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Nasi elettronici
Formaggi, vini e profumi valulati da una macchina?
Riuscira' la tecnologia a sostituire l'uomo in quelle professioni che
richiedono un olfatto sviluppato e ben addestrato? Per i puristi e' una
bestemmia, per gli scienziati e' il futuro.
di Agnese Ferrara L'uomo
primitivo annusava il terreno e cio' che lo circondava, poi con la posizione
eretta si e' persa gran parte della capacita' ólfattiva e si sono sviluppati
maggiormente gli altri sensi, come la vista. Cosi il nostro olfatto e' piu'
debole rispetto a quello degli altri mammiferi: quello del cane e' diecimila
volte piu' sensibile del nostro. Ma, anche se apparentemente assopito, l'olfatto
umano si risveglia e funziona, in molte occasioni, come campanello d'allarme nel
riconoscere cibi avariati o pericolosi, ma anche come stimolo primario per
distinguere i sapori: il dolce, l'amaro, l'acido, il salato, l'aspro, perche'
milioni di recettori si mettono all'opera, interconnessi da fibre nervose che li
mantengono strettamente collegati. Infine il naso comunica direttamente con la
mente: annusando odori e profumi siamo facilmente trascinati in ricordi,
piacevoli e no, del nostro passato. E il meccanismo e' rapidissimo perche'
l'olfatto e' direttamente connesso con l'ipotalamo e il sistema limbico, la zona
del cervello dove risiedono le emozioni. Un odore non subisce la censura della
corteccia celebrale e, prima ancora di rendercene conto, ha gia' fatto effetto
sul nostro inconscio. E nel sistema limbico che vengono prodotte sostanze
neurochimiche come la serotonina, l'encefalina, l'adrenalina e le endorfine, che
funzionano da "risposte" agli stimoli olfattivi e con le quali
calmiamo i dolori e ci rilassiamo, troviamo la felicita',il benessere,
l'euforia, siamo piu' simpatici oppure antipatici, creativi. Copiando il
meccanismo di azione di naso, recettori, nervi e sistema celebrale, alla fine
degli anni ottanta sono stati progettati e costruiti dei sensori meccanici m
grado di riconoscere gli odori, aprendo cosi' la strada verso un sistema
olfattivo "ricostruito" cosi' sensibile da percepire un aroma
leggerissimo e individuarne i singoli costituenti. La prima pubblicazione sul
"naso elettronico" appare su Nature nel 1982, firmato da un giovane
ricercatore inglese, Krishna Persaud, dell'istituto di Scienza e Tecnologia
dell'universita' di Manchester che lavorava con una serie di sensori di tipo
ossido metallici, simili a quelli impiegati per individuare le fughe di gas, per
discriminare e classificare gli odori Oggi il suo primo "naso
elettronico" si puo' vedere esposto al Museo della Scienza di Londra.
Successivamente, insieme a Paolo Pelosi ' del dipartimento di Chimica e
Biotecnologie agrarie dell'universita' di Pisa, i due ricercatori passano a
sensori a polimeri dotati di conducibilita' elettrica, e costruiscono un nuovo
tipo di naso elettronico che riconosce e valuta obiettivamente i profumi,
come il muschio e Fylang-ylang. Dall'importante scoperta all'applicazione
industriale il passo e' stato breve: per i "nasi ricostruiti" sono
stati creati raffinati software in grado di archiviare e conservare un gran
numero di odori percepiti e codificati dal naso elettronico. In questo modo il
riconoscimento e' diventato sempre piu' facile. In pochi anni si e' arrivati ad
avere oltre dieci societa' che producono e vendono i nasi elettronici nel
mondo. La ricerca universitaria e' andata avanti e attualmente ci sono
studi mirati ad approfondire gli usi pratici del naso elettronico, come il
monitoraggio ambientale e l'analisi degli aromi alimentari, oltre a quelli nel
campo medico, nel settore della chimica e della profumeria. La Food and Drug
Administration, l'ente americano di controllo degli alimenti e dei farmaci,
utilizza gia' alcuni nasi elettronici per la valutazione dei cibi, per definirne
con sicurezza lo stato e la freschezza, mentre alla NASA, presso il Langley
Research Center, sono impiegati i sensori elettronici per scoprire e individuare
con precisione materiali sospetti, fumi pericolosi, fughe di gas. Oggi
infine i sensori del naso elettronico possono essere applicati con successo nel
riconoscimento e nella valutazione obiettiva delle essenze, sostanze complesse
per la grande quantita' di componenti chimici e il naso elettronico puo'
affiancare i "nasi" degli esperti profumieri nella difficile
creazione, controllare la maturazione delle essenze nel flacone e poi seguirne
l'evoluzione una volta che il profumo viene applicato sulla pelle, quando cioe'
si divide in tre fasi odorose: le note di testa, le principali e piu' volatili,
le note centrali che danno corpo al profumo e sono piu' persistenti e le note di
coda, quelle terminali. La ricerca italiana e' molto vivace e particolarmente
attivo e' il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Universita' di Roma Tor
Vergata dove, con il coordinamento di Arnaldo D'amico e Corrado Di Natale, dal
1995 si progettano e costruiscono nasi elettronici e oggi si sviluppano sensori
chimici a alta risoluzione. "Attualmente sono in corso studi che codificano
e archiviano odori importanti"- spiega Corrado Di Natale, "nel campo
alimentare, dove in collaborazione con l'istituto Nazionale della Nutrizione,
sottoponiamo al vaglio del naso elettronico pesce, pomodori e latte per
definirne la freschezza". Il naso elettronico puo' annusare anche l'acqua e
capire se e' inquinata.
L'ODORE UMANO
Secondo Corrado Di' Natale ricercatore dei Dipartimento di Ingegneria elettrica
dell'Uuniversita' di Roma Tor Vergata: "L'odore prodotto dal corpo umano e'
il risultato dell'azione combinata di tutte le ghiandole della pelle, che
secernono composti organici e sono regolate da un composto ormonale, e dalla
presenza di popolazioni batteriche che ricoprono la superficie della cute.
Anticamente in medicina si mettevano molto in correlazione gli odori del corpo
con la salute e in Cína, ad esempio, ancora vengono diagnosticate alcune
malattie analizzando il respiro o l'odore della pelle dei malato. Il "naso
elettronico" e' stato gia' utilizzato in passato per decodificare e
analizzare l'odore della pelle e al nostro dipartimento si e' voluto
approfondire questo aspetto, andando ad esempio a indagare sulle differenti fasi
dell'ovulazione femminile, attraverso l'analisi olfattiva dei sudore della pelle
delle donne. L'esistenza di particolari sostanze, dei tutto simili ai feromoni,
nel sudore femminile durante ciclo mestruale, era gia' stata dimostrata. Adesso
noi abbiamo individuato con esattezza le variazioni mensili dei sudore femminile
e la correlazi'one diretta con le varie fasi dei ciclo ovarico. Recentemente poi
l'impiego dei naso elettronico ha dimostrato la presenza di sostanze volatili
presenti sul corpo umano e la correlazione con alcune malattie, come il diabete
e alcune malattie epatiche. Sono attualmente in corso sperimentazioni in cui il
naso elettronico e' in grado di riconoscere alcuni' composti volati'li' presenti
nel respi'ro di malati affetti da cancro polmonare, odori assenti nei soggetti
sani. Il naso elettronico potra' in futuro essere un ulteriore strumento di
diagnosi di alcune malattie.
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