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lunedì 23 luglio 2012

Creata la medusa-topo: "robottino" da laboratorio

dal sito: www.repubblica.it

IL TEST

È larga poco meno di un centimetro, formato da una struttura di silicone al quale sono state applicate delle cellule prese dal cuore di un ratto da laboratorio. Un passo avanti nella ricerca sul cuore di MATTEO MARINI

LA SI POTREBBE chiamare, come hanno fatto, una medusa artificiale, visto che ne riprende la forma, un po' stilizzata, e soprattutto i movimenti. In realtà di una medusa questa specie di Ufo da laboratorio non ha nient'altro. Meno spaventoso di un gotico esperimento alla Frankenstein, largo poco meno di un centimetro, è piuttosto un robottino biologico molto elementare, formato da una struttura di silicone al quale sono state applicate delle cellule prese dal cuore di un ratto da laboratorio. La sua realizzazione si deve ai biofisici della Harvard University del Massachussetts che studiano il meccanismo e le pulsazioni dei tessuti cardiaci: come funziona il cuore degli esseri viventi e soprattutto dell'uomo. Il risultato e un video di questa ricerca sono stati pubblicati sul sito della rivista Nature 2.

Il movimento di questo robot biologico avviene con la contrazione, grazie a un campo magnetico che stimola il fascio di cellule applicato sulla struttura di silicone. Le braccia si piegano spingendo l'acqua e di conseguenza spostando il corpo della "medusa". Il silicone poi, grazie alla sua elasticità, ritorna nella posizione di "riposo" fino a che le cellule non ricevono una nuova stimolazione.

"Morfologicamente e funzionalmente abbiamo costruito una medusa,. Ma geneticamente questa cosa è un topo" lo sintetizza così Kit Parker, il biofisico che guida la ricerca. Il team di Parker ricrea modelli artificiali per lo studio dei muscoli che permettono al cuore di contrarsi e "pompare" sangue. "Abbiamo smontato un topo e lo abbiamo rimontato come una medusa" spiega con un'altra metafora.

L'idea è venuta allo stesso Parker nel 2007, alla ricerca di nuovi modelli di studio, osservando alcune meduse nuotare in un acquario: "Ho pensato: so che posso costruirle in laboratorio". E così è stato. La mappatura delle cellule della medusa è stata ricreata utilizzando però le cellule del cuore di un ratto. Uno schema piuttosto semplice da realizzare. La stimolazione elettrica avviene come un'onda che attraversa il muscolo "proprio come quando lasci cadere un sasso in uno stagno".

La prossima sfida in questa direzione sarà quella di creare i movimenti più complessi simili a quelli di un polpo. Ma naturalmente il fine della ricerca, il cui obiettivo è quello della rigenerazione degli organi, sarà l'uomo. Cioè costruire "pezzi di ricambio", tessuti che fondono meccanica artificiale e biologia, capaci di sostituire quelli malati, e di testare medicinali.
(23 luglio 2012)

