Zanichelli: Chiavi di lettura

Titoloni incauti ci parlano del gene della timidezza, dell'intelligenza, della prosperità, ma perfino un carattere semplice come il colore degli occhi è influenzato da almeno una ventina di geni; e non basta individuare una variante del DNA per sapere che cosa sarà scritto su una cartella clinica fra un anno o fra dieci. Abbiamo sottovalutato i comprimari? Molecole che si attaccano e si staccano dal DNA; regolatori che accelerano o bloccano l'attività dei geni; zuccheri e grassi che "decorano" quasi ogni superficie biologica. Per non dire dei miliardi di microbi che albergano nel nostro corpo, e del mondo là fuori. Trascurando tutto questo, è facile farsi un'idea esagerata del potere dei geni e del destino di chi li porta. È impervia l'esplorazione della vita che sfugge al controllo dei geni: scarsi gli automatismi, ci si muove da artigiani goffi su impalcature disagevoli, da cui si intravedono però panorami che ampliano l'orizzonte biologico oltre la genetica.

Un tempo c'era solo la discarica. Oggi la filiera dei rifiuti parte prima e sempre più spesso, dopo la raccolta differenziata con i trattamenti biologici dell'umido, l'estrazione di ulteriori materiali riciclabili e il recupero dell'energia nei termovalorizzatori, in discarica non ci arriva proprio. Per capire cosa succede ai nostri rifiuti, partiamo dai problemi quotidiani di una famiglia che potrebbe essere la nostra - dove butto la carta di un cioccolatino che ha dentro del metallo? - e arriveremo a una panoramica su tutto il ciclo dei rifiuti: termovalorizzatore, discarica, fino al problema delle scorie radioattive. Ciò che buttiamo cambia nel tempo e non solo in quantità. Basta pensare agli scarti dell'elettronica, inesistenti fino a poco fa. Il miglior rifiuto è quello che non si produce, ma arriveremo mai a rifiuti zero? Forse no, ma possiamo prevenire la produzione di scarti con il design ecologico e l'aiuto della tecnologia.

Fra il mondo dei fisici, fatto di nuclei e di quark, e il mondo degli esseri viventi che affascina i biologi, si trova il mondo dei chimici. È qui, fra atomi, ioni, molecole, che la chimica dà forma all'infrastruttura del nostro mondo. La chimica spiega l'odore del caffè e il colore delle foglie in autunno. Appartengono al suo regno i materiali che usiamo e quelli con cui ci vestiamo; i cibi che cuociono e il carburante che brucia per riscaldare le nostre case; le reazioni che avvengono dentro le cellule, i farmaci e le tinte per colorare i capelli. Peter Atkins racconta come la chimica ha trasformato il nostro mondo: per esempio con le plastiche, i semiconduttori e i chip di silicio che hanno riempito di oggetti il nostro moderno modo di vivere. Il rovescio della medaglia? L'inquinamento e l'aumento dell'entropia. Ma è la chimica stessa a offrire soluzioni.

In farmacia ci sono 13 000 tipi di medicine: dall'aspirina che i Sumeri estraevano dal salice alle molecole uscite da laboratori avveniristici. Come si testa un farmaco? Perché è necessaria la sperimentazione animale prima degli studi nell'uomo? Chiediamo farmaci sicuri al 100%, ma è possibile raggiungere un tale livello di sicurezza? E se una malattia diventa curabile al prezzo di alcuni effetti collaterali? Non siamo tutti uguali e non c'è farmaco privo di rischi. Oggi la sfida è progettare medicine costruite su misura degli individui e delle loro malattie. Ma progettare un farmaco costa e a ripagare i costi della ricerca serve il brevetto: come funziona? Quanto dura? E cosa accade quando scade? Non ogni pillola è un farmaco: integratori, prodotti omeopatici e varie sostanze "naturali" spesso non sono testati e perciò non sappiamo che cosa contengono, né se fanno bene o male.

