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Una telecamera che segue il nostro sguardo

Tutti vorrebbero avere una telecamera al posto degli occhi, per registrare quello che vedono, magari per poterlo fare mentre hanno le mani occupate (ad esempio sulla tastiera di un computer), oppure se si tratta di medici e scienziati che vorrebbero registrare quello che vedono, e quello che le loro mani fanno, durante un’operazione chirurgica o scientifica.

Oggi tutto questo, ed altro, è possibile grazie alla Eye See Cam, una telecamera oculare, che viene controllata con il movimento degli occhi ed è in grado di registrare quello che gli occhi del suo utente stanno effettivamente guardando.

In effetti, Eye See Cam è composta di 4 piccole telecamere: una per ogni occhio, montata in posizione laterale e puntata su una lente posta ad un angolo di circa 30 gradi, che riflette i movimenti dell’occhio.
La terza è in posizione centrale che funge da “terzo occhio” e la quarta, piazzata al di sopra delle altre tre, che svolge la funzione di “puntatore”.

La telecamera oculare si basa sul principio della video oculografia (VOG), usato per misurare i movimenti oculari in pazienti che soffrono di vertigini o di problemi di movimento al bulbo oculare. Grazie ai suoi 4 diversi punti di vista, riesce ad analizzare il movimento e la torsione degli occhi in tre dimensioni, in tempo reale con un tempo di risposta di soli 4 millisecondi.

I video registrati, con una risoluzione fino a 752 x 480 pixel, possono essere salvati su computer, e la telecamera può anche essere comandata a distanza in maniera wireless, ad esempio tramite un iPhone o un iPod.

Per apprezzarne il funzionamento in un piccolo filmato dimostrativo, potete dare un’occhiata al video inserito all’inizio dell’articolo.

Onde elettromagnetiche, un nemico invisibile

aprile 14, 2010 Biotecnologia Nessun Commento

radiationDurante ogni momento della nostra giornata, non ce ne rendiamo conto ma siamo continuamente esposti a radiazioni dannose per la nostra salute, sotto forma di onde elettromagnetiche. Tali onde invisibili provengono da oggetti di uso comune, dei quali ormai non siamo più in grado di fare a meno per la nostra vita moderna.

Ormai non riusciamo più ad immaginare una vita senza usare un telefono cellulare, senza un collegamento internet con rete wireless nelle nostre case, o senza forni a microonde per scongelare i nostri cibi e cuocere una rapida cenetta, magari mentre ascoltiamo un po’ di buona musica alla radio.

Ebbene, questi apparecchi dei quali non possiamo più fare a meno, hanno una caratteristica in comune: emettono tutti, in quantità diverse, delle onde elettromagnetiche che, a lungo andare e con una continua esposizione, possono creare dei seri danni alla nostra salute, ad esempio con dei letali tumori al sistema nervoso centrale.

Nella recente conferenza del Radiation Research Trust svoltasi nelle scorse settimane, è stato accertato che chi inizia ad usare i telefoni cellulari durante l’adolescenza, ha una probabilità 5 volte maggiore di ammalarsi di un cancro del genere. Infatti, il cervello dei bambini e dei ragazzi, non essendo completamente sviluppato, è in una condizione di rischio maggiore rispetto a quello degli adulti quando esposto alle onde prodotte da queste apparecchiature.

Le onde emesse dalle radio FM, da quelle dei taxi, ma anche dalla TV, hanno una pericolosità relativa, mentre quelle dei cellulari hanno una potenza dieci volte superiore, fino a giungere ai picchi estremi di inquinamento da onde elettromagnetiche a cui sono esposti coloro che abitano nelle vicinanze di radar militari, stazioni di trasmissione radio, o addirittura lavorano all’interno di queste installazioni.

Chi proprio non può fare a meno del cellulare, dovrebbe cercare di inviare più SMS e di telefonare meno, evitando di esporre il cervello alle radiazioni dirette.

Una speranza contro il morbo di Alzheimer viene dagli occhi

gennaio 17, 2010 Biotecnologia Nessun Commento

Alzheimer

Il morbo di Alzheimer, la terribile malattia che uccide le cellule cerebrali lentamente, è attualmente incurabile. La popolazione affetta da questa malattia, a livello mondiale, è di circa 30 milioni di persone, ma nei prossimi 40 anni tale cifra aumenterà fino a 100 milioni.

