Robot chirurgico per interventi al cervello finanziato da Horizon 2020

Sarà una sonda robotica lo strumento essenziale ai chirurghi negli interventi al cervello. Un team di ricercatori di istituti internazionali, tra cui il Politecnico di Milano, l'Università degli Studi di Milano e l'Università Vita-Salute San Raffaele, guidati dal professor Ferdinando Rodriguez y Baena, esperto in robotica medica dell'Imperial College di Londra, hanno ricevuto un finanziamento di 8,3 milioni di euro dalla Commissione Europea nell'ambito del programma Horizon 2020, per sviluppare e sperimentare una sonda robotica flessibile e controllabile di nuova generazione, che permetterà di raggiungere e curare regioni profonde del cervello in tutta sicurezza per il paziente.

Astronomia, un occhio italiano per il telescopio più grande al mondo

L’European Southern Observatory (Eso) ha affidato all’Inaf la realizzazione di Maory, uno dei primi tre strumenti che equipaggeranno lo European Extremely Large Telescope, il gigantesco telescopio da 39 metri di diametro in costruzione sulle Ande cilene. Il Finance Committee dell’European Southern Observatory (Eso) - spiega Media Inaf - ha firmato giovedì scorsoi presso la sede di Monaco in Germania il contratto per la realizzazione di Maory (Multi-conjugate Adaptive Optics RelaY), uno dei primi tre strumenti che equipaggeranno il grande telescopio E-Elt, lo European Extremely Large Telescope in costruzione sulle Ande cilene.

Enea: il radar-laser Billi che aiuta a prevedere le eruzioni dei vulcani

Riuscire a prevedere l'approssimarsi di un'eruzione vulcanica, potendo preallertare le popolazioni delle zone circostanti potrebbe presto diventare una realtà grazie ad una tecnologia tutta italiana presentata il mese scorso a Monaco di Baviera presso l'Agenzia Aerospaziale tedesca (DLR), in una conferenza di esperti europei ed aziende leader del settore.  Si tratta di  un radar laser (o lidar) messo a punto dall'ENEA, basato su una tecnologia molto sofisticata che  permette, per la prima volta,  di misurare la concentrazione di CO2 nei gas vulcanici, un’operazione che con altre tecniche è rara, lenta, pericolosa e complessa anche per la difficoltà della distanza.

CNR filma il big-bang della luce che si trasforma in corrente elettrica

Come inizia il processo di trasformazione della luce del sole in corrente elettrica in una cella solare organica? La risposta arriva da gruppo di ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) che ne ha realizzato un filmato in tempo reale, su una scala senza precedenti: milionesimi di miliardesimi di secondo. Lo studio, condotto dall'Istituto nanoscienze del Cnr a Modena (Nano-Cnr) e dall'Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr) a Milano, dimostra che i primissimi istanti della foto-conversione sono governati dalla natura quantistica di elettroni e nuclei, coinvolti in oscillazioni coerenti in tempi ultra-veloci.

CERN, misurata la proprietà fondamentale dell'elemento raro astato

Un team internazionale di fisici presso l'impianto radioactive-beam ISOLDE al CERN hanno per la prima volta misurato il potenziale di ionizzazione dell'elemento radioattivo raro "astato". Il valore dell'astato, pubblicato sulla rivista Nature Communications, potrebbe aiutare i chimici a sviluppare applicazioni dell'elemento in radioterapia, e servirà come punto di riferimento per le teorie che predicono la struttura di elementi super-pesanti.

Il potenziale di ionizzazione di un elemento è l'energia necessaria per rimuovere un elettrone dall'atomo, trasformandosi quindi in uno ione. Questa misura è legata alla reattività chimica di un elemento e, indirettamente, alla stabilità dei suoi legami chimici nei composti. L'astato si verifica naturalmente solo in tracce sulla Terra, ma i fisici ISOLDE possono creare isotopi artificiali dell'astato da reazioni protone-indotte e utilizzando laser di lunghezza d'onda-sintonizzabili per studiare la loro struttura atomica attraverso una tecnica nota come spettroscopia a risonanza a ionizzazione laser in-source. 

