Cosa ci rende umani? Un team internazionale di ricercatori ha scoperto nella corteccia cerebrale dell’uomo un particolare tipo di neuroni, gli interneuroni dopaminergici, che sono invece assenti in quella delle grandi scimmie, i nostri parenti più prossimi esistenti. Lo studio, durato sei anni, è stato pubblicato sull’ultimo numero della rivista «Science» e come unico italiano fra gli autori c’è Marco Onorati, ricercatore al Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa e “visiting scientist” alla Yale University, nel laboratorio del professore Nenad Sestan.
“Il nostro cervello possiede capacità cognitive che lo rendono unico – spiega Onorati – e l’identificazione nella corteccia cerebrale umana degli interneuroni dopaminergici, non presenti in quella delle grandi scimmie africane come scimpanzé, bonobo e gorilla, costituisce un passo importante nella comprensione di cosa ci rende umani”.
L’analisi comparativa del profilo genico del cervello umano e di quello degli altri primati ha dunque rivelato la presenza di alcuni geni specificamente arricchiti nel nostro cervello fra cui quelli per la sintesi della dopamina. I neuroni dopaminergici si trovano infatti nella sostanza nera del mesencefalo sia dell’uomo che degli altri primati, ma solo nell’uomo sono presenti anche nella corteccia cerebrale. E proprio capire la loro funzionalità è stato il compito del ricercatore dell’Ateneo pisano che li ha generati in laboratorio grazie all’utilizzo di cellule staminali pluripotenti.
“Per quanto riguarda i numeri, questi interneuroni sono rari, meno dell’1% – conclude Onorati – e tuttavia, essendo coinvolti nella sintesi della dopamina, possono regolare funzioni cognitive superiori tipiche dell’uomo, come la memoria e il comportamento, oltre ad essere coinvolti in malattie come il Parkinson o alcune forme di demenza, per le quali questo studio potrà in futuro fornire nuove prospettive”.
Qui i link all’articolo su «Science» di cui sono primi autori i ricercatori Andre M. M. Sousa e Ying Zhu della Yale University e al press release della Yale University.
Dal riciclo degli scarti della produzione agroalimentare, realizzati innovativi bio rivestimenti edibili per proteggere più a lungo il valore nutritivo della frutta senza alterarne il gusto. La novità arriva dall’Università di Pisa dove il gruppo di ricerca coordinato della professoressa Annamaria Ranieri del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali ha condotto una sperimentazione i cui risultati sono stati recentemente pubblicati su due riviste scientifiche, il “Journal of Food Processing and Preservation” e il “LWT – Food, Science and Technology”.
Docente di Chimica agraria, Annamaria Ranieri ha indirizzato da tempo le sue ricerche sull’utilizzo di biopolimeri naturali ed edibili per mantenere le proprietà nutraceutiche della frutta durante la conservazione.
“Come comunità scientifica ci poniamo il problema della gestione virtuosa e sostenibile degli scarti della produzione agroalimentare – dice la professoressa dell’Ateneo pisano - dall’altra parte l’obiettivo è di dare ai consumatori prodotti che, dalla raccolta alla tavola, riescano a mantenere l’aspetto e le proprietà organolettiche e salutistiche”.
In alto a sinistra Mela Fuji senza rivestimento, a destra rivestita con gelatina di collagene, in basso a sinistra Pomodoro Sir Elyan senza rivestimento, a destra rivestito con chitosano
In particolare, uno dei due studi ha riguardato le mele Fuji: per conservarle i ricercatori hanno utilizzato come rivestimento la gelatina, un polimero a base di collagene ottenuto dalla lavorazione di tessuti connettivi e largamente utilizzato per i rivestimenti di capsule nell’industria farmaceutica. Il secondo studio ha riguardato invece il frutto del pomodoro che è stato rivestito con il chitosano, un polimero derivante dalla chitina, una sostanza presente negli esoscheletri dei crostacei e nelle pareti cellulari dei funghi.
I due rivestimenti, che possono essere eliminati lavando i frutti prima di cibarsene hanno rallentato di 3 giorni la maturazione, come evidenziato dal posticipato picco di accumulo di importanti composti nutraceutici, come carotenoidi, acidi fenolici e flavonoidi. Nella mela, poi l’efficacia dell’impiego del rivestimento edibile nel rallentare la maturazione è testimoniato dalla minore concentrazione di alcuni aromi presenti nel frutto maturo, a fronte del mantenimento dei principali composti aromatici che caratterizzano il frutto
“La maggiore conservabilità nel tempo – ha quindi concluso la professoressa Ranieri – potrebbe inoltre contribuire ad evitare lo spreco alimentare in differenti punti della filiera dalla raccolta al consumo”.