martedì 19 luglio 2011

Non possiamo trasformare i computer in un Dio

da Repubblica.it

QUASI tutti i giorni fa notizia un articolo su qualche particolare novità in tema di intelligenza artificiale: una macchina in grado di sorridere, un programma che riesce a indovinare i gusti esatti di una persona relativi al partner ideale o alla musica preferita, un robot che insegna le lingue straniere ai bambini. Questo incessante flusso di notizie lascia intendere che le macchine stanno diventando intelligenti e autonome, e sono, per così dire, una nuova forma di vita che dovremmo considerare alla stregua di creature, più che semplici strumenti. Simili conclusioni, in ogni caso, non stanno modificando soltanto il nostro modo di pensare i computer, ma stanno plasmando radicalmente - in modo maldestro e in definitiva deleterio - i principi di fondo che ispirano la nostra vita. Io stesso ho lavorato ad alcuni progetti, per esempio algoritmi per la percezione visiva delle macchine, in grado di riconoscere le espressioni del volto umano per poter animare avatar o riconoscere gli individui.
Alcuni affermeranno che anche questi sono esempi di intelligenza artificiale, mentre io li definirei piuttosto ricerche su specifici problemi di software, che non dovrebbero essere confusi con tematiche più profonde riguardanti l' intelligenza o la natura della persona. Elemento altrettanto importante, la mia posizione filosofica non mi ha precluso di fare progressi nel mio lavoro (e non si tratta di una distinzione da poco: chiunque rifiuti, per esempio, di credere nella relatività in genere non sarebbe in grado di mettere a punto un sistema di navigazione Gps). In effetti, i fondamenti stessi della ricerca nell' ambito dell' intelligenza artificiale possono essere spesso interpretati più utilmente senza ricorrere al concetto di intelligenza artificiale. (...) Un esempio è come si considerano i robot insegnanti. Tanto per cominciare, questi robot non sono poi così raffinati: i minuscoli dispositivi robotici utilizzati negli interventi chirurgici per via endoscopica sono infinitamente più avanzati, ma non attirano la medesima attenzione da parte dell' opinione pubblica perché non sono presentati con l' aura di altri prodotti di intelligenza artificiale. Oltretutto, i robot insegnanti sono soltanto una versione appena più elaborata di un pupazzo hi-tech. Sono i bambini a far sì che lo scambio abbia luogo, che vi siano conversazioni e interazioni con queste macchine, e in sostanza apprendono da soli. Ciò dimostra che gli esseri umani sono creature sociali: quindi se una macchina è presentata per questo suo aspetto sociale, la gente la adotterà. Ciò che mi infastidisce maggiormente in relazione a questo trend, in ogni caso, è che consentendo all' intelligenza artificiale di riplasmare il nostro concetto di persona, ci esponiamo di fatto all' altra faccia della medaglia: pensiamo sempre più agli altri come a computer, proprio come pensiamo che i computer siano persone. (...) Prendiamo in considerazione la scannerizzazione di un libro in forma digitale. Lo storico George Dyson ha scritto di aver sentito dire una volta da un esperto di informatica di Google: «Noi non scannerizziamo tutti questi libri perché siano letti dalla gente, ma perché siano letti da un' intelligenza artificiale». Se dobbiamo ancora vedere in che modo funzionerà il lavoro di scannerizzazione dei libri da parte di Google, una visione macchino-centrica del progetto potrebbe incoraggiare l' uso di un software che trattii libri come acqua per il proprio mulino, alla stregua di frammenti decontestualizzati inseriti in un unico grande database, invece di espressioni separate di singoli autori. Con un simile criterio, i contenuti dei libri saranno ridotti ai loro elementi base costitutivi, a informazioni aggregate, e gli autori stessi, i sentimenti delle loro voci, le loro prospettive differenti, andranno irrimediabilmente perduti. Tutto ciò in conclusione ci porta all' idea stessa che l' intelligenza artificiale ci fornisce una pretesto per evitare di essere chiamatia rispondere del nostro operato sostenendo che le macchine possono accollarsi sempre più responsabilità umana. Questo ragionamento regge per cose che nemmeno crediamo siano intelligenza artificiale, per esempio le raccomandazioni fatte da Netflix (società statunitense per il noleggio dei DVD e dei videogiochi via internet, ndr) e Pandora (servizio di radio on-line nato negli Stati Uniti, ndr ). Presumo che in effetti vedere i film o ascoltare la musica consigliatici da qualche algoritmo sia relativamente innocuo. Spero tuttavia che di quando in quando gli utenti di tali servizi oppongano qualche resistenza alle presentazioni: la nostra esposizione all' arte non dovrebbe essere manovrata da un algoritmo che siamo disposti a credere essere in grado di anticip a r e c o n grande accuratezza i nostri gusti p e r s o n a l i . Questi algoritmi non