Fasci di protoni ad alta energia provenienti dal CERN Proton Synchrotron Booster vengono sparati contro bersagli di uranio. Le collisioni producono una doccia di elementi chimici, che si diffondono all'interno di una cavità metallica a 2000°C. Fasci laser rilucenti di lunghezza d'onda prescelte in queste cavità risultano in  ionizzazione selettiva di alcuni degli atomi neutri all'interno. Un campo elettrico estrae gli ioni caricati positivamente, che sono inviati tramite magneti sintonizzabili, configurato per consentire la trasmissione di solo una massa prescelta. 

Il risultato è un fascio di ioni puri di un isotopo che viene inviato ad un rivelatore. Applicando questa tecnica, mentre avviene accuratamente la scansione delle lunghezze d'onda del laser, i fisici ISOLDE hanno misurato il potenziale di ionizzazione di astato che è di 9,31,751 mila elettronvolt. La misura colma una lacuna di vecchia data nella tavola periodica, astato è l'ultimo elemento presente in natura per cui questa struttura fondamentale è rimasta sconosciuta. 

L'elemento è di particolare interesse perché gli isotopi dell'astato sono candidati alla creazione di radiofarmaci per il trattamento del cancro mediante terapia alpha mirata. "Nessuno dei molti isotopi di breve durata utilizzati in medicina esiste in natura, ma devono essere artificialmente prodotti da reazioni nucleari", dice Bruce Marsh del resonance ionization laser ion source (RILIS) a ISOLDE. 

"I possibili isotopi medici dell'astato non sono così diversi a questo riguardo. La differenza dell'astato è che la sua scarsità in natura rende difficile lo studio da esperimenti, ed è per questo che la misurazione di una delle proprietà fondamentali è un risultato significativo". Il valore sperimentale dell'astato serve anche per le teorie di benchmarking che predicono le proprietà atomiche e chimiche di elementi super-pesanti, in particolare l'elemento 117 di recente scoperta, un omologo astato. 

"La spettroscopia laser In-source oggi è un metodo più sensibile per studiare le proprietà atomiche degli isotopi esotici di breve durata", dice Valentin Fedosseev leader del team Rilis. "E' adatto per esplorare gli spettri di elementi prodotti artificialmente, come quelli super-pesanti. Il successo in questo studio di astato ha aggiunto la fiducia per analoghi progetti avviati recentemente al GANIL, in Francia e in JINR, Russia". Leggere il documento: "Misurazione del primo potenziale di ionizzazione di astato mediante spettroscopia di ionizzazione laser" 

Schema dei percorsi di ionizzazione indagati

Fonte: CERN

Foto credit 1: CERN
Foto credit 2: NATURE

Salute, in Humanitas super laser italo-tedesco salva vista in 1 minuto

Un super laser che corregge i difetti della vista rispettando l'occhio. E' la macchina di nuova concezione operativa al Centro oculistico dell'Humanitas di Rozzano, vicino Milano, costruita dalla tedesca Schwind e perfezionata grazie al software messo a punto dal dottor Paolo Vinciguerra, responsabile dell'unità operativa del centro oculistico dell'Humanitas e dalla sua équipe.

"Siamo partiti da una serie di osservazione che cercavano di spiegare come mai i risultati non durassero e i pazienti avessero disturbi visivi specialmente la notte". L'unione fra tecnologia tedesca e capacità scientifiche italiane ha dato vita un laser che cura miopia, astigmatismo, presbiopia e ipermetropia in modo meno invasivo e più efficace. "Mantiene molto più una morfologia che la cornea ha alla nascita pur avendo corretto la miopia senza invertirne la morfologia come avviene oggi".

In occasione della presentazione del super laser il dott. Vinciguerra ha dichiarato: "Questo laser è la punta di diamante del nuovo Centro. Uno strumento estremamente sicuro ed efficace, che consente di rispettare al massimo la fisiologia dell'occhio, scolpendo la cornea con precisione sub-micrometrica mantenendone una forma naturale pur correggendo il difetto visivo".