"Il pensiero computazionale. Dagli algoritmi al coding" (il Mulino, 2017) è il titolo del volume di cui sono autori Paolo Ferragina, professore ordinario di Informatica all’Università di Pisa, e Fabrizio Luccio, professore emerito di Informatica sempre dell’Università di Pisa. Il libro sarà presentato al Pisa Book Festival venerdì 10 novembre alle 15.
Pubblichiamo di seguito uno stralcio dalla prefazione, e buona lettura !
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Scopo principale di questo testo è introdurre i lettori alla comprensione e progettazione di algoritmi che risolvono problemi provenienti da diversi campi della scienza e della tecnologia e che hanno un’importanza rilevante nel mondo di oggi. La presentazione è accessibile a chiunque abbia cognizioni matematiche elementari ed è resa più semplice che si possa, senza rinunciare a un rigore indispensabile per trasformare idee generali in algoritmi eseguibili senza compromessi. Nel corso della trattazione sono comunque richiamate, quando necessario, nozioni aritmetiche particolarmente rilevanti per la costruzione di questi algoritmi.
Perché il testo sia fruibile nel miglior modo, esso è diviso in capitoli sostanzialmente indipendenti che possono essere letti separatamente lasciando al lettore la libertà di scegliere gli argomenti che preferisce. Solo in quattro casi argomenti di corredo, eleganti e utili ma più impegnativi degli altri, sono stati riportati in paragrafi contrassegnati da asterisco a indicare che possono essere tralasciati senza intaccare la comprensione del resto.
Inoltre, i lettori interessati a eseguire su un calcolatore gli algoritmi descritti nel testo possono, anche se non conoscono la «programmazione», esaminarne il funzionamento e magari cimentarsi con la costruzione di programmi propri attraverso un sito Web creato al proposito e di facilissima accessibilità, che contiene la realizzazione in linguaggio Python di questi algoritmi e fornisce ogni mezzo necessario alla loro esecuzione e alla eventuale costruzione di nuovi esempi.
Il ghiaccio marino o banchisa di ghiaccio è un elemento fondamentale del sistema climatico e il suo ciclo stagionale influenza la dinamica globale del clima a causa della sua interazione con l’albedo planetario, la circolazione atmosferica e oceanica oltre a essere un essenziale componente dell’ecosistema marino polare. I meccanismi che guidano la variabilità del ghiaccio marino a causa delle forzanti ambientali naturali e antropiche sono ancora poco compresi. La ricerca pubblicata sulla rivista “Nature Communications” (DOI 10.1038/s41467-017-01455-x), dal titolo “Holocene sea ice variability driven by wind and polynya efficiency in the Ross Sea”, ha spiegato per la prima volta i processi ambientali che hanno guidato la variabilità del ghiaccio marino e la presenza dei pinguini e degli elefanti marini durante gli ultimi 10 mila anni nel Mare di Ross in Antartide.
Fotografia dall’elicottero della Baia Terra Nova (Mare di Ross, Antartide) durante un evento di vento catabatico con la neo-formazione di ghiaccio marino (Foto di Massimo Frezzotti ENEA-PNRA).
Lo studio è stato condotto da ricercatori italiani del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide in collaborazione con colleghi francesi, nell’ambito dei progetti internazionali HOLOCLIP e TALDICE e di un dottorato di ricerca svolto in collaborazione tra le università di Trieste e Siena dalla dottoressa Karin Mezgec.
“Il nostro studio – spiega Massimo Frezzotti ricercatore dell’ENEA – ha messo in evidenza come i venti che spirano in Antartide abbiano un ruolo fondamentale, analogo (se non addirittura superiore) a quello delle temperature e delle precipitazioni, nel guidare il clima e nel condizionare gli ecosistemi polari. I modelli climatici devono essere in grado di riprodurre la forza e la persistenza dei venti negli ultimi millenni per simulare i cambiamenti climatici in Antartide indotti dall’utilizzo dei combustibili fossili”.