Negli ultimi giorni sono state scoperte alcune possibilità per curare la malattia, ritardarne il decorso e, si spera, prevenirne lo sviluppo.
Ad esempio, un semplicissimo ed economico test oculare potrebbe aiutare a diagnosticare il morbo nelle sue fasi iniziali, mentre un cocktail di medicinali comuni potrebbe migliorare la nostra memoria ed aiutarla a combattere il subdolo morbo, che oltre al fisico colpisce il morale dei pazienti impedendo loro una normale vita affettiva.

La ricerca compiuta dall’University College di Londra, ha dimostrato come un comune test oculare possa aiutare a misurare in tempo reale la velocità di degrado delle cellule cerebrali, semplicemente misurando tale velocità sulle cellule della retina.
Infatti, la retina è una diretta estensione del cervello, e lo stato di salute della nostra retina è proporzionale a quello delle cellule cerebrali, pertanto con una semplice visita all’oculista si potranno avere risposte ben più ampie sulle proprie condizioni, ed essere in grado di fornire una diagnosi accurata ed in tempo per curare le malattie degenerative.

La morte delle cellule nervose è il fattore chiave nello studio delle malattie neurodegenerative, e finora non era stato possibile misurarne la velocità in tempo reale. Grazie a questa tecnica si potrà osservare tale velocità in qualsiasi momento senza complicati test, e diagnosticando il morbo nelle sue fasi iniziali, ed in seguito aggredendolo con la giusta cura, sarà possibile invertirne il corso, e misurare in tempo reale i risultati delle cure prestate.

Restituire la vista ai ciechi tramite energia solare

gennaio 5, 2010 Biotecnologia Nessun Commento

Eye

Per molti pazienti che soffrono di cecità quasi totale, la mancanza di prospettive si aggiunge alla malattia, in quanto non esistono soluzioni mediche adatte a restituire loro una vista, ed una vita, quasi normale.

Una soluzione potrebbe però venire dalla California, e più precisamente dalla Stanford University, ove si sta studiando una protesi oculare dalle dimensioni ridottissime (3 millimetri di larghezza ed appena 0.03 millimetri di spessore), che trasmette le immagini raccolte verso una videocamera esterna.

La videocamera a sua volta invia le immagini ad un computer tascabile, sul quale è installato un software di gestione delle immagini, le quali vengono finalmente trasmesse verso un display LCD posizionato su degli speciali occhiali.
Il trasferimento dei dati verso il sensore, e l’alimentazione dello stesso, avviene tramite la stessa luce captata dagli occhi; infatti, il chip progettato a Stanford è letteralmente ricoperto di microscopici pannelli solari, che provvedono a fornire l’energia necessaria una volta effettuato l’impianto nella parte posteriore della retina. Per ogni pixel, il sensore è dotato di tre piccolissimi pannelli fotovoltaici.

In pratica, questa protesi oculare è effettivamente alimentata ad energia solare. Allo stato attuale, poiché si tratta di un progetto ancora nelle sue fasi iniziali, questo sistema, pur con tutte le sue caratteristiche ipertecnologiche, riesce a fornire una vista di circa 1/10, un livello al quale il paziente viene ancora tecnicamente definito cieco.

Una volta proseguito lo sviluppo di questo sistema, i ricercatori prevedono di raggiungere almeno un livello di 2/10, sufficiente per svolgere funzioni essenziali, quali riconoscere i volti, e migliorare sensibilmente la qualità della vita per i pazienti affetti da cecità quasi completa.

Cellule staminali per la lotta all’AIDS

dicembre 19, 2009 Biotecnologia 1 Commento

Cells

Uno studio condotto da ricertatori dell’University of California di Los Angeles ha dimostrato che, in linea di principio, è possibile creare, a partire dalle cellule staminali del sangue umano, delle cellule modificate che individuano ed uccidono le cellule portatrici di virus HIV. In pratica, è come avere un vaccino genetico, utile non soltanto nella lotta contro l’AIDS, ma anche contro una serie di malattie virali croniche.

La cellula killer, chiamata CD8, è stata inizialmente estratta da un paziente infettato da HIV, ed al suo interno è stata identificata la molecola che riconosce ed uccide le cellule infette. Queste cellule sono in grado di eliminare soltanto una piccola parte delle cellule infette presenti nel corpo di un paziente.

Per risolvere il problema, sono state clonate utilizzando topi da laboratorio, permettendo di sviluppare una serie di cellule che possono individuare e distruggere le altre cellule contenenti le proteine del virus HIV.
Il prossimo passo sarà ora testare il sistema su un modello più avanzato, in modo da essere in grado di determinare e prevedere il funzionamento sul corpo umano.