Il laser fa parte delle tecnologie all'avanguardia del nuovo Centro Oculistico dell'Humanitas, progettato per dare un percorso completo ai pazienti. I dottori hanno anche stilato un decalogo con le regole da seguire per curare gli occhi battezzato "Godetevi la vista". "Il paziente deve mettere occhiali dopo UNA visita oculistica". Affidarsi agli esperti dunque, ma anche struccarsi bene gli occhi e curare l'illuminazione quando si usano pc o tablet.

Il laser ad eccimeri di Humanitas Centro Oculistico integra tecnologie differenti e sofisticate: di ultima generazione e dotato di software sviluppati ad-hoc, in collaborazione proprio con l'equipe del Centro, consente di correggere i difetti visivi (miopia, astigmatismo, ipermetropia) in modo sempre meno invasivo, preservando il più possibile la cornea e risparmiandone il tessuto, e in soli 60 secondi di intervento.

L'aggiunta di un sofisticato sistema di tracking (inseguimento oculare) permette inoltre di tenere conto in sede operatoria di tutti i possibili movimenti involontari dell'occhio su tutti e 6 i piani di riferimento (destra, sinistra, alto, basso, avanti, indietro e movimenti circolari ed angolari), per interventi estremamente rapidi e ancora più precisi.

Il laser possiede anche un sofisticato sistema di OCT (tomografia ottica a radiazione coerente), che consente di ottenere immagini dell'occhio ad altissima risoluzione, in modo tale che in fase operatoria è possibile controllare costantemente e in tempo reale l'esatto spessore della cornea e verificare l'andamento dell'intervento.

Indispensabile, dunque, l'utilizzo dell'OTC nei trattamenti transepiteliali: permette di misurare con precisione lo spessore - solitamente non omogeneo - del tessuto di rivestimento dell'occhio (epitelio), consentendo un recupero post operatorio meno doloroso e più rapido. L'estrema precisione del nuovo laser del Centro Oculistico Humanitas permette di effettuare anche trattamenti alternativi al trapianto di cornea, o vaporizzando solamente la parte malata del tessuto corneale o creando il giusto "letto" per un innesto lamellare.

Inoltre, la sua l'azione può essere regolata con due differenti gradi di intensità: una più forte, per la rimozione rapida del tessuto, e una meno intensa per ottenere una perfetta levigatezza della superficie della cornea. A questi vantaggi si aggiunge un sistema automatizzato di eliminazione dei vapori prodotti durante l'intervento, che vengono completamente aspirati senza tuttavia seccare la cornea.

Da non trascurare, poi, l'estrema rapidità con cui è possibile eseguire l'intervento e la grande versatilità grazie alla quale è possibile correggere difetti prima non risolvibili, caratteristiche che fanno di questo strumento uno dei laser più precisi al mondo. Un'applicazione appositamente sviluppata insieme ad Humanitas, infine, consente di combinare l'utilizzo di questo laser al cross linking (o intervento di fotodinamica corneale) per la cura del cheratocono, rinforzando la struttura corneale ed evitando così il ricorso al trapianto.

Fonte: Humanitas
Via: TMNews 

Fisica, realizzato micro laboratorio quantistico che funziona con luce

È in un chip di vetro di pochi centimetri il più piccolo laboratorio in grado di simulare fenomeni fisici quantistici di particolare complessità: a realizzarlo, una collaborazione tutta italiana tra ricercatori del dipartimento di Fisica dell'Università Sapienza di Roma, dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Ifn-Cnr) e del Politecnico di Milano. Il dispositivo utilizza i fotoni, cioè la luce, per trasmettere i dati e rappresenta un primo passo verso il processore del futuro, che avrà capacità e velocità di calcolo inaccessibili ai computer classici. Gli studi sono stati pubblicati sulle riviste "Nature Communications" e  "Nature Photonics".