“Le variazioni di estensione del ghiaccio marino nel passato si possono ricostruire per mezzo di indicatori climatici, denominati proxy, presenti negli archivi naturali polari – spiega Barbara Stenni, paleoclimatologa e docente dell’Università Ca’ Foscari di Venezia – Questi sono rappresentati sia dalle carote di ghiaccio sia da quelle di sedimento marino raccolte nelle vicinanze del Mare di Ross”.
“La variabilità dell’estensione e della persistenza del ghiaccio marino ha condizionato nel tempo l’evoluzione delle aree costiere e l’accessibilità alle spiagge, offrendo agli elefanti marini e ai pinguini di Adelia diverse opportunità di colonizzare le coste del Mare di Ross, condizionandone anche la dieta, come testimoniato dal ritrovamento di numerose colonie abbandonate che conservano la stratigrafia delle diverse fasi di occupazione”, aggiungono Carlo Baroni e Maria Cristina Salvatore, docenti del dipartimento Scienze della Terra dell’Università di Pisa e collaboratori del CNR-IGG di Pisa.
“Per la prima volta è stato creato un legame di conoscenza fra i dati atmosferici, le carote di ghiaccio e le carote dei sedimenti marini. Grazie alle diatomee, alghe silicee che dominano nei freddi mari antartici, si è potuto capire che l’ambiente marino, dalla colonna d’acqua ai sottostanti sedimenti, ha risposto alle variazioni dell’estensione dei ghiacci ed in ultima analisi alle variazioni climatiche negli ultimi 10 mila anni. La presenza di alcune specie caratteristiche ha evidenziato la grande variabilità climatica di questa finestra temporale così vicina al nostro mondo attuale”, concludono Ester Colizza, sedimentologa, e Romana Melis, micropaleontologa del dipartimento di Matematica e Geoscienze dell’Università di Trieste.
Mettere in sicurezza i ponti stradali e fornire una soluzione innovativa ed ecocompatibile per il loro adeguamento strutturale. È questo l’obiettivo di SUREBridge, un progetto europeo finanziato con circa 875mila euro, avviato nell’ottobre 2015 e con conclusione prevista nel marzo 2018. Al progetto partecipano il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa, la Chalmers University of Technology di Göteborg in Svezia e, come partner aziendali, la FiberCore Europe di Rotterdam e la AICE Consulting di San Giuliano Terme (Pisa).
“L’adeguamento strutturale dei ponti stradali esistenti è un problema di fondamentale importanza per la sicurezza pubblica, come dimostrato anche da recenti fatti di cronaca riguardanti crolli di viadotti autostradali – spiega il professore Paolo Sebastiano Valvo dell’Ateneo pisano – Non meno importante è la necessità di trovare una soluzione che sia non solo efficace, ma anche sostenibile da un punto di vista ambientale, tutti obiettivi che intendiamo perseguire con il nostro progetto”.
Plenary meeting del progetto con tutti i partner coinvolti
SUREBridge rappresenta infatti una valida alternativa agli interventi di recupero tradizionali che di solito prevedono lunghe opere di demolizione e ricostruzione con disagi per gli automobilisti, costi elevati, ingenti quantità di scarti di lavorazione e inquinamento acustico e ambientale. La tecnica proposta da SUREBridge sfrutta le elevate prestazioni dei materiali compositi fibro-rinforzati per ridurre al minimo le demolizioni e velocizzare le operazioni di cantiere. Più in dettaglio, la tecnica consiste nell’applicazione di pannelli di fibra di vetro all’impalcato esistente, cioè alle strutture di sostegno del piano stradale, e di laminati di fibra di carbonio nella parte inferiore del ponte.
“Questo tipo di intervento consente, inoltre, di allargare la sede stradale dove necessario, ad esempio aggiungendo marciapiedi e piste ciclabili – aggiunge l’ingegnere Erika Davini collaboratrice del progetto nel team dell’Università di Pisa – Per fare una prima verifica sulle potenzialità della soluzione proposta, abbiamo selezionato come caso studio un ponte a San Miniato, in provincia di Pisa, che abbiamo sottoposto ad analisi strutturale per stabilirne la capacità portante attuale e formulare una proposta di ampliamento e rinforzo”.
