Ad Alice bastava bere una pozione per farsi minuscola e camminare attraverso porte piccolissime per accedere al Mondo delle Meraviglie. Nel mondo reale è ben più complesso, ma qualcosa di analogo sta diventando possibile: non si tratta di beveroni magici, ma di un software in realta’ virtuale che consente di camminare – letteralmente – all’interno di una cellula, catapultando l’uomo in un mondo di dimensioni nanometriche (un nanometro è 10.000.000 di volte più piccolo di un centimetro!).
Ad inventarlo è stata una squadra basata in Inghilterra, formata da un gruppo del Dipartimento di Chimica dell’Università di Cambridge, specializzato in microscopia ad elevata risoluzione, e dall’azienda londinese Lume VR Ltd, che si occupa di analisi dei dati e computing spaziale. Il software a cui hanno dato vita ha il nome di vLUME (pronunciato come la parola inglese “volume”), che sta per Visualisation of the Local Universe in a Microenvironment (ossia Visualizzazione dell’Universo Locale in un Microambiente). Tutto ciò che serve per utilizzarlo è un hardware commerciale per la realtà virtuale, ovvero cuffie, visore e controllori – proprio come quelli utilizzati per i videogiochi.
Anoushka Handa, del gruppo di Cambridge, mentre prova vLUME.
Alla base della tecnologia del software vLUME c’è la microscopia di super risoluzione, per la cui descrizione è stato assegnato il premio Nobel per la Chimica nel 2014. La microscopia di super risoluzione ha permesso di superare un forte limite della microscopia classica, dovuto alla diffrazione della luce: questo fenomeno fisico causa infatti la perdita dei dettagli di oggetti molto piccoli – come, ad esempio, le cellule – e dunque impedisce di ottenerne immagini definite. Con complessi espedienti fisici, la microscopia di super risoluzione aggira questo ostacolo: oggetti di dimensioni nanometriche possono essere visualizzati ad alta risoluzione ed in tempo reale, rendendo possibile osservare fenomeni biologici da vicino e mentre avvengono.
Tuttavia, la microscopia di super risoluzione offre immagini in due dimensioni, mentre ogni processo biologico avviene nello spazio tridimensionale. Grazie a vLUME, i ricercatori possono entrare in uno spazio virtuale in 3D e qui interagire con campioni biologici, analizzarli, segmentarli, isolarne parti importanti ed anche esportarne foto e video.
“VLUME porta gli scienziati nel nanoscala” ha dichiarato Alexandre Kitching, CEO di Lume VR Ltd. Oltre a questa innovazione, il software assicura un trattamento delle informazioni più rapido: mentre i dati ottenuti tramite la microscopia di super risoluzione sono complessi ed analizzarli richiede tempi lunghi, vLUME sfrutta una rete di algoritmi che velocizza questo processo.
Il software è utilizzabile anche da chi ha poca esperienza con la tecnologia della realtà virtuale ed è versatile, in quanto può essere applicato a campioni di diverso tipo, permettendo di “passeggiare” su intere cellule o su singole proteine. Ad ora, il team di Cambridge ha sperimentato vLUME con una batteria di dati biologici, che includono neuroni, cellule tumorali e, focus della loro ricerca, cellule del sistema immunitario. Una dottoranda del gruppo, Anoushka Handa (sopra in foto), ha “viaggiato” in una cellula immunitaria estratta dal suo stesso sangue e ha dichiarato di avere tratto dall’esperienza una prospettiva completamente nuova sul suo lavoro.
La realtà virtuale serve già da anni la medicina moderna. Pianificare interventi chirurgici in anticipo, addestrare giovani chirurghi, diagnosticare i primi segni dell’Alzheimer, migliorare le capacità motorie di pazienti affetti dal Morbo di Parkinson, alleviare gli stati ansiosi di alcuni disturbi mentali: sono soltanto alcune delle applicazioni della realtà virtuale alla medicina, rivoluzionarie ed inimmaginabili fino a soli pochi anni fa.
Il rapido avanzare della tecnologia informatica e della robotica accompagna il progresso delle scienze mediche ogni anno, accorciando i tempi di lavoro ed offrendo soluzioni a problemi annosi. VLUME è un nuovo strumento in questo arsenale che guiderà indubbiamente a nuove risposte – ed anche a nuove domande: l’osservazione dei processi biologici in tempo reale potrà stimolare ipotesi più accurate più rapidamente e costituirà un’eccellente piattaforma per progettare e testare nuove strategie terapeutiche.
