Trieste Next Academy - il resoconto di Beatrice Leardini

Ormai un mese fa si è concluso il Trieste Next, il festival annuale della ricerca scientifica che si svolge a Trieste, e a cui ho partecipato dal 27 al 29 settembre.

Prima di raccontarvi cosa mi porto a casa da quei giorni triestini, voglio innanzitutto ringraziare il team di Mada per avermi supportata in questa avventura e tutti coloro che hanno voluto sostenermi economicamente contribuendo alla raccolta fondi, organizzata a questo scopo. Senza il vostro aiuto non avrei potuto vivere questa esperienza.

Mi sento di dire senza dubbio che il bilancio è super positivo! Le aspettative che avevo prima di partire non sono state disattese: è stata un’occasione unica di formazione, che mi ha permesso di apprendere nuove nozioni in ambito scientifico, ma anche di confrontarmi con altri studenti su temi di interesse reciproco.

Io ho partecipato al progetto Academy, che mi ha permesso di partecipare a momenti di incontro e approfondimento esclusivi nonché di accedere in via preferenziale a tutti gli eventi in calendario. Gli eventi a cui ho assistito sono stati in totale 15, suddivisi tra mattina, pomeriggio e sera. Devo ammettere che tutti i relatori e relatrici hanno dimostrato elevata competenza e i temi di discussione non erano per nulla scontati. Vi racconto brevemente com'è andata, accompagnandovi per mano in quegli che penso siano stati gli highlights principali di queste due giornate intense.

La corea di Huntington - l'intervento di Elena Cattaneo

Elena Cattaneo, Professoressa Ordinaria all’Università degli Studi di Milano e dal 2013 senatrice a vita, era forse la relatrice a cui ero più interessata, fin dall'inizio. Devo assolutamente confermare che l’interesse non è stato mal riposto, perché Cattaneo ha presentato magistralmente ciò di cui si occupa da sempre: la corea di Huntington. Per chi non la conoscesse, la corea di Huntington è una malattia genetica neurodegenerativa che causa movimenti involontari anomali (da cui il nome corea, dal lat. chorĕa ‘danza corale’), e un sempre più evidente declino cognitivo con problemi psichiatrici.

È causata da una mutazione autosomica dominante in uno dei due alleli del gene HTT, sul braccio corto del cromosoma 4 (locus 4p16.3) e codificante per la proteina chiamata huntingtina. Essendo autosomica dominante questo significa che il figlio di una persona affetta dalla mutazione ha una probabilità del 50% di ereditare la condizione. Purtroppo ad oggi non c’è una cura per la corea di Huntington, rendendo ancora più fondamentale la ricerca. Come raccontato dalla Cattaneo, le strategie attualmente in essere sono principalmente due e sono entrambe basate sulla terapia genica: il silenziamento del gene mutato, con il fine di ridurre la produzione di huntingtina mutata, e la riduzione delle unità CAG ripetute, con il fine di rimuovere la mutazione.

La malattia è una patologia rara, ma non bisogna dimenticare che esistono persone al mondo che ne soffrono (centinaia di migliaia!), la cui qualità di vita è drasticamente bassa, per cui vale la pena continuare a investire nella ricerca, sperando di trovare al più presto una cura efficace.

L'evoluzione del nostro cervello - l'intervento di Wieland Huttner

Wieland Huttner era un altro relatore di cui attendevo con ansia l'intervento. Huttner è Direttore emerito dell’Istituto Max Planck di biologia cellulare e di genetica molecolare di Dresda, e nel suo laboratorio di neurobiologia si occupa di identificare i cambiamenti genomici che sono alla base dell'aumento del numero di neuroni nella neocorteccia umana rispetto ad altri primati. 

Durante il suo intervento, dal titolo "Development and evolution of the human brain", Huttner ha spiegato come la nascita dei neuroni corticali dipenda principalmente dalle cellule staminali basali, e come il gene umano ARHGAP11B, assente nei primati non umani, abbia favorito l’espansione della neocorteccia potenziando la proliferazione di queste cellule attraverso una mutazione specifica.