Oltre all’analisi del ponte caso studio, i ricercatori dell’Ateneo pisano hanno simulato, mediante complessi modelli agli elementi finiti, il comportamento di travi prototipo da testare in laboratorio per dimostrare l’efficacia della tecnica proposta. Inoltre, è stato sviluppato un apposito software per consentire agli ingegneri professionisti di valutare rapidamente la capacità portante dei ponti rinforzati.
Lo scorso settembre, l’Università di Pisa ha ospitato un incontro plenario di tutti i partner coinvolti nel progetto. Nell’occasione, i primi risultati della ricerca sono stati presentati nell’ambito di un seminario pubblico intitolato “Un utilizzo innovativo dei materiali compositi per il recupero sostenibile dei ponti stradali esistenti”, svoltosi presso la Scuola di Ingegneria.
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Qui di seguito un dettagliato resoconto del seminario.
SEMINARIO “IL PROGETTO EUROPEO SUREBRIDGE – Un utilizzo innovativo dei materiali compositi per il recupero sostenibile dei ponti stradali esistenti” UNIVERSITÀ DI PISA – SCUOLA DI INGEGNERIA
Venerdì 22 settembre 2017 presso la Scuola di Ingegneria dell’Università di Pisa ha avuto luogo un seminario pubblico sul progetto di ricerca europeo SUREBridge. L’obiettivo della giornata è stato quello di introdurre il progetto a professionisti e studenti italiani, che in particolare lavorano e studiano in Toscana. Circa 70 persone hanno partecipato al seminario, inclusi 12 membri del Consorzio. Il pubblico era composto per metà da ingegneri professionisti, rappresentanti di amministrazioni locali ed enti pubblici (ANAS, RFI, ecc.) e per l’altra metà da studenti, titolari di borse di studio e dottorandi delle Università di Pisa e Firenze.
Il seminario è stato aperto dal Preside della Scuola di Ingegneria Prof. Alberto Landi e dal Direttore del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale Prof. Leonardo Tognotti, che hanno dato il benvenuto ai partecipanti ed evidenziato la rilevanza dei progetti di ricerca internazionali, in particolare inerenti il tema della sostenibilità.
Il Prof. Reza Haghani, coordinatore del consorzio, ha presentato il progetto SUREBridge, discutendo la necessità di una soluzione innovativa, sostenibile ed efficace per la ristrutturazione dei ponti esistenti, al fine di affrontare il crescente aumento della domanda di traffico in tutta Europa. Sono stati presentati i vantaggi dati dall’utilizzo dei materiali compositi fibro-rinforzati (FRP), tra cui durabilità, elevate proprietà meccaniche, e basso peso specifico. Inoltre, è stata illustrata una nuova tecnica di pre-sollecitazione per laminati in materiale composito fibro-rinforzato con fibra di carbonio (CFRP) sviluppata presso la Chalmers University of Technology. Questo metodo, che ritarda la delaminazione del CFRP dal supporto di calcestruzzo, ha un ruolo chiave all’interno della tecnica SUREBridge, in quanto consente un migliore sfruttamento del materiale rispetto all’applicazione di laminati non pre-sollecitati.
La panoramica generale sul progetto SUREBridge è stata completata dal Dott. Martijn Veltkamp, il quale ha introdotto InfraCore Inside®, un innovativo pannello sandwich realizzato in materiale composito fibro-rinforzato con fibra di vetro (GFRP), prodotto da FiberCore Europe. L’attenzione è stata posta sulla tecnica utilizzata per la produzione di tali pannelli, brevettata da FiberCore, che consente di evitare le problematiche di delaminazione che di solito affliggono i pannelli sandwich di GFRP sottoposti a elevati carichi concentrati, come quelli prodotti dai veicoli stradali. Successivamente, ha illustrato diversi esempi di ponti stradali e pedonali realizzati con elementi strutturali di GFRP.
I risultati sperimentali dei test di laboratorio, eseguiti per studiare il collegamento FRP-calcestruzzo e FRP-FRP, nonché di test su travi in vera grandezza, sono stati presentati dal Dott. Jincheng Yang, della Chalmers University of Technology. Il vantaggio dell’utilizzo di laminati pre-sollecitati è stato dimostrato con prove di flessione su quattro punti su travi prototipo a sezione trasversale rettangolare ed a T. Queste ultime sono state appositamente progettate per dimostrare le elevate proprietà di rinforzo e l’efficacia della tecnica SUREBridge.
