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il mal dì cuore il mal dì cuore SUPERANDO 1 tradizionali confini disciplinari, negli Stati Uniti e in Canada 1 biologi stanno prendendo dalla scienza del computer e dalla fisica teorica i modelli per conoscere meglio 1 ritmi normali e anormali del cuore, che fanno la differenza tra la vita e la mòrte improvvisa. Contemporaneamente, i matematici disegnano l'invisibile tracciato seguito dai flussi del sangue attraverso le camere del cuore, utilizzando tecniche computeristiche avanzate. . In effetti, questi gruppi di scienziati stanno esploran- . • do il «cuore dinamico»: un complesso sistema, sempre In moto, di scosse elettriche, muscoli in oscillazione e flussi fluidi, che produce molto più che non la somma delle sue parti. Si tenta di usare conoscenze sofisticate per migliorare le tecniche chirurgiche e mediche, che attualmente procedono sperimentalmente, per tentativi ed errori. Si scopre che il comportamento complessivo del cuore non può essere semplicemente dedotto dal dati dettagliati dell'attività delle cellule o dei processi chimici. I risultati più importanti finora raggiunti riguardano I problemi della fibrillazione, il battito cardiaco irregolare e convulso che può causare una morte immediata. In meta circa del casi, . la fibrillazione è provocata dal più noto dei problemi cardiaci: 11 blocco delle arterie, che porta alla morte del muscolo che pompa. Ma * nell'altra metà, le cause della fibrillazione restano misteriose. I biologi sottolineano che II loro lavoro è soltanto all'inizio, ancora lontano dalla possibilità di trasformare le . ordinarie tecniche cliniche del cardiologi che esercita. no con malati. Questa rlcer~ca tujtftvia rivela una ten-, densa 'in espansione sia in biologia che in medicina: quella di rivolgersi al matematici per nuove tecniche e idee. L'importanza di calcoli complessi è da tempo fuori discussione in biologia. Da ' quando la tecnologia applicata alla medicina permette al fisiologi di collegare dati i in quantità neppure sognate alcuni anni fa, non si può più prescindere da sofisticate analisi numeriche. La filosofia che guida tutta la ricerca è che il modo migliore per capire il comportamento complessivo delle «oscillazioni- del corpo è realizzare modelli relatl- ' vamente astratti, lasciando da parte dati particolareggiati per ottenere risultati che siano applicabili In generale a molti diversi sistemi. Il che va contro i metodi QG Le collisioni ad alta energia reacendo scontrare atomi di ossiproducono un plasma di quark simile allo stato della materia Itesti di fisica elementare insegnano che la materia può esistere nello stato solido, liquido e gassoso. A questi occorre agglun- gere 11 plasma, uno stato senza atomi in cui 1 nuclei si sono separati dagli elettroni e che viene attivamente studiato nelle ricerche sulla fusione nucleare. Un gruppo piuttosto numeroso di sperimentatori del Cern (tra cui alcuni torine" si) sta utilizzando l'anello deU'Sps (Super-ProtonSynchrotron) nel tentativo di mettere in evidenza un quinto stato della materia, il cosiddetto quagma. e-di ^'Ijtóto^ /)»f j»<ff/«j StpftÌmnm& FISICA: n Big Bang imitato in laboratorio, di Tullio Regge, presidente dell'Isi, Istituto internazionale per l'interscambio scien- i QjfeOZg? *$M€SW& BUWiMUaua ^lico I ARMI: Simulati gli effetti dell'inverno nucleare, di Mario Vadacchino, del Politecnico di Torino / ECOLOGIA: Tcrdi ( radioattivi a causa di Cernobil / ZOOLOGIA: Le ultime lontre, dell'etologa Isabella Lattes Coifmann / ETNOLOGIA: Una storia di sdamani, dell'antropologo Rino Gaion L tradizionali. •La tendenza tradizionale è di usare tutta le conoscenze che abbiamo per realizzare il modello più realistico, dopodiché vi perdete senza speranza nella foresta dei dettagli» dice il dottor Arthur L. Winfree, un biologo teoretico dell'Università dell'Arizona che è stato un pioniere del nuovo approccio alla fibrillazione. «Invece potete provare a selezionare pochi particolari che ritenete decisivi. Ne verrà fuori una "caricatura" del cuore, ma questi modelli supersempliflcati possono al momento buono mostrarci cose davvero fondamentali». Per verificare modelli che risultano cosi poco reali, i biologi hanno bisogno di molti più dati di quanti si possano facilmente ottenere da un organismo vivente. Tra gli approcci più avanzati per capire che cosa realmente accade nel corso di ritmi cardiaci anomali si usa una tecnica su cui sta lavorando l'equipe del dottor Ideker a Duke. Di solito, quando si opera un paziente affetto da aritmie di questo tipo, il chirurgo applica al cuore un elettrodo per scoprire le zone in cui l'attività elettrica che controlla la cadenza del battito cardiaco presenta irregolarità. Spostando l'elettrodo da un punto all'altro (e sondando da 50 a 60 posti) 11 chirurgo può mettere Insieme un quadro composito. L'equipe del dottor Ideker invece lavora con 128 elettrodi applicati contemporaneamente. Ognuno registra le piccole modificazioni elettriche che accompagnano 11 battito del cuore e un computer organizza rapidamente 1 dati in un display grafico, mettendo in evidenza gli impulsi elettrici che si muovono attraverso e attorno al cuore come { jfonti di un'onda t ridlmen- cuore in ftbruìazk^ ne, c'è una metafora ormai classica: un sacco di vermi. Invece di contrarsi e rilassarsi in modo organico, il tessuto cardiaco si contorce in modo scoordinato, per cui non può pompare sangue. Paradossalmente, questo caos è stabile: 11 cuore da solo non ferma la fibrillazione, neanche quando il segnale elettrico regolare che controlla 11 battito cardiaco continua a provenire dal proprio pacemaker naturale. Anche le singole cellule del muscolo cardiaco sembrano funzionare in maniera del tutto normale, durante la fibrillazione. Ogni cellula riceve uno stimolo, si contrae, supera lo stimolo e si rilassa, in attesa dello stimolo successivo. Questo QUARK E GLUONI alizzate al Cem di Ginevra faigeno contro atomi di piombo e gittoni, chiamato «quagma», a a pochi istanti dal Big Bang ottenere in questo modo delle preziose informazioni sullo stato della materia negli istanti immediatamente successivi al Big-Bang. Il modello standard per l'universo propone una configurazione iniziale estremamente densa e calda che si è successivamente espansa e raffreddata fino a raggiungere i valori medi estremamente bassi che caratterizzano l'era attuale. Le leggi della fisica ci permettono di estrapolare in modo abbastanza attendibile e ragionevole le 'proprietà della materia in un regime di densità e tempe¬