Il team di lavoro di Huttner ha così provato a esprimere questo gene specifico per l’uomo nelle scimmie, e ha constatato che effettivamente vi era sia un’espansione in termini di dimensione del loro cervello, sia un miglioramento delle funzioni cognitive (apprendimento più rapido e più accurato). Il suo lavoro apre nuove prospettive nel campo delle neuroscienze: maggiore conoscenza si ha di un certo argomento e più facile è indagare questioni ancora poco chiare, relative al funzionamento cerebrale.

L'intelligenza (non solo artificiale) - il main topic dell'edizione 2024

Tecnologie innovative per la nostra salute, alimentazione sempre più indirizzata verso il mondo vegetale, big data prodotti in quantità enormi ogni giorno e assistenti virtuali che accompagnano l’uomo nelle scelte quotidiane anche le più banali, sono solo alcuni altri esempi degli argomenti affrontati. Argomenti indagati anche relativamente alla questione dell’intelligenza artificiale, main topic dell’edizione 2024 di Trieste Next.

Per esempio; in che modo l’AI apre gli orizzonti della nostra intelligenza, quella umana? Come la si deve usare perché sia effettivamente utile e non un’entità incontrollabile? Quali sono i limiti etici da adottare a riguardo?

Ascoltando i pareri degli ospiti, posso dire di essermi creata un’opinione abbastanza solida (e penso abbastanza condivisibile), riguardo a questa nuova tecnologia: l’intelligenza artificiale deve essere considerata un tool, un mezzo, di cui servirsi per svolgere funzioni che l’intelligenza umana indubbiamente non riesce ad adempiere negli stessi modi e tempi, ma non deve, invece, essere pensata come il fine.

Se ci aspettiamo che l’AI possa risolvere i problemi del mondo stiamo sbagliando. Le idee nascono dal nostro vissuto, dall'inquietudine scaturita dal non sapere; se ci fermassimo all’output che la macchina restituisce al nostro input, si perderebbe quello che è il processo creativo, essenziale per trovare nuove soluzioni a questioni irrisolte.

Rimangono poi temi aperti riguardo al suo utilizzo, e per cui ci si interrogherà probabilmente molto negli anni a venire, come per esempio la questione etica (in quali ambiti applicarla?), le regolamentazioni (non ne esistono ancora di adeguate) e la privacy (i dati che forniamo alla macchina dove finiscono?).

La disparità di genere - la Scienza è donna?

Un altro tema importantissimo su cui ho potuto interrogarmi e riflettere è stato quello della disparità di genere, che ancora oggi pervade purtroppo ogni ambito della nostra società, mondo della scienza incluso. Cattaneo è, infatti, da sempre molto attiva, non solo nella divulgazione scientifica, ma anche negli aspetti legati al sociale e, durante l’evento "Scienziate. Storie di vita e di Ricerca", ha presentato il suo nuovo libro dall’omonimo titolo, affrontando la questione.

Tra le ospiti, Maria Dolores Ferrara, Professoressa Associata di diritto del lavoro presso l’Università di Trieste, ha riportato alcuni dati: nel mondo accademico, per esempio, dal 2012 al 2022, la percentuale di donne Professoresse Associate è salita dal 34,9% al 42,3%, e quella delle Ordinarie dal 20,9% al 27%. Se dunque la presenza femminile cresce nei ruoli accademici più elevati, lo fa però assai lentamente; laddove tali ritmi di crescita restassero stabili, e considerando ad esempio la prima fascia della docenza, potrebbero volerci quasi trent’anni per arrivare ad una sostanziale parità. Un lasso di tempo, francamente, inaccettabile.

Ecco, quindi, la necessità di un libro che possa dare speranza alle donne di scienza del futuro: dieci testimonianze di dieci scienziate del presente, che hanno lottato per farsi strada e tuttora faticano per aprire le porte a quelle del futuro. Una di queste è Silvia Ferrara, Professoressa Ordinaria di filologia egea all’Università degli Studi di Bologna, ospite dell’evento.

Secondo Ferrara, “Si dovrebbe pensare che sia normale che le donne facciano scienza, che possano avere un ruolo nella società che sia fuori dalle famiglie, un ruolo che sia lontano da ciò che si definisce accudimento, e che non si dovrebbe dare per scontato il contrario solo perché è stato così dai tempi del paleolitico fino ad oggi”. Queste parole mi hanno molto colpito; le donne dovrebbero poter davvero avere la possibilità di esprimersi al 100% nella società, indipendentemente da quello che fanno. Ovviamente il percorso per raggiungere la parità di genere è ancora molto lungo, ma è necessario continuare a impegnarsi per far sentire la propria voce e per sensibilizzare coloro che ancora non credono esista un dibattito da affrontare.