Le previsioni teoriche sul comportamento di tali travi prototipo sono state effettuate presso l’Università di Pisa prima dell’esecuzione dei test di laboratorio. Il Prof. Paolo S. Valvo, del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa, ha illustrato la tecnica di modellazione agli elementi finiti utilizzata per lo sviluppo di analisi non lineari sulle travi prototipo, al fine di ottenere la curva di capacità e il carico di rottura. Un ottimo accordo è stato trovato tra le previsioni teoriche ed i risultati sperimentali.
Tuttavia, eseguire analisi non lineari per ciascuna sezione trasversale di un ponte in alcuni casi può essere oneroso, in particolare per valutazioni preliminari sulla fattibilità della tecnica di rinforzo scelta. Pertanto, all’interno del progetto SUREBridge è stato sviluppato anche un apposito software per una valutazione rapida della capacità resistente di una trave da ponte rinforzata. L’efficacia del software è stata dimostrata per confronto sia con i risultati sperimentali sia con le analisi agli elementi finiti. L’Ing. Cristiano Alocci, del team di lavoro dell’Università di Pisa, ha presentato le ipotesi teoriche su cui si basa il software e le sue varie caratteristiche, tra cui la possibilità di scegliere il tipo di sezione (rettangolare, multi-rettangolare, a T) e di rinforzo (acciaio pre-teso e non, laminati pre-tesi di CFRP, pannelli di GFRP).
Per dimostrare l’efficacia della tecnica SUREBridge è stato selezionato come caso studio un ponte esistente, situato a San Miniato (Pisa). L’Ing. Fabio Ricci, della società di ingegneria pisana AICE Consulting Srl, partner del progetto, ha illustrato l’analisi strutturale del ponte di San Miniato. In particolare, sono state trattate la campagna di indagini diagnostiche e le analisi agli elementi finiti eseguite per definire la capacità portante attuale del ponte, nonché la proposta di ampliamento e rafforzamento. Tali analisi hanno mostrato l’efficacia della tecnica SUREBridge e il vantaggio dell’utilizzo combinato di laminati di CFRP pre-sollecitati e di pannelli di GFRP.
La giornata si è conclusa con una discussione sul concetto di robustezza e sul problema della manutenzione di edifici e ponti, alla luce delle attuali e delle future prescrizioni degli Eurocodici. L’intervento è stato tenuto dal Prof. Pietro Croce, responsabile del corso di Teoria e Progetto dei Ponti presso l’Università di Pisa e coordinatore dello Horizontal Group “Bridges” (HGB) del CEN Technical Committee 250 per gli Eurocodici strutturali.
Due domus romane costruite nel I secolo a.C. sono venute alla luce a Luni nel corso di una campagna di scavi diretta da Simonetta Menchelli, docente di Topografia antica ed Archeologia subacquea dell’Università di Pisa. Le ricerche rientrano nel “Progetto Luni, la città della Luna”, che ha l’obiettivo di ricostruire i paesaggi urbani e territoriali della città, fondata come colonia romana nel 177 a.C. e ancora attiva, dal punto di vista e strategico ed economico, sino all’Alto Medioevo.
“La domus meridionale aveva le pareti affrescate, come documentano numerosi frammenti di intonaco rosso e alcuni ambienti pavimentati con mosaici geometrici e vegetali a tralci di vite – spiega Simonetta Menchelli – quella settentrionale ha subito profonde ristrutturazioni nel IV e V secolo, la costruzione poi di una grande vasca evidenzia con tutta probabilità che nella casa venne installata una fullonica, cioè un impianto per la lavorazione e lavaggio dei tessuti”.
“Entrambi gli edifici – continua la professoressa dell’Ateneo pisano – sino a quando non furono abbandonati, fra il VII e l’inizio VIII secolo d.C., furono al centro di numerosi scambi e ricevettero merci di importazione mediterranea come vasellame e vino, olio e salse di pesce da varie regioni italiche, dalla Gallia, dalla Penisola iberica, dall’Africa settentrionale, dall’Asia minore, dalla Siria e dalla Palestina”.
È dal 2014 che il dipartimento di Civiltà e Forme del Sapere dell’Università di Pisa effettua scavi e ricerche a Luni nel quartiere di Porta Marina, vicino al porto antico. Le attività, coordinate sul campo dal dottor Paolo Sangriso, durano tre settimane l’anno e vi partecipano oltre venti studenti dell’Università di Pisa e anche ventiquattro allievi dell’Istituto Parentucelli Arzèlà di Sarzana e del Liceo Costa di La Spezia nell’ambito di un progetto alternanza-scuola lavoro.