Tecnologia, sviluppato raggio traente di Star Trek per attirare oggetti

Un vero "raggio traente", che utilizza la luce per attirare gli oggetti, è stato sviluppato dagli scienziati. Si spera che possa avere applicazioni mediche mirate per attirare le singole celle. La ricerca, pubblicata su Nature Photonics e condotta dall'Università di St Andrews, si limita a spostare particelle microscopiche fino a 5 micron. Nei programmi di fantascienza come Star Trek, i raggi traenti sono utilizzati per spostare gli oggetti molto più massicci. Come riporta la BBC News, non è la prima volta che la scienza ha cercato di replicare l'impresa, anche se in scale più piccole. 

Nel 2011, ricercatori cinesi e di Hong Kong hanno mostrato attraverso l'impiego del raggio Bessel e l'agenzia spaziale NASA ha anche finanziato uno studio per esaminare come la tecnica potrebbe aiutare alla manipolazione di campioni nello spazio. La NASA sta studiando almeno tre metodi per dotare le sonde spaziali di raggi traenti basati su raggi laser. Attualmente, la NASA utilizza una varietà di tecniche per raccogliere campioni extraterrestri. Il nuovo studio del ricercatore Dr. Tomas Cizmar, assegnista di ricerca della Scuola di Medicina presso l'Università di St Andrews, ha detto che mentre la tecnica è molto nuova, ha un enorme potenziale. 

Egli ha detto: "Le applicazioni pratiche potrebbero essere molte, molto eccitanti. Il raggio traente è molto selettivo nelle proprietà delle particelle su cui agisce, quindi si possono prendere specifiche particelle in una miscela. Alla fine questo potrebbe essere utilizzato per separare i globuli bianchi, per esempio." Di solito quando gli oggetti microscopici vengono colpiti da un fascio di luce, sono costretti lungo la direzione del fascio di luce dai fotoni. 

Tale forza di radiazione è stata identificata dall'astronomo tedesco Johannes Kepler nel 1619, quando ha osservato che le code delle comete sempre puntano lontano dal sole. La tecnica sviluppata dall'équipe del dottor Cizmar permette che la forza possa essere invertita anche se alcune persone potrebbero trovarla contro-intuitiva. "E' sorprendente", ha detto. "Solo quando abbiamo esaminato in dettaglio il processo abbiamo visto l'inversione. Si verifica piuttosto in un ambito ristretto".

Il team presso l'Università di St Andrews ha lavorato con i colleghi dell'Istituto di strumenti scientifici (ISI) nella Repubblica ceca. Il Prof Zemànek, dell'ISI, ha detto: "Tutto il team ha trascorso un certo numero di anni ad indagare su diverse configurazioni della distribuzione di particelle di luce. Sono fiero che i nostri risultati siano stati riconosciuti in questo ambiente molto competitivo e non vedo l'ora di nuovi esperimenti e applicazioni. Si tratta di un momento molto emozionante". 

Le teorie scientifiche sulla vita reale dei raggi traenti sono state sviluppate dal 1960, ma questa sarebbe la prima volta che un raggio è stato utilizzato per disegnare oggetti microscopici verso la sorgente luminosa. Gli scienziati hanno già usato una tecnica chiamata "vortice ottico" per spostare le singole particelle con fasci di luce, ma questo nuovo approccio funziona in liquidi e nel vuoto. La prima apparizione di un raggio traente nelle fiction è stata nella storia dell'autore americano EE Smith in The Skylark of Space, che è stata serializzato nel 1928. 

La storia contiene riferimenti ad un "raggio trattore". E' stato un punto fermo nel dispositivo di stampa televisiva di fantascienza e film che consentono oggetti come navi spaziali di essere intrappolati in un fascio di luce, ma il dottor Cizmar ha detto che questa tecnica particolare, non porterebbe a questo. Ha detto: "Purtroppo c'è un trasferimento di energia su scala microscopica, ma su una scala macro causerebbe enormi problemi. E' si tradurrebbe in una massiccia quantità di riscaldamento di un oggetto, come una navetta spaziale. Quindi la cattura di una nave spaziale è fuori discussione".

Via: BBC