“Per combattere un problema, bisogna riconoscerlo, e per riconoscerlo si devono avere gli strumenti adatti” — Elena Cattaneo

Concludo dicendo che questa esperienza è stata, di certo, un’occasione formativa, ma ha soprattutto acceso in me la speranza che, nonostante il momento storico in cui stiamo vivendo, anche una giovane donna possa e, anzi debba, costruirsi una propria carriera professionale di cui andare fiera.

Beatrice Leardini

I soldi fanno la felicità?

Il 27 marzo è stata la giornata mondiale della felicità, e avrete forse visto la lista dei "paesi più felici del mondo". A questo proposito, volevamo raccontarvi di un articolo, pubblicato a inizio mese su PNAS, che prova a rispondere ad un'antica quanto ricorrente domanda: ma i soldi, fanno la felicità?

Sembra questa una domanda senza risposta, ma vi stupireste di quanti diversi ricercatori, delle branche più diverse, abbiano provato a dare una risposta (anche provando a trovare via via sempre diversi modi di definire il concetto di felicità). Nell'articolo che vi mostriamo oggi, firmato dal premio nobel Daniel Kahneman, da Matthew A. Killingsworth e Barbara Mellers, gli autori suggeriscono che per la maggior parte delle persone un reddito più elevato sia davvero associato a una maggiore felicità. Però, solo se non siamo, di base, persone scontente. Sì, perché per coloro che, pur finanziariamente benestanti sono però infelici, la presenza di ancora più soldi non li aiuta al raggiungimento della felicità (mentre per gli altri sì).

Questo lavoro nasce in seguito a due altri studi: il primo, di Kahneman e Deaton (altro premio nobel), pubblicato nel 2010, in cui gli autori avevano ipotizzato il plateau di 75.000 dollari come il limite dopo il quale la felicità non dipendeva più dall'aumento della ricchezza. Il secondo, del 2021, di Killingsworth stesso, che aveva smentito il precedente, mostrando che il livello di felicità continuava a dipendere dal reddito anche oltre tale soglia.

Per risolvere l'empasse, Killingsworth e Kahneman hanno deciso quindi di collaborare, e al cospetto dell'arbitro Mellers, trovare un modello matematico che mettesse tutti d'accordo. I tre autori sono giunti quindi a capire alcuni problemi metodologici del lavoro del 2010, concordando però nella bontà del messaggio finale di quell'articolo, nonostante tra i due la "felicità" fosse stata misurata attraverso diverse domande. La conclusione a cui giungono i ricercatori, infatti, è che non per tutti i soldi “fanno la felicità”, ma solo per coloro che sono di base più felici.

Per usare le parole dello stesso Killingsworth, il denaro non sarà il segreto, ma probabilmente può aiutare un po'.

Carlotta Jarach

Becquerel e la scoperta (casuale) della radioattività

"I raise my flag, dye my clothes. It’s a revolution, I suppose" recitava una canzone degli Imagine Dragons qualche anno fa. Il testo di Radioactive a prima vista ha forse poco a che vedere con ciò che è la radioattività. Ma la sua scoperta è stata davvero una rivoluzione.

Partiamo dall'inizio. Come già per altri episodi che vi abbiamo raccontato, anche questa fu una scoperta frutto del caso. È la fine del 1800, siamo nella Francia devastata dal caso Dreyfus e dallo scandalo del Canale di Panama, mentre un fisico ed ingegnere, Professore all'École Polytechnic di Parigi, sta studiando la fosforescenza nei sali di uranio. Il fortunato scienziato si chiamava Antoine Henri Becquerel; figlio e nipote di eminenti fisici, Becquerel si era distinto già dalla sua tesi di dottorato per i suoi lavori di ottica, dello spettro infrarosso e per l'analisi dell'assorbimento della luce nei cristalli.

