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Sommario.

 

 

 
Il mondo della scienza.
di Antonino Zichichi


I RODITORI SARANNO IMPIEGATI AL POSTO DEI CANI

I TOPI SOCCORRITORI

Si muovono senza far danni e hanno un olfatto finissimo. 
Elettrodi innestati nel cervello li trasformeranno in radio trasmittenti "cercapersone".


Cercare persone sotto le macerie di edifici devastati da attentati o terremoti è lo scopo di un progetto finanziato dal Pentagono e messo a punto da due scienziati dell’Università di Gainesville in Florida, Linda e Ray Hermer-Vazquez. Il primo prototipo dovrebbe entrare in funzione entro nove mesi. 
È uno strumento che non usa metodi olfattivi artificiali per rivelare la presenza di persone o sostanze esplosive, né batterie per azionare i motori necessari a far muovere il sistema stesso.

«Novità assolutamente fantastica», ha detto Julie Ryan, del gruppo scozzese "Soccorso internazionale", che interviene per soccorrere nel mondo chiunque si trovi in zone colpite da disastri. La cronaca porta alla ribalta un problema nato in attesa del Big One, il gigantesco terremoto che farebbe sprofondare nell’Oceano la costa californiana. Quella costa sporge come un cornicione sull’Oceano e potrebbe staccarsi fra mille anni, ma anche fra poco. 
Se accadesse, il problema della ricerca dei superstiti assumerebbe proporzioni spaventose; ecco la motivazione iniziale del progetto. Poi è arrivato il dramma dell’11 settembre 2001 e si è aggiunto il problema della prevenzione contro atti terroristici.

Contro il terremoto l’unica strada sono le ricerche sulla possibilità di prevederne l’arrivo. Purtroppo l’ultima scossa tellurica (vedi FC 42) ha portato un grosso colpo alla credibilità delle previsioni. Contro il terrorismo un’efficace difesa consiste nel poter scoprire in modo rapido se ci sono sostanze esplosive. Come? "Annusando" qualsiasi posto sospetto. Il problema della prevenzione è totalmente diverso per i due eventi. Le azioni terroristiche e i terremoti hanno invece in comune il crollo degli edifici.

Per salvare le persone rimaste intrappolate è di vitale importanza avere strumenti che possano farci scoprire in tempi brevi dove si trovano. Gli strumenti che entrano in gioco ora sono i topi, nei cui cervelli sono stati impiantati elettrodi fatti di fili del diametro di 75 milionesimi di metro, in tre zone distinte del cervello. La prima zona è quella della corteccia cerebrale olfattiva, dove si elaborano i segnali provenienti dalle parti del corpo sensibili agli odori.

Un topolino in laboratorio.
Un topolino in laboratorio
(foto AP).

Segnali da identificare

La seconda zona è quella detta "motrice", da cui partono gli impulsi che arrivano ai muscoli per produrre i movimenti del corpo. La terza zona è quella in cui si producono i segnali necessari alla sensazione di piacere e soddisfazione. I topi sono dotati di un sistema olfattivo tra i più potenti. Un insieme di fattori rende questo sistema naturale molto difficile da imitare usando anche i sensori più sofisticati. Christiane Linster, della Cornell University di New York, tra i massimi esperti mondiali nello studio dei sistemi olfattivi, dice che «i nasi artificiali funzionano male quando ci sono tanti odori». Insomma, i topi non li batte nessuno in questo campo.

Un’altra proprietà che rende queste creature preziose ai fini di interventi pericolosi e delicati è quella di muoversi lentamente, strisciando in qualsiasi spazio angusto, senza produrre rumori né vibrazioni pericolose, ai fini di soccorrere chi si trovasse sepolto sotto le macerie dopo un terremoto o dopo un attacco terroristico. I topi riescono a superare qualsiasi ostacolo.

Addestrarli ai vari odori

Il problema che resta da risolvere è quello di insegnare ai topi che debbono cercare non il formaggio, ma le persone rimaste intrappolate. È anche necessario studiare come i soccorritori umani possono identificare la loro posizione. È quindi necessario identificare i segnali neurali che un topo genera quando ha trovato il profumo di ciò che cerca. Il segnale neurale si trova nel cervello. Riuscire a identificarlo vuol dire risolvere il problema senza altre difficoltà.

Quando addestriamo un cane per fare qualcosa, entrano in gioco i sistemi di comunicazione visiva. Il cane fa un movimento tipico – ad esempio con la coda – che l’istruttore riconosce. Questo è attualmente in uso ed è di grande utilità negli aeroporti per scoprire bagagli contenenti droghe o esplosivi. Il cane trasmette al suo istruttore un segnale tipico che dice: "ho trovato quello che cercavo". Nel caso dei topi il segnale viene prelevato direttamente dal cervello.

Bisogna addestrare il topo a cercare l’odore di una persona, non del formaggio. Ci si arriva attivando nel cervello del topo la terza zona: quella che produce piacere e soddisfazione. Si fa annusare al topo l’odore di persone e si stimola la terza zona. Invece di cercare l’odore del formaggio, il topo impara a cercare l’odore per cui è stato addestrato.

È stato così possibile avere topi abilissimi nel cercare l’odore non solo di persone ma anche di esplosivi. Questo permetterà di realizzare ispezioni a tappeto allo scopo di scoprire se ci sono bombe nascoste per essere poi prelevate da terroristi o per essere comandate dopo diversi giorni con sistemi radio lontani.

E adesso la fase cruciale del sistema: il topo deve comunicare il suo segnale, come quando il cane muove la coda. Questo segnale viene prelevato direttamente dal cervello del topo. Gli scienziati che hanno messo a punto il progetto hanno scoperto che quando il topo arriva al traguardo, il suo istante di felicità si traduce in due effetti: un sottoinsieme di neuroni aumenta la sua attività, mentre in altre aree cerebrali l’attività, al contrario, diminuisce.

L’ultimo problema da risolvere è la trasmissione del segnale cerebrale dal topo ai soccorritori. Questo sarà fatto legando al corpo del topo una radio trasmittente su cui sta lavorando John Chapin, neuroscienziato dell’Università di Stato di New York a Brooklyn.

Antonino Zichichi
     
  

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