Come si costruisce un robot che esplora la superficie di Marte e come lo si fa atterrare? Là deve resistere per anni all'atmosfera marziana e muoversi su un terreno accidentato. Con quale energia lo si fa funzionare e con quali istruzioni di guida? Marte ci affascina da quando osserviamo il cielo, ma è solo da pochi anni che siamo riusciti a mandarci dei robot. L'ultimo nato è Curiosity, un rover guidato da Paolo Bellutta nel laboratorio JPL della NASA a Pasadena, negli Stati Uniti. Perché a spingerci verso Marte è soprattutto la curiosità scientifica, al di là della sfida ingegneristica: qual è la storia geologica del pianeta? C'è stata l'acqua? Ci sono i materiali organici tipici della vita? Il compito di Curiosity è provare a rispondere a queste domande. Paolo Bellutta fisico e informatico, è uno dei 16 rover driver del JPL (Jet Propulsion Laboratory), il laboratorio della NASA al Caltech di Pasadena da cui si guidano i veicoli robotici che esplorano Marte. Attualmente è membro della squadra di sbarco del Mars Science Laboratory e sviluppa sistemi visivi per veicoli spaziali e per missioni non umane di veicoli a terra, come i rover marziani. Di recente ha messo a punto un metodo per valutare la traversabilità dei rover sulla superficie di Marte e ha contribuito alla selezione del sito di atterraggio di Curiosity.

I robot di oggi sono assai diversi da quelli immaginati nei vecchi film di fantascienza e all'uomo assomigliano poco. Ce ne sono di brutti ma utili, che lavorano nelle case e nelle fabbriche; di belli ma (per ora) poco utili, usati per lo più nella ricerca scientifica; e di ispirati a forme e funzioni già inventate dalla natura. Il mondo ha problemi nuovi come i rischi ambientali, una popolazione invecchiata e bisognosa di assistenza, industrie che cercano manodopera a basso costo, ma istruita. Occorrono forme di intelligenza artificiale che portino ad automi capaci anche di improvvisare, per esempio quando occorre decontaminare ambienti inaccessibili come quelli radioattivi. Ma di chi sarà la responsabilità se un automa sbaglia? Robot come le auto che si guidano da sole, i treni automatici o gli aerei senza pilota sono già fra noi. Se non li usiamo ancora su grande scala è perché le leggi non sono pronte. La tecnologia sì.

La storia dei pigmenti che i pittori hanno avuto a disposizione nelle diverse epoche, dal Paleolitico all'arte contemporanea, mostra come il progresso della tecnologia abbia influenzato la creatività degli artisti. Per secoli le sostanze coloranti, estratte in remote miniere o ricavate da piante e animali esotici, hanno viaggiato come preziosa mercanzia fino alle botteghe degli artisti. Soltanto di recente abbiamo imparato a fabbricare in laboratorio tutti i colori che siamo in grado di percepire. Si è passati così dai dipinti preistorici realizzati con due soli pigmenti, ai gialli di Van Gogh sintetizzati dalla chimica dell'Ottocento, fino al moderno colorificio che, con la sua tavolozza sconfinata, è luogo di delizia tanto per il pittore quanto per il chimico.

Le idee di Charles Darwin continuano a influenzare in profondità il pensiero sociale, filosofico e religioso, oltre che scientifico. Qui cinque studiosi di spicco rispondono alle domande più interessanti dell'attuale dibattito evolutivo: Perché il pensiero di Darwin è diventato tanto significativo in ogni angolo del pianeta? Come mai nell'ambiente gli individui interagiscono, oltre che con la competizione, anche collaborando tra loro? I progressi della società umana odierna sembrano essere in prevalenza culturali, l' Homo sapiens si sta ancora evolvendo? La scoperta del DNA ha dato forza e potenza al pensiero evolutivo; l'analisi genetica può spiegare che cosa ci differenzia dagli altri primati? Nuovi meccanismi ereditari stanno emergendo dagli studi post-genomici, come cambierà il darwinismo?