Le attività sono frutto di una sinergia fra l’Ateneo pisano, la Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio (dott.ssa Neva Chiarenza), il Sistema museale di Luni (dott.sse Marcella Mancusi e Antonella Traverso) e il Comune di Luni-Ortonovo. Il carattere interdisciplinare e innovativo dell’iniziativa è assicurato dalla partecipazione del professore Adriano Ribolini del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa per gli aspetti geomorfologici ed un programma di indagini georadar, dal professore Vincenzo Palleschi del CNR Pisa per il telerilevamento anche mediante drone e restituzioni 3D degli edifici, dal dottor Claudio Capelli dell’Università di Genova per le analisi archeometriche dei reperti.
Secondo il report sulla qualità dell’aria presentato a settembre, e realizzato dalla Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile con Enea e Ferrovie, l’Italia guida la classifica europea dei morti per inquinamento dell’aria con oltre 90.000 morti premature. Si tratta di 1500 decessi per milione di abitanti, rispetto ai 1100 in Germania, agli 800 della Francia e della Gran Bretagna, e ai 600 della Spagna. In Italia la situazione è maggiormente critica nella Pianura Padana, come evidenzia l’allarme rosso lanciato in questi giorni al Nord Italia, ma senza dimenticare la situazione a Firenze, Napoli e Potenza.
Dall’Università di Pisa arriva MonIQA, un sistema che mette a disposizione dati aggiornati giornalmente sulla qualità dell’aria in tutto il paese. Il sistema è stato sviluppato dal dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Ateneo pisano e dal Laboratorio Nazionale Smart Cities del CINI ed è stato presentato al Festival Pisa Innova Salute. MonIQA, consultabile dal link http://moniqa.dii.unipi.it e scaricabile come app per Android, cattura i dati emessi separatamente dalle Agenzie Regionali per la Protezione dell'Ambiente (ARPA) e li unisce in un’unica mappa intuitiva, che assegna cinque colori a cinque gradazioni diverse di qualità dell’aria.
“Il colore – spiega Giuseppe Anastasi, direttore del dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e del Laboratorio Nazionale Smart Cities del CINI – è associato alla concentrazione nell’aria di alcune sostanze come particolato atmosferico, biossido di azoto, monossido di azoto, ozono, monossido di carbonio, biossido di zolfo e benzene. La concentrazione di queste sostanze viene paragonata con i limiti imposti dalla legge, e assegnato un colore ad ogni parte del territorio nazionale monitorato”.
Fino ad ora, la pubblicazione dei dati sulla qualità dell’aria era gestita in modo separato dalle ARPA dislocate sul territorio nazionale e i dati erano resi disponibili sui singoli siti web delle ARPA. Non era quindi possibile un confronto immediato tra le varie parti del territorio nazionale. “Grazie a MonIQA – prosegue Anastasi - sarà possibile avere una visione generale sulla qualità dell’aria nel nostro paese, con la conseguenza positiva di incentivare le aree a maggior concentrazione di sostanze pericolose per la salute ad avviare pratiche più ecologicamente sostenibili. Uno studio di Legambiente dimostra per esempio che riducendo del 10% i livelli di particolato atmosferico potremmo arrivare ad avere anche 10.000 morti in meno”.
Qui sotto Francesca Righetti, dottoranda del dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, che ha presentato MoniQA al Festival Pisa Innova Salute.
Per la prima volta un team di ricercatori ha “filmato” in sequenza come si attiva il cervello quando è stimolato dalla serotonina, la cosiddetta “molecola della felicità”. Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista Cell Reports, è frutto della collaborazione tra il gruppo di ricerca guidato dal dottor Alessandro Gozzi del Center for Neuroscience and Cognitive System dell’Istituto Italiano di Tecnologia (CNCS – IIT di Rovereto) e quello del professore Massimo Pasqualetti del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa.
Mappatura delle aree cerebrali attivate dalla serotonina
“Il funzionamento del cervello si basa su un’estesa rete di comunicazione tra neuroni appartenenti a regioni diverse – spiega Alessandro Gozzi – capire con quali regioni cerebrali comunica una specifica popolazione neuronale è di fondamentale importanza, soprattutto se quella popolazione neuronale è implicata in molteplici disturbi neurologici e psichiatrici”.
