E' online la “Google Earth” degli organi umani, un viaggio 3D dentro il Corpo

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Redazione Scienza e Tecnologia Redazione Scienza e Tecnologia   -   C’è un nuovo, potentissimo strumento a disposizione di ricercatori, medici e studenti, ma anche di chiunque sia semplicemente curioso di capire come siamo fatti “dentro”: è l’Human Organ Atlas, un portale online che permette di esplorare in tre dimensioni e a risoluzioni mai viste prima organi umani intatti, da quelli più noti come cervello, cuore e polmoni, fino ad arrivare a utero, placenta, prostata e testicoli. Si tratta di un progetto ambizioso, frutto di oltre sei anni di lavoro da parte di un consorzio internazionale che coinvolge nove istituti tra Europa e Stati Uniti, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.

Una tecnologia nata ai raggi X, potenziata dalla pandemia

Alla base di questa innovazione c'è la luce, una luce speciale. La tecnologia impiegata si chiama tomografia a contrasto di fase gerarchica, più brevemente HiP-CT, ed è stata sviluppata e raffinata presso il sincrotrone europeo di Grenoble, l'ESRF. Qui, una sorgente di raggi X di nuova generazione, cento miliardi di volte più luminosa di una normale TAC ospedaliera, riesce a penetrare i tessuti e a restituire immagini tridimensionali di un organo nella sua interezza, permettendo poi allo scienziato o all'utente di "scendere" virtualmente sempre più in profondità, fino a distinguere dettagli grandi meno di un millesimo di millimetro, una risoluzione che è circa cinquanta volte più sottile di un capello umano.

Non è un caso che il progetto abbia preso slancio durante l'emergenza Covid. Furono proprio i medici tedeschi, alle prese con i danni polmonari causati dal virus, a chiedere ai fisici di Grenoble se fosse possibile osservare quei tessuti in un modo nuovo, più dettagliato. Da quella richiesta, e dall'incontro con l'ingegneria dell'University College London, nacque l'idea di creare un archivio aperto e condiviso, una sorta di Google Earth applicato all'anatomia umana. Il metodo ha già permesso di scoprire lesioni vascolari microscopiche nei polmoni dei pazienti deceduti per Covid, danni invisibili con le tecniche di imaging tradizionali, e sta offrendo nuovi spunti di ricerca anche per patologie cardiache e ginecologiche.

Un archivio digitale di proporzioni colossali

Attualmente, l'atlante mette a disposizione della comunità scientifica mondiale oltre 300 dataset tridimensionali completi, ricavati dallo studio di 56 organi prelevati da 25 donatori. Le dimensioni di questi file sono mastodontiche: si parla di centinaia di gigabyte, fino a superare il terabyte per ogni singolo organo, con il cervello che da solo tocca i 14 terabyte di dati. Per rendere tutto questo fruibile a livello globale, il portale è stato progettato con un'interfaccia che non richiede software specialistici: basta un browser per navigare all'interno di un rene, esplorare la rete dei vasi sanguigni di un fegato o osservare la struttura cellulare del cervelletto, muovendosi con una libertà e un dettaglio che colmano quel divario secolare che in medicina ha sempre separato la radiologia, che vede l'organo intero ma a bassa risoluzione, dall'istologia, che arriva alle singole cellule ma solo su minuscoli frammenti di tessuto.

Oltre la ricerca: didattica e intelligenza artificiale

L'accesso a questa mole di dati, spiegano i ricercatori dell'ESRF come Paul Tafforeau, uno dei padri della tecnica, non è pensato solo per i laboratori d'avanguardia. L'Human Organ Atlas è già stato utilizzato per migliorare la didattica dell'anatomia: gli studenti di medicina possono interagire con modelli realistici, abbandonando i tradizionali diagrammi bidimensionali per un apprendimento immersivo e tridimensionale, come sottolinea Alexandre Bellier, anatomo dell'ospedale universitario di Grenoble. Ma c'è un'altra frontiera, forse ancora più promettente, che si apre proprio grazie alla qualità e alla quantità di questi dati. L'atlante, infatti, rappresenta una risorsa ideale per addestrare i sistemi di intelligenza artificiale in campo medico: algoritmi sempre più sofisticati potranno imparare a riconoscere pattern, segmentare strutture e identificare anomalie su una base di informazioni gerarchiche e certosina, ponendo le basi per diagnosi future sempre più precise e automatizzate.

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