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La ricerca in Italia sulla scienza biologica Dopo i congressi di Baden, Siena e Casciana Terme La ricerca in Italia sulla scienza biologica A che punto sono gli studi biofìsici, biologici molecolari e biocibernetici - L'invecchiamento dei tendini e le variazioni del comportamento viscoelastico - Le proprietà chimiche e fìsiche delle macromolecole - Il trasferimento di energia a livello molecolare - Lo studio delle Figure equivoche A Siena, dal 7 al 1(1 ottobre, ha avulo luogo il « Convegno nazionale» (l'ottavo della serio) della « Società italiana di Biofisica e Biologia Molecolare ». Immediatamente dopo, dall'I 1 al 13 ottobre, a Casciana Terme si è svolto il « Convegno di Cibernetica», organizzato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche. Poiché una notevole porzione del secondo congresso ha riguardato aspetti e problemi della ricerca cibernetica concernenti gli organismi viventi, i due avvenimenti permettono una prima valutazione sullo stato della ricerca italiana per quanto riguarda i capitoli più rigorosi, moderni e avanzati delle scienze biologiche. Il momento per una tale valutazione ò tanto più opportuno se si tiene conto che nemmeno un mese è trascorso dal « I Congresso Europeo di Biofisica » che ha avuto luogo a Baden, vicino a Vienna, e che permetto qualche confronto tra la situazione italiana e quella europea. Il nostro ritardo Occorre diro f libito che la larga partecipazione di studiosi italiani al Congresso europeo, di Biofisica testimonia, quantomeno, l'interesse, la disponibilità e la volontà di colmare alcuni ritardi cfl'cttivi da parte degli scienziati italiani. Se si considera altresì il fatto che non pochi degli studiosi italiani presenti a Baden hanno presentato relazioni concernenti i risultati delle loro ricerche e ohe molte di tali ricerche erano indiscutibilmente di notevole livello, non si può non riconoscere, ohe la situazione italiana vada rapidamente maturando. Detto questo, peraltro, non si può non essere colpiti dalla distribuzione geografica degli studiosi italiani presenti a Baden, a Siena ed a Casciana. Non c diflicile notare infatti che tra le città italiane, sedi di università o di laboratori di ricerche, esistono singolari squilibri. A parte naturalmente valide eccezioni — singoli ricercatori lavorano ottimamente in varie sedi — si direbbe che i biofisici, i biologi molecolari e i biociberneti italiani siano annidati massicciamente in alcune limitate città: Genova (ivi compreso il « Laboratorio di Cibernetica e Biofisica del C.N.R. » di Camogli), Pisa, Roma, Napoli, mentre nuclei sono a Milano, Pavia, Parma e Siena. Si è parlato di biofisici, di biologi molecolari e di biocibernetici. Come è noto i primi studiano i sistemi biologici complessi o i sotto-sistemi che "li compongono, utilizzando principalmente concetti della fisica e strumenti matematici, assieme ovviamente alle necessarie apparecchiature sperimentali. I biologi molecolari sono particolarmente interessati al livello molecolare e ai meccanismi molecolari che stanno alla base dei fonomeni biologici, con particolare interesse per i meccanismi molecolari legati ai fenomeni ereditari. I biocibernetici, infine, considerano, negli organismi viventi, i meccanismi di controllo e di elaborazione dell'informazione, prevalentemente legati ai cirouiti nervosi. Queste differenziazioni non son però rigide, ma so no prevalentemente differenze di accento. Un biofisico che studi, ad esempio, l'invecchiamento dei tendini mediante le variazioni del comportamento viscoelastico di- questi con l'età dell'animale da cui sono stati estratti, non può ignorare che le variazioni che registra trovano la loro base nelle grosse catene molecolari del collagene che costituiscono il tendine. Analogamente chi studia i potenzili elettrici che stanno alla base della conduzione nervosa, difficilmente può ignorare il resto della rete nervosa in cui è collocato il neurone sotto esame. E questa difficoltà di stabilire divisioni rigide tra discipline estremamente vicine e in parte sovrapposte, rischierà di tramutarsi in confusione se si continuerà ad inventare e coniare nuovi termini, giustifi¬ clecvcztmvp«rcpnvrscegcqvprdalvcietsdibiztrtmbqe i i cati solo in parte da piccole differenze di enfasi. Cosi chi studia gli organismi viventi non a scopi puramente conoscitivi, ma con l'intenzione di trarne suggerimenti per costruire apparecchi o macchine a scopo applicativo denomina il proprio campo di studio con i termini di « bionica » e di « bioingegneria »; interessandosi i bionici a costruire macchine che possono non avere che fare nulla con gli organismi viventi come calcolatori (ispirati ai circuiti logici del sistema nervoso), macchine che riconoscono le forme, ecc.; interessandosi i bioingegneri a costruire apparecchi che possono aiutare in qualche modo gli organismi viventi, come ad esempio le protesi che possono sostituirò nell'uomo qualche organo di senso danneggiato e che; al posto di questo, possono leggere le informazioni provenienti dal mondo esterno, codificarla opportunamente ie, in qualche modo, tràsfnetterle alle vie nervose. Se si passa ad esaminare, sempre sulla base dei suddetti congressi, quali siano i problemi più studiati dai biofìsici e dai biociberneti italiani, si può indicare, senza alcuna pretesa di completezza, i problemi della caratterizzazione delle proprietà chimiche e fisiche delle macromolecole di interesse biologico, particolarmente di quelle legate ai meccanismi ereditari, e proprio una bella rappresentazione della complessa struttura di una molecola di DNA che porta l'informazione ereditaria e che abbiamo vista proiettata nei congressi suddetti. Fisica quantistica Altri problemi di cui si sono occupati gli studiosi italiani sono quelli del trasferimento di energia a livello molecolare che, sia detto per inciso, coinvolgono notevoli problemi di fìsica quantistica, e poi alcuni problemi legati a sistemi più complessi come proprietà di permeabilità di membrane biologiche o di membrane artificiali che possano dare utili informazioni sui meccanismi molecolari coinvolti nelle membrane biologiche. Infine molto interesse suscitano i problemi legati ai fenomeni elettrici della conduzione dei segnali nervosi ed in generale ai pro- blemi delle operazioni logiche delle reti nervose. Come si vede la problematica è molto vasta e si spinge talora a problemi che riguardano la neurofisiologia superiore e anche la psicologia. Ne diamo un esempio, per indicare come problemi che sembrerebbero fuori delle possibilità di trattamenti quantitativi possano invece trovare una trattazione matematica rigorosa e dare notevoli informazioni su come il sistema nervoso tratti ed elabori le informazioni che riceve. Buone prospettive Un gruppo di ricercatori genovesi e torinesi, diretto dal prof. Borsellino, da qualche tempo, studia figure equivoche, figure cioè che possono essere interpretate in due modi diversi. Di tali figure, conosciute da tempo, diamo un esempio nella figura. Essa può interpretarsi come una scala che sale o come un capitello a gradini discendenti. L'osservatore scopre subito una delle due interpretazioni; dopo un po' scopre la seconda. A questo punto le due interpretazioni si alternano regolarmente. Con un'apparecchiatura opportuna i ricercatori di cui sopra hanno registrato, per moltissimi soggetti, i tempi di inversione dell'interpretazione ed hanno trovato che essi si distribuiscono in un modo descritto da una particolare relazione matematica, che sono più o meno costanti e caratteristici per ogni singolo individuo. Mediante tale relazione matematica, si può associare un punto di un piano al comportamento, relativo a quelle figure, di ogni singolo individuo. I vari punti, ovviamente, non coincidono, ma non si distribuiscono nemmeno a caso sul piano: essi vanno a cadere più o meno su una retta, indicando notevoli correlazioni e suggestivi rapporti. Ed è interessante il fatto che mentre due punti, appartenenti a due diversi individui, sono in genere ad una certa distanza tra loro, i punti relativi a due gemelli uniovulari stanno invece estremamente vicini. Per concludere, si può dire che molto lavoro si fa anche in Italia nei settori più avanzati della ricerca biologica e che, nonostante le ben note carenze di mezzi, le prospettive sono complessivamente buone. Renzo Morchio Università di Genova Lo studio di una figura equivoca