Nel caso della serotonina, i ricercatori hanno potuto osservare che questa specifica popolazione di neuroni attiva tutti i distretti del cervello, ma non nello stesso momento. Le prime regioni ad essere interessate sono ad esempio l’ippocampo e la corteccia cerebrale, non a caso due aree deputate a regolare il comportamento emotivo.
Gruppo di ricerca Università di Pisa: Giacomo Maddaloni, Sara Migliarini, Massimo Pasqualetti
“Queste scoperte contribuiscono a svelare il meccanismo della neurotrasmissione serotoninergica – afferma Massimo Pasqualetti - e aprono la strada ad una maggiore comprensione, e quindi a possibili nuove cure, di importanti patologie neuropsichiatriche quali ansia, depressione, schizofrenia e autismo”.
La scoperta è stata possibile grazie ad una metodologia innovativa nata dalla combinazione di due tecniche. Grazie alla chemogenetica gli scienziati hanno agito su un modello animale in cui, attraverso la somministrazione di un farmaco, hanno attivato selettivamente i neuroni che producono serotonina; quindi attraverso la risonanza magnetica funzionale, hanno “filmato” in tempo reale le regioni cerebrali che si accendevano.
Gruppo di ricerca CNCS – IIT di Rovereto: Marco Pagani, Carola Cannella, Alessandro Gozzi, Patrizia Floris, Alberto Galbusera, Alessia De Felice
“La combinazione di tecniche di chemo-genetica e risonanza magnetica funzionale - spiegano dal gruppo del professor Pasqualetti composto da Andrea Giorgi, Sara Migliarini e Giacomo Maddaloni - rappresenta una piattaforma tecnologica altamente innovativa e di grande impatto per lo studio delle connessioni funzionali tra aree distinte del cervello, sia in condizioni normali che patologiche”.
Un erbicida naturale contro le erbacce ricavato dagli oli essenziali delle stesse erbacce. A realizzarlo e testarlo è stato un gruppo di ricercatori di Scienze Agrarie e Farmacia dell’Università di Pisa che sull’argomento ha recentemente pubblicato uno studio sulla rivista Weed Research.
L’idea di partenza era di valutare l’efficacia delle sostanze naturali per combattere le piante infestanti in modo ecologicamente sostenibile, soprattutto alla luce dei progressivi divieti e/o limitazioni di usare alcuni erbicidi convenzionali (in particolare il ben noto glifosate) a causa del loro impatto sull’ambiente e dei rischi per la salute dell’uomo.
“Nessuno sino ad ora aveva pensato di usare gli oli essenziali estratti da “erbacce” per combattere le stesse erbacce – spiega Stefano Benvenuti ricercatore dell’Ateneo pisano.
“E’ una soluzione che presenterebbe anche dei vantaggi dal punto di vista economico dal momento che si tratta di piante che hanno costi agronomici limitati, soprattutto da un punto di vista idrico – aggiunge Benvenuti - e così paradossalmente anche specie spontanee ancora prive di una utilità possono divenire amiche dell’uomo e dell’ambiente”.
La ricerca, durata tre anni e condotta sia in laboratorio che in serra, ha individuato cinque specie da cui sono stati estratti oli essenziali particolarmente efficaci: l’achillea (Achillea millefolium), l’assenzio annuale (Artemisia annua), l’assenzio dei fratelli Verlot (Artemisia verlotiorum), la santolina delle spiagge (Otanthus maritimus), e la Nappola (Xanthium strumarium).
“Questi erbicidi naturali possono essere usati come quelli tradizionali sia nella fase di pre-impianto della coltura, quindi senza problemi di selettività nei confronti di una coltura ancora assente, sia localizzandone la distribuzione in presenza della coltura stessa – conclude Benvenuti - tuttavia l’impiego di maggiore innovazione potrebbe essere quello in città, dai marciapiedi, ai bordi stradali a tutte le aree spesso colonizzate da specie indesiderate".
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Foto in alto, distribuzione in ambiente sperimentale degli oli essenziali su piante infestanti allevate in vaso; foto sotto, Artemisia verlotiorum una comune infestante che contiene oli essenziali utilizzabili come erbicida.