rappresentano emozioni o significati particolari: sono soltanto riconducibili a statistiche e correlazioni precise. (...) Si presume che il resto di noi, tranquillizzati dall' idea di intelligenze artificiali sempre più intelligenti, debba fidarsi degli algoritmi per valutare le proprie scelte estetiche, i progressi di uno studente, i rischi creditizi di un proprietario di casa o di un ente. Così, però, non facciamo altro che interpretare erroneamente le capacità delle nostre macchine e distorciamo le nostre capacità di esseri umani (...). Allorché pensiamo ai computer come a strumenti inerti e passivi invece chea persone, siamo ricompensati da una visione più chiara e meno ideologica di quello che accade - con le macchine e con noi stessi. Di conseguenza perché mai le soluzioni escogitate dai ricercatori devono esserci presentate così spesso in una luce frankesteiniana, a parte quel po' di teatralità necessario ad attirare l' attenzione di consumatori e giornalisti? La risposta è semplicemente che gli esperti di informatica sono essere umani, e sono terrorizzati dalla condizione umana al pari di chiunque altro. Noi, l' élite tecnologica, siamo alla ricerca di un modo di pensare che ci fornisca una risposta al grande interrogativo della morte, per esempio. Ciò contribuisce a spiegare il fascino di alcuni luoghi quali la Singularity University. La prestigiosa istituzione della Silicon Valley racconta una storia più o meno così: un giorno, in un futuro non così lontano, Internet improvvisamente si addenserà in un' intelligenza artificiale super-intelligente, infinitamente più brillante di chiunque altro, individualmente o collettivamente preso. In un batter d' occhio prenderà vita e assumerà il controllo del mondo prima ancora che gli esseri umani si rendano conto di quanto è successo. Alcuni sono dell' idea che a quel punto questo Internet diversamente cosciente opterà per ucciderci tutti. Altri pensano che sarà magnanimo e ci renderà digitali nello stesso identico modo in cui Google sta creando la versione digitale dei vecchi libri, così che potremo vivere per sempre come algoritmi all' interno di un cervello globale. Sì, è vero: tutto ciò assomiglia a un' accozzaglia di vari film di fantascienza. Quando è formulata così schiettamente e in questi termini, questa teoria suona del tutto folle. Queste, tuttavia, sono le idee che circolano entusiasticamente e con grande seguito nella Silicon Valley. Questi sono principi guida, e non solo passatempi per la maggior parte dei più influenti esperti in tecnologia. Non occorre certo sottolineare che non possiamo contare sulla comparsa di un sensore in grado di individuare la presenza di un' anima che verifichi che la coscienza di una persona è diventata virtuale e di conseguenza immortale. Di sicuro oggi non esiste un sensore del genere, in grado di confermare le idee metafisiche sulle persone, né di riconoscere i contenuti del cervello umano. Tutti i pensieri riguardanti la coscienza, l' animae cose del genere sono parimenti vincolate alla fede, il che ci portaa dedurre qualcosa di molto importante: stiamo assistendo alla nascita di una nuova religione, che si esprime tramite la cultura informatica. Ciò che vorrei sottolineare, nondimeno, è che buona parte della confusione e del rancore che dilaga oggi nel mondo è riconducibile a tensioni presenti al confine tra religione e modernità: che si tratti di diffidenza tra gli islamici e i fondamentalisti cristiani sulla visione del mondo scientifico, oppure d e l l ' i m b a r a z z o c h e spesso accoglie i progressi compiuti in ambiti quali la scienza del cambiamento del clima o la ricerca sulle cellule staminali. Se i tecnologi stanno creando la loro religione ultramoderna, se questa prevede che la gente debba attendere tranquillamente mentre la sua anima diventa obsoleta, potremmo aspettarci di sicuro nuove e peggiori tensioni. Ma se la tecnologia fosse presentata senza quel suo bagaglio metafisico, è possibile che la modernità non renda la gente altrettanto imbarazzata? La tecnologia è in sostanza una forma di servizio. Noi lavoriamo per rendere il mondo migliore. Le nostre invenzioni possono alleggerire i problemi, alleviare la povertà e la sofferenza, e spesso addirittura portare nuove forme di bellezza nel mondo. Noi possiamo fornire alla gente maggiori opzioni per agire moralmente, affinché i popoli che hanno medicine, una casa e campi da coltivare possano permettersi con maggiore facilità di essere caritatevoli verso coloro che sono malati, hanno freddo o soffrono la fame. La civiltà e il miglioramento dell' uomo sono tuttora scelte. Ecco perché scienziati e ingegneri dovrebbero presentare all' opinione pubblica la tecnologia in modo tale da non confondere queste scelte. Operiamo meglio al servizio della gente allorché teniamo distinte e separate le nostre idee religiose. © 2010 The New York Times (Traduzione di Anna Bissanti) - JARON LANIER

