinazione di genetica e ottica, che permetterebbe di stimolare l’attività dei neuroni tramite impulsi luminosi della durata di qualche millisecondo. Questa tecnica permetterebbe di attivare precise cellule cerebrali rese fotosensibili mediante l’inserimento di particolari geni.

Gli scienziati del MIT hanno finora applicato la tecnica sui topi, osservando che l’attivazione tramite stimolazione luminosa di un determinato circuito di segnali da un piccolo gruppo di neuroni corticali ad uno di neuroni inibitori appartenenti al corpo striato viene interrotto il comportamento compulsivo di grooming negli animali. Questo comportamento inibitorio sembra essere disfunzionale nei soggetti ossessivo compulsivi. Per ora la tecnica non risulta ancora esportabile sugli uomini, ma il suo elevato valore scientifico starebbe nella possibilità di individuare con precisione cause e fattori scatenanti di questo disturbo. Ann Gabryel docente d’Istituto al MIT e autrice dell’articolo apparso su Science e il coautore Eric Burguière del Brain and Spine Institute di Parigi intendono proseguire lo studio mettendo a punto dei marcatori in grado di evidenziare a livello cerebrale, il momento in cui il comportamento compulsivo sta per essere attuato. Questo porterebbe all’individuazione dei fattori ambientali coinvolti nell’attivazione della compulsione da qui all’ottimizzazione dei trattamenti terapeutici per questo genere di disturbi ansiosi. Le attuali stimolazioni infatti vengono applicate senza limiti di tempo, mentre la conoscenza esatta dei circuiti e dei fattori scatenanti potrebbe aiutare a programmare interventi mirati e di durata limitata.