Non tutte le balene sono grandi come ce le immaginiamo: nelle acque fredde e temperate dell’emisfero australe vive la Caperea (Caperea marginata), una misteriosa balena che non supera i 6 metri e mezzo di lunghezza e che per questo motivo viene anche chiamata Balena pigmea. Poco si sa di questo cetaceo, noto prevalentemente per gli avvistamenti al largo di Sud America, Africa meridionale, Nuova Zelanda e Australia. I suoi legami di parentela con gli altri cetacei sono ancora poco chiari e rimane ancora un mistero come mai questa piccola balena sia confinata negli oceani meridionali. Anche i fossili, fino ad oggi, sono stati di aiuto limitato dato che i soli tre reperti al mondo di cetacei imparentati con la Balena pigmea sembravano confermare che, anche in passato, i suoi antenati vivessero esclusivamente negli oceani dell'emisfero australe.
Confronto tra la Balenottera azzurra e la piccola Caperea disegnati alla stessa scala. (illustrazione di Carl Buel).
In questo scenario, è con grande stupore che due gruppi di ricerca geograficamente agli antipodi hanno ritrovato, più o meno contemporaneamente, nuovi resti fossili di Caperea: da un capo del mondo in Sicilia e dall'altro in Giappone. Il fossile siciliano è una bulla timpanica (un osso dell'orecchio con caratteristiche inconfondibili) scoperta nei pressi di Siracusa e oggi conservata nel Museo di Storia Naturale di Comiso. Il reperto giapponese è un cranio frammentario rinvenuto presso Okinawa. Il dato straordinario è che entrambi i fossili sono stati trovati a nord dell'equatore, fuori dall'area di distribuzione di questa balena. Tutto questo ha convinto i ricercatori a mettere insieme le forze e pubblicare la scoperta sulla prestigiosa rivista internazionale Current Biology. Di questo team internazionale fanno parte anche paleontologi italiani dell'Università di Pisa, dell'Istituto di Geoscienze e Georisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche e del Museo di Storia Naturale di Comiso.
“Questi fossili provengono da un periodo piuttosto recente della storia della Terra: il Pleistocene, la cosiddetta 'era glaciale', caratterizzata da fasi di forte raffreddamento globale alternate a fasi di clima mite” - spiega Giovanni Bianucci, professore di paleontologia presso il dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Pisa - In particolare, l'età del fossile siciliano è stata vincolata intorno a 1,8 milioni di anni fa, un momento cruciale della storia geologica del Mediterraneo che coincide con l'ingresso in questo bacino semichiuso di alcune specie di invertebrati nord-atlantici, testimoni di una fase di forte raffreddamento”.
Distribuzione geografica della Caperea attuale (area in blu) e dei resti fossili affini a questa balena (quadratini). I quadratini rossi indicano i fossili scoperti in Sicilia e in Giappone.
Ma cosa può aver spinto una balena così caratteristica dell'emisfero sud ad oltrepassare l'equatore e ad occupare nuovi habitat nell'emisfero nord? “Oggi molti cetacei mostrano una distribuzione antitropicale: cioè sono diffusi nelle acque temperate di entrambi gli emisferi, a volte come 'specie sorelle', ma non nelle acque calde tropicali ed equatoriali – spiega Alberto Collareta, dottorando in paleontologia presso il dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Pisa – per questi mammiferi marini l'equatore rappresenta una vera e propria barriera termica, invisibile ma invalicabile. Durante le fasi più fredde del Pleistocene, però, tale barriera termica sarebbe temporaneamente venuta meno permettendo un rimescolamento tra le faune marine dei due emisferi, come suggerito dal ritrovamento di fossili di Caperea in Sicilia e Giappone. Al termine di ogni fase glaciale, la barriera equatoriale si sarebbe ripristinata separando il destino delle popolazioni dei due emisferi”.
Queste condizioni di isolamento biogeografico hanno permesso l'origine di nuove specie ma anche, drammaticamente, l'estinzione delle popolazioni più piccole rimaste isolate in un ambiente divenuto improvvisamente più caldo. Una lezione di cui tenere conto, soprattutto in tempi in cui le attività umane contribuiscono ad un rapido mutamento climatico a scala globale.
Bulla timpanica fossile della Sicilia (a destra) e attuale (a sinistra).
Ne hanno parlato:
La Repubblica
La Sicilia
Ansa
The Conversation
The Herald Sun
Science News
National Geographic
gonews.it
Greenreport.it