Nel 1896 era appunto intento a studiare i sali di uranio e il fenomeno della fosforescenza, ovvero l'emissione della luce di un colore a seguito dell'esposizione di un corpo alla luce di un altro colore. Assieme al matematico e amico Henri Poincaré, colui che pose le basi per la moderna teoria del caos, Becquerel cerca immediatamente di capire se ciò che aveva rilevato avesse una qualche affinità con i neoscoperti raggi X. Qualche mese prima infatti il fisico tedesco Wilhelm Conrad Röntgen ufficializzava la scoperta di quella porzione di spettro elettromagnetico ancora sconosciuta (e per questo chiamata X) che era stata oggetto di studio di altri prima di lui, tra cui lo stesso Tesla.

Becquerel cerca quindi di trovare una connessione tra la fosforescenza e questi nuovi raggi, ipotizzando che i materiali fosforescenti, come alcuni sali di uranio, potessero emettere radiazioni simili a quelli di Röntgen. Espone i sali di uranio alla luce solare e poi li posiziona su delle lastre fotografiche avvolte in carta opaca nera, credendo che l'uranio potesse assorbire l'energia del sole e poi emetterla come raggi X. Il meteo di Parigi non collabora: è fine febbraio e il cielo è nuvoloso. Per qualche strano motivo, Becquerel decide di sviluppare comunque le sue lastre fotografiche. Ed ecco la serendipità: con sua comprensibile sorpresa, le immagini erano forti e chiare, l'uranio aveva emesso radiazioni senza una fonte di energia esterna come il sole, e le aveva impresse sulla lastra fotografica.

Fonte immagine: Sekiya & Yamasaki, M. Antoine Henri Becquerel (1852–1908): a scientist who endeavored to discover natural radioactivity. Radiol Phys Technol 8, 1–3 (2015). doi: 10.1007/s12194-014-0292-z

Era ufficiale: i raggi X non avevano nessun ruolo, la radiazione proveniva dal materiale stesso senza eccitazione esterna. Becquerel aveva scoperto la radioattività spontanea. È un periodo di grandi novità; ben presto verranno scoperti ulteriori elementi radioattivi, tra cui il polonio e il radio da parte di Marie Skłodowska-Curie (studentessa di Dottorato di Becquerel, nonché colei che coniò il termine radioattività) e suo marito Pierre Curie. I tre scienziati vinceranno il Premio Nobel per la fisica nel 1903 in riconoscimento del loro contributo nella ricerca sui fenomeni radioattivi. Che poi, come per altri episodi, non è che Becquerel o i coniugi Curie furono davvero i primi a entrare in contatto con elementi radioattivi, solo che furono i primi ad accorgersi della novità e a mettere tutto per iscritto; infatti, già quarant’anni prima, nel 1857, Abel Niépce de Saint-Victor osservò che i sali di uranio emettevano radiazioni che potevano scurire le emulsioni fotografiche. E, fatto curioso, de Saint-Victor conosceva bene Edmond Becquerel, il padre di Henri Becquerel. Fu proprio Becquerel padre che nel 1868 nel suo libro “La lumière: ses cause et ses effets” raccontava dell’amico e dei suoi curiosi fenomeni di luce e fotografie. Chissà, ci piace pensare che Becquerel figlio, anni dopo, nella biblioteca di famiglia, immerso nella lettura dei libri del padre si sia imbattuto negli esperimenti di de Saint-Victor, e lì abbia avuto un’illuminazione. Scusate: orribile ma doveroso gioco di parole.

La scienza della radioattività

Partiamo dalla definizione: la radioattività (misurata in, guardate un po’, “becquerel”, o Bq) è anche detta decadimento radioattivo, e rappresenta l’intero insieme di processi fisico-nucleari attraverso i quali i radionuclidi (nuclei atomici instabili) appunto “decadono”. Come sappiamo, ogni atomo è formato da un nucleo che contiene protoni, neutroni e da elettroni che gli orbitano attorno. Quello che rende instabili i nuclei atomici in un elemento radioattivo è il fatto che le forze interne del nucleo sono sbilanciate. Così, il nucleo stesso prova da solo a raggiungere una stabilità. Come? Emettendo particelle. Parliamo quindi di radionuclidi, o radioisotopi, che emettono energia sotto forma di radiazioni ionizzanti. In fisica si dice che decadono, o meglio, trasmutano, ed esistono tre classi principali di decadimento; dal meno al più assorbente troviamo il decadimento alpha, beta, che è quello osservato da Becquerel, e gamma, a cui si aggiungono l’emissione di neutroni, l’emissione di protoni e la fissione spontanea.