Organi artificiali e staminali la scienza va oltre i trapianti

da Repubblica.it

Un salto indietro che fa venire le vertigini: 17 anni. In Italia nel 2010 si trapianteranno meno cuori che nel 1994. L' organo simbolo della capacità dei medici di usare il corpo umano per curare, oggi diventa la spia più eclatante delle difficoltà del sistema delle donazioni. Difficoltà che costringono a scommettere sempre di più su tecniche alternative come gli organi artificiali o le terapie, farmacologiche o a base di staminali, in grado di ritardare il trapiantoo addirittura renderlo inutile. Ma c' è un altro fattore su cui si lavora, quello delle opposizioni. Circa il 30% delle persone che vedono morire un parente in rianimazione non danno il consenso all' espianto. Il Centro nazionale trapianti sta avviando corsi di formazione per medici e infermieri perché siano in grado di convincere chi si trova in un momento drammaticoa fare un gesto che può salvare la vita di altre persone. Il 2010 rischia di essere l' anno nero dei trapianti: anche per reni e fegato c' è un calo, in questo caso torniamo ai numeri del 2003. In totale, secondo le proiezioni dei primi nove mesi di quest' anno, saranno fatti in tutto 2.875 trapianti, contro i 3.163 dell' anno scorso. Cosa sta succedendo? Soprattutto due cose: i donatori sono sempre menoe sempre più anziani. Questa seconda caratteristica provoca il calo dei trapianti di cuore (a fine anno saranno 278, nel ' 94 furono 302, l' anno scorso 355). Quell' organo si può prelevare al massimo a persone di 50-55 anni, mentre il fegato, ad esempio, viene espiantato finoa 80 anniei reni fino a 70. «C' è un dato di fatto, che accogliamo con soddisfazione: nelle rianimazioni muoiono sempre meno giovani per trauma cranico. Quest' anno abbiamo il 7% in meno di donatori».A parlareè il direttore del Centro nazionale trapianti, Alessandro Nanni Costa. La crisi lo ha spinto ad invitare le Regioni a riformare insieme alla sua struttura tutto il sistema. «Per far crescere il numero dei trapianti di cuore è necessario impegnarsi per trovare tecniche che migliorino l' idoneità dei donatori anziani. E poi bisogna migliorare i trattamenti farmacologici di chi va verso il trapianto, per ritardarlo. Proprio per il cuore questo è successo, un tempo le persone sopravvivevano molto meno a lungo in lista di attesa. Inoltre il cuore artificiale, che si utilizza come ponte prima del trapianto, è uno strumento sempre più utile. Bisogna lavorare per migliorarlo. Danno risultati meno soddisfacenti, per ora, altri organi artificiali come il fegato e i reni». L' Italia non è l' unico paese europeo che vede un calo dei trapianti, anche altri si trovano con dati piuttosto preoccupanti, ad esempio la Spagna, un tempo leader del settore. Proprio in questo paese, ma anche in Usa, Gran Bretagna e Olanda, hanno avviato il trapianto da vivente "a catena". Si parte da una persona che vorrebbe donare un organo a un parente con cui non è compatibile e lo mette a disposizione per un altro malato, che magari è nella stessa situazione. Iniziano così una serie di incroci basati su una "mutualità differita". «È un sistema che possiamo usare anche noi- dice Nanni Costa- Può essere importante per il singolo malato ma non risolve il problema». Un po' come i "samaritani", cioè coloro che mettono a disposizione un rene per motivi solidaristici, senza che ne abbia bisogno un parente. Da quando, dopo una lunga discussione, in Italia è stato dato il via libera a questa donazione, delle 12 persone che hanno chiesto di donare nessuna è stata giudicata idonea. - MICHELE BOCCI

domenica 17 luglio 2011

Corde vocali artificiali col gel

I ricercatori del Mit replicano le vibrazioni delle corde vocali.

gel_mit
L’ultima invenzione dei ricercatori del MIT di Boston è un gel in grado di replicare, per consistenza e funzionamento, le membrane delle corde vocali umane.


“Un’invenzione del MIT che replica i movimenti e le vibrazioni delle corde vocali”

Video online – In uno stupefacente video, pubblicato sul canale Youtube del MIT, si vede il gel costruito in laboratorio in azione. In pratica questa sostanza sintetica è composta da glicole polietilenico, che ha elevate doti di flessibilità anche se è un materiale solubile in acqua. Ma, durante il test di replica delle vibrazioni di una corda vocale umana, il risultato è eclatante: la membrana artificiale è identica all’originale.


Membrana flessibile - Nell’ambito della medicina alcuni polimeri sviluppati in laboratorio potrebbero servire in futuro per creare delle corde vocali artificiali da impiantare sui pazienti che hanno subito un intervento, oppure rinnovare quelle rovinate, iniettando al loro interno il gel. La sostanza artificiale sviluppata dal MIT potrebbe dunque contribuire a incrementare l’elasticità della membrana e far tornare la voce ai soggetti con le corde vocali danneggiate. (pp)
Niccolò Fantini