Finora gli studi hanno dato esiti potenzialmente molto positivi, ed i ricercatori sperano di essere in grado di espandere il campo d’azione in modo da poter contrastare anche altri virus. Infatti, questi studi possono servire da base per ulteriori sviluppi futuri in merito alla possibilità di riparare il sistema immunitario, dopo che lo stesso è stato danneggiato o disabilitato in seguito all’infezione da parte di virus che causano malattie croniche, o addirittura in seguito a diversi tipi di tumori.

Un chirurgo robot per le operazioni a cuore aperto

dicembre 17, 2009 Biotecnologia 1 Commento

Robot Surgery

Durante un’operazione di chirurgia cardiaca, la parte più difficile e rischiosa consiste nel fermare il battito del cuore. Tali rischi possono essere ridotti grazie all’uso della tecnologia robotizzata, che prevede il movimento del cuore che batte ritmicamente, e consente agli strumenti chirurgici di muoversi nella stessa maniera, restando immobili rispetto alle pareti del cuore ed eliminando i rischi di lesioni.

Il Laboratorio di Robotica dell’università’ francese di Montpellier ha studiato un robot chirurgo basato su un modello tridimensionale che tiene in considerazione non soltanto i movimenti della superficie del cuore, ma anche quelli della cassa toracica del paziente.
In questo modo, il braccio robot adatterà automaticamente e costantemente la propria posizione rispetto a questi movimenti.

Questo approccio al problema e’ stato ottenuto mediante una rappresentazione matematica della superficie cardiaca in movimento, che consente di ottenere una immagine tridimensionale che prevede i movimenti del cuore in un’unica fase, rispetto a versioni precedenti che usavano un modello bidimensionale combinato con varie fasi intermedie, che ne rallentavano la velocità di elaborazione.

Grazie a questo sistema, i bracci robotizzati, che ormai sono divenuti essenziali in svariati tipi di operazioni chirurgiche, potranno operare in condizioni di maggior sicurezza. Infatti, nonostante la loro estrema precisione, avevano difficoltà ad adattarsi in situazioni di estrema variabilità come, per l’appunto, durante un’operazione di cardiochirurgia con un cuore in movimento. Ora invece, il chirurgo che opera potrà concentrarsi soltanto sulla parte da operare, senza doversi preoccupare del movimento.

I benefici sono facilmente immaginabili, e si spera di vederne presto i risultati in operazioni di estrema delicatezza come tutte quelle che coinvolgono il cuore, ma anche in interventi sul cervello.

Una semplice cura può fermare la sclerosi multipla

novembre 27, 2009 Biotecnologia 1 Commento

Sclerosis

Un chirurgo dell’Università di Ferrara, il Dottor Paolo Zamboni, potrebbe aver trovato una cura sorprendentemente semplice per la sclerosi multipla, grazie ad una semplice operazione che sblocca il flusso sanguigno in uscita dal cervello.

Grazie a questa operazione, il 73% dei 65 pazienti operati dal Dr. Zamboni non presenta più sintomi di sclerosi multipla a due anni dall’operazione. Questi risultati poterbbero cambiare radicalmente le attuali conoscenze della sclerosi multipla, una malattia che affligge circa due milioni e mezzo di persone nel mondo, prevalentemente donne, e che fino ad ora si riteneva non avesse una cura ma soltanto dei trattamenti che potessero in qualche modo limitare la sofferenza dei pazienti.

L’idea del Dr. Zamboni è che molti tipi di sclerosi fossero causati da un blocco nel percorso di uscita del ferro in eccesso dal cervello. Ripulendo due vene principali in uscita dal cervello stesso, è stato possibile riaprire tale flusso sanguigno, ed eliminare la causa principale della malattia.

La ricerca del Dr. Zamboni è iniziata per un motivo personale: la scoperta che sua moglie era affetta dalla malattia. Nella sua frenetica ricerca di documentazione, ha trovato alcune vecchie fonti che ritenevano che l’eccesso di ferro nel cervello fosse una possibile causa di sclerosi.

Recuperando alcune sue ricerche in cui dimostrava come l’eccesso di ferro potesse danneggiare i circuiti venosi nelle gambe, ha pensato di applicare questo stesso principio al cervello, scoprendo che il 90% delle persone affette da sclerosi multipla ha una piccola malformazione nelle vene che scaricano il sangue dal cervello, da lui ribattezzata Insufficienza Cronica Venosa Cerebro-Spinale.

In breve, sbloccando le vene, i sintomi sono lentamente regrediti fino a sparire del tutto in molti casi. Ovviamente il tutto necessita di ulteriori verifiche e ricerche, ma chissà, potremmo avere finalmente trovato una cura per una malattia finora ritenuta letale?

Il cordone ombelicale, una banca di cellule staminali

novembre 25, 2009 Biotecnologia 2 Commenti

Baby

La ricerca scientifica ha svariati sistemi per trarre vantaggio dalle conoscenze, sempre più profonde, in materia di cellule staminali. Tra le più recenti scoperte c’è quella della possibilità di conservare il sangue raccolto dal cordone ombelicale del neonato.

Tale sangue è quello che alimenta il bambino nel periodo prenatale, e pertanto, oltre ad essere quello più compatibile, è anche quello con caratteristiche più adatte a curare eventuali malattie che il bambino può contrarre durante la sua crescita.
Infatti è ricchissimo di cellule staminali, ossia cellule umane allo stato primitivo, che in seguito possono trasformarsi in specifici tessuti o aiutare la ricostruzione di organi, e pertanto possono essere usate per curare una serie di malattie in età più adulta.

Nel caso specifico, le cellule staminali ombelicali possono curare alcune forme di leucemia, o malattie rare quali la porfiria di Gunther o il nanismo di Hurler. Attualmente, in Italia non è possibile prelevare tali cellule, e chi vuole prevenire malattie di questo genere deve recarsi fino a Cipro, ove esiste una banca del sangue ombelicale. Grazie ad essa, i genitori che hanno una storia familiare con malattie ereditarie che possano essere curate con cellule staminali, possono conservare il sangue dei loro neonati ed usarlo in seguito come una riserva di cellule che possono aiutare la cura.

Il sangue viene prelevato dal cordone ombelicale, dopo la nascita, in maniera assolutamente sicura (il prelievo può essere effettuato da qualsiasi ginecologo), e viene poi inviato alla banca che provvede ad effettuare i necessari controlli sul sangue, ed in seguito a estrarre le cellule staminali e a conservarle per un periodo di 20 anni.

Tale conservazione ha un costo totale di 1600 euro, un costo che anche in tempi di crisi ci sentiamo di definire contenuto, specialmente se si tratta di difendere la salute dei nostri figli. Purtroppo, nonostante tale procedura sia perfettamente legale in molti paesi dell’Unione Europea, in Italia i dettami della Chiesa all’attuale governo non consentono l’utilizzo di cellule staminali, a tutto vantaggio della ricerca scientifica di altri paesi.

Batterie cellulari: non per il vostro telefono, ma… cellule che fungono da batterie!

Cells

Un giorno potremmo vedere apparecchiature microscopiche, la cui alimentazione proviene da cellule sintetiche che funzionano come delle vere e proprie batterie. Una ricerca condotta dalla Yale University, infatti, sta studiando la maniera in cui alcune cellule naturali creano dei microscopici voltaggi elettrici.

Durante questi studi, i ricercatori hanno prodotto una altrettanto piccola batteria che converte l’energia chimica in energia elettrica, con una percentuale di efficienza che si aggira sul 10%. Le cellule sintetiche prodotte consistono di una soluzione salina ricoperta da uno strato di lipidi.

Quando le due cellule entrano in contatto si forma un doppio strato di lipidi, all’interno del quale viene inserita una proteina modificata, che crea dei pori attraverso cui passano gli ioni negativi e positivi. Il voltaggio generato dal passaggio degli ioni può essere raccolto per generare una microscopica corrente elettrica.

Inserendo dei sottilissimi elettrodi all’interno delle gocce saline, si creano delle piccolissime batterie cellulari. Una coppia di gocce così trattate può fornire elettricità per 10 minuti.

Le batterie sintetiche possono avere un’efficienza venti volte inferiore rispetto alle normali batterie solide, ma la loro percentuale di efficienza è comparabile a quella di altri apparecchi solidi che generano elettricità dalla luce o dal calore, come ad esempio le celle solari.

In futuro, le batterie cellulari potrebbero essere utili nel campo delle nanotecnologie, per fornire energia a chips di memoria e ad apparecchiature in scala altrettanto ridotta. Per noi che ci occupiamo di tecnologia miniaturizzata, insomma, potrebbe essere una rivoluzione… aspettiamo e vedremo!

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