News dal futuro #91

Il podcast ed il blog che parlano del nostro futuro

Cuore artificiale case stampate in 3D radiotelescopio lunare terapie antiaging auto elettriche stimolazione cerebrale

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Cuore artificiale case stampate in 3D radiotelescopio lunare terapie antiaging auto elettriche stimolazione cerebrale

Il menù di questa puntata:

  • una società francese realizza il primo cuore artificiale la cui performance si adatta ai comportamenti del paziente in maniera dinamica;
  • in Florida è stato realizzato un edificio interamente stampato in 3D con Cobod una stampante della quale vi racconterò come funziona;
  • la NASA sta studiando la fattibilità di un radiotelescopio sulla luna di dimensioni incredibili, vi spiegherò come e perché;
  • una biotech americana progetta una nuova tecnologia capace di rimuovere cellule senescenti ed anche tumorali, in maniera mirata: pronti all’allungamento della vita?
  • nuove ricerche di inizio anno ci confortano che in pochi anni, il mercato automotive assisterà a più vendite di auto elettriche che a benzina o diesel;
  • ed infine chiudiamo con una nuove tecnologia di stimolazione cerebrale che potrebbe curare casi gravi di depressione cronica in pochi minuti!

Se avete 1 minuto vi invito a compilare il questionario di The Future Of sul comportamento d’ascolto dei podcast
https://intoway.net/w/?bi=705#p/1039

La community di The Future Of


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CUORE ARTIFICIALE

Un