Lo sviluppo vertiginoso dell'elettronica ha trasformato il mondo della musica. Oggi possiamo creare, riprodurre e condividere suoni con una facilità senza precedenti, grazie al computer e agli altri dispositivi digitali, maneggevoli e mobili, che fanno parte della nostra vita quotidiana. "Rumore bianco" analizza e spiega gli elementi che hanno reso possibile questa rivoluzione: la differenza tra analogico e digitale, la conversione, il campionamento e la sintesi dei suoni, gli aspetti fisici e musicali degli effetti acustici, la progettazione sonora, le tecniche per la compressione audio e la trasmissione della musica in rete, fino all'utilizzo creativo dello spazio e alle tecnologie per lo spettacolo dal vivo.

Il cancro è una malattia che sfida la scienza e il coraggio umano. Ogni cellula malata racchiude una storia di mutazioni, resistenza e adattamento. Ogni terapia nasce da anni di ricerca, dedizione e innovazione. Dalle intuizioni dei medici dell'antichità alle rivoluzioni dell'intelligenza artificiale, questo libro ripercorre le tappe fondamentali che ci permettono oggi di affrontare il cancro con strumenti sempre più precisi. Possiamo decifrare il DNA per individuare le mutazioni responsabili della malattia, sviluppare farmaci mirati, personalizzare le cure e persino addestrare il sistema immunitario a combattere i tumori. Questa seconda edizione si addentra nelle ultime frontiere della ricerca: il ruolo determinante del microambiente tumorale, l'ecosistema che circonda e modella il cancro, il rapporto tra microbiota e tumori e le straordinarie potenzialità dei sistemi di apprendimento automatico, capaci di accelerare la scoperta di farmaci e aprire nuove vie nella medicina. Solo attraverso la conoscenza e il metodo scientifico possiamo affrontare il cancro: le cure alternative e le false promesse non sono una soluzione, ma un pericolo. La scienza resta il nostro alleato più potente nella lotta per salvare vite e immaginare un futuro in cui il cancro sarà finalmente sconfitto.

Immunoterapie contro il cancro, trattamenti per ridurre il colesterolo, antivirali contro l?epatite C sono solo alcuni esempi di cure che hanno migliorato la salute di milioni di pazienti nel mondo negli ultimi decenni. Le novità sono state possibili grazie alla ricerca biomedica di base, alle biotecnologie e, più di recente, ai progressi dell?intelligenza artificiale. Anche i farmaci più innovativi non funzionano al meglio se le diagnosi sono tardive, possono avere effetti collaterali e la loro efficacia può svanire se insorgono resistenze. Per superare questi ostacoli è necessario continuare a sperimentare rimedi contro le malattie umane. Da anni di studi e ricerche emergono composti progettati su misura sulle caratteristiche molecolari degli individui e delle malattie. Si cerca di offrire benefici al maggior numero di pazienti, ma i prezzi sono spesso troppo alti per servizi sanitari in affanno. Come evitare che pochi possano beneficiare delle innovazioni e che la maggior parte dei pazienti riceva cure più economiche, ma obsolete e meno efficaci? Integratori, prodotti omeopatici, fiori di Bach: non ogni pillola è un farmaco e non ogni informazione pescata in rete è affidabile. Quando si tratta di prendere una medicina, è più prudente chiedere al medico che rivolgersi ai social.

Editing genetico, cambiamenti climatici, intelligenza artificiale, medicina personalizzata sono solo alcune delle scoperte su cui le nostre società sono chiamate a prendere decisioni che influenzeranno il futuro. È importante considerare le ricadute etiche delle scoperte scientifiche, ma è altrettanto indispensabile capire come funziona la scienza che le ha prodotte. Nell'etica come nella scienza, infatti, servono metodo e senso critico per giungere a conclusioni sensate. Armati di logica, cominciamo a costruire la nostra «cassetta degli attrezzi» del buon ragionare e, con l'aiuto della storia e della filosofia, riordiniamo le idee. Capiamo che l'etica entra in gioco ben prima delle scoperte e delle loro applicazioni. Perché le procedure con cui la comunità scientifica corregge i propri errori non sono perfette. A partire da queste premesse ragioniamo sulle implicazioni etiche delle scoperte. Allo stesso tempo la politica spesso impone restrizioni a ricerche su basi etiche, ma senza confrontarsi con esperti né con la cittadinanza. La democrazia deliberativa ci offre una via di uscita: un modo innovativo per intervenire nei dibattiti etici in modo informato e consapevole.