Sensori biologici e biologia dei sensori

Il mondo cambia maggiormente proprio quando siamo convinti che tutto resti sempre uguale a quello che è sempre stato. Certo è paradossale forse persino bizzarro pensare che dopo decenni in cui ci avevano insegnato che le super-specializzazioni avrebbero cambiato i nostri paradigmi di conoscenza della Biologia e della Medicina dobbiamo invece ammettere che le evoluzioni innovative provengono dall'incontro casuale e talvolta parassitario da discipline che non avevano, almeno sino ad oggi, niente in comune. Ecco perché è possibile che un telefonino, nel suo uso giornaliero, predica l'andamento di una depressione o l'inizio di una demenza, ovvero una App aiuti a tenere sotto controllo il diabete o l'asma. Eppure, niente di quello che già vediamo sul mercato è minimamente comparabile ai dati e alle informazioni sui nostri stati di salute e malattia che potranno arrivare dai sensori portatili, indossabili e perimetrali (quelli che cioè popolano l'ambiente in cui viviamo).

Il sensore

La facoltà di Ingegneria della Tufts University ha appena sviluppato un microsensore che applicato sui denti comunica in modalità wireless con uno smartphone trasmettendo in tempo reale i livelli di glicemia, sale e alcol ingerito (evitando per esempio di eccedere quando si beve). Nonostante i risultati possano sembrare già di per sé fuori dal comune, le implicazioni sono molto maggiori. Prima di tutto perché questa nuova tecnologia si presta a calcolare tutta una serie di macronutrienti e in teoria potrebbe essere in grado per la prima volta di poter fornire una stima abbastanza accurata sulle calorie ingerite ad ogni pasto per poi metterle in relazione con l'attività fisica, il peso corporeo e le diete personalizzate. Ma non basta: il salto quantico di questo sensore che misura 2 mm x 2 mm è che non ha bisogno di batterie pur trasmettendo in risposta a un segnale in radiofrequenza come quello - per capirci - che dal Telepass fa alzare le sbarre ai caselli delle autostrade.

Tre strati

Il sensore è costituito da tre strati costruiti come in un sandwich, il centrale è quello bio-responsivo che assorbe i nutrienti o i composti chimici mentre i due strati esterni servono da antenne ricetrasmittenti. Nel momento in cui il sensore viene colpito da un'onda radio la elabora e la rimanda indietro carica delle informazioni che ha raccolto. Il modo in cui la radiofrequenza viene modificata è semplicemente geniale. In base ai livelli di sale, zucchero o altro lo strato centrale cambia colore e così cambia il tipo di onda radio che emette. Il sensore, in teoria, può essere applicato a qualunque parte del corpo compresa la pelle o il cuoio capelluto ed essendo praticamente invisibile può, senza dare alcun fastidio, monitorare in modo continuo una serie di parametri biologici di grande importanza per predire delle condizioni patologiche.
Metamorfosi della diagnosi

È di tutta evidenza come la Medicina intesa secondo i parametri classici con cui l'abbiamo studiata e soprattutto esercitata ha completamente cambiato il suo modo di essere uscendo definitivamente dalla biologia e dalla chimica per entrare in quello dell'elettronica e della tecnologia. Dobbiamo avere il coraggio di ammettere che fenomeni noti per consentirci di fare diagnosi, terapia, prognosi e prevenzione potrebbero, in un futuro molto prossimo, subire l'affascinante metamorfosi di presentarsi sotto codici e linguaggi tanto diversi quanto dirompenti.

Luca Pani
Psichiatra - Università di Miami

Buddha non è un Bar
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Riferimento: Tseng P, Napier B, Garbarini L, Kaplan DL and Omenetto F. "Functional, RF-trilayer sensors for tooth-mounted, wireless monitoring of the oral cavity and food consumption" Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201703257