Spiegare però più nel dettaglio questi fenomeni risulta molto difficile anche per chi scrive; sono necessarie, per capirla a fondo, approfondite conoscenze di fisica quantistica e di matematica: un’analisi così dettagliata esula dai nostri scopi nonché dalle mie competenze. Pensiamo invece sia più interessante analizzare quelli che sono gli impieghi che la radioattività ha in campo scientifico. Per esempio, gli isotopi radioattivi vengono usati in archeologia per datare i fossili: vi ricorderete il famoso metodo del carbonio-14, di cui forse avrete sentito a scuola. Ebbene, il carbonio-14 è un isotopo radioattivo, e il metodo che lo utilizza per la datazione radiometrica fu ideato a cavallo tra gli anni ’40 e gli anni ’50 dal chimico Willard Frank Libby, che vinse un Nobel per questa scoperta. Il principio teorico alla base di questo metodo è che il carbonio-14 presente in natura si trasforma per decadimento beta in azoto-14 con un tempo di dimezzamento medio di 5730 anni. Misurando quanto carbonio-14 è presente in un fossile riusciamo a datarlo ad un tempo abbastanza preciso del passato. Facciamo un esempio per capire meglio: fino a quando un organismo è in vita, respira e scambia carbonio-14 in modo continuo con l’ambiente. Quando muore, il carbonio-14 via via sparisce dall’organismo, pertanto ci possiamo mettere a contare quanti nuclei di questo tipo il fossile ha, per meglio capire quando è morto. Se, per esempio, avessimo 100 nuclei di carbonio-14 in un organismo al momento della morte, dopo 5730 anni ne troveremmo la metà, 50.

Spostando il nostro interesse dall’archeologia alla medicina, sappiamo che le radiazioni emesse da numerosi radionuclidi sono strumenti utili per diagnosi e terapie, in specifiche branche che prendono il nome di medicina nucleare e radioterapia. Tra i radionuclidi più utilizzati vediamo il tecnezio-99m, usato come tracciante, lo iodio-123 e iodio-131 usati nella terapia radiometabolica per la tiroide, il fluoro-18 nella PET, la Tomografia a Emissione di Positroni (altro termine con cui sono indicate le particelle beta positive), e ancora, il radio-223 per la terapia delle metastasi ossee. Potremmo andare avanti a lungo. Arrivati a questo punto potreste essere pure piuttosto spaventati dalla presenza di isotopi radioattivi attorno a noi. La loro presenza incontrollata può essere rischiosa, proprio perché le radiazioni possono alterare o danneggiare la struttura delle molecole biologiche generando radicali liberi, e alterando DNA e RNA. Contrariamente a quello che ci si potrebbe aspettare, non sono le centrali nucleari alla Chernobyl i responsabili maggiori: la quasi totalità degli isotopi radioattivi con cui entriamo in contatto infatti non dipende dall’attività umana. C’è il radon-222, proveniente dal decadimento dell'uranio-238, presente nell'aria e nelle falde acquifere, ci sono le radiazioni interne, quelle terrestri, e cosmiche. Non c’è però motivo di andare nel panico: la parola chiave, infatti è “presenza incontrollata”; quindi, basta controllare, monitorare la concentrazione di questi isotopi, attraverso soprattutto studi epidemiologici, per accertarci che essi siano sempre all’interno di valori riconosciuti come sicuri, e altrimenti agire per abbassarli.

Becquerel morì solo 12 anni dopo la sua scoperta, all'età di 55 anni. Sebbene non conosciamo la sua causa di morte, sappiamo che aveva sviluppato gravi ustioni sulla pelle, probabilmente dovute alla manipolazione di materiali radioattivi. Alcuni decenni dopo, anche Marie Curie morì di anemia aplastica, probabilmente a causa dell'esposizione a radiazioni senza adeguate misure di sicurezza. Gli effetti dannosi delle radiazioni ionizzanti, infatti, non erano ancora conosciuti; oggi invece siamo in grado di sfruttare e creare isotopi utili in medicina e in altre discipline, e di controllare, anche attraverso l’uso corretto della legislatura, quelli naturali.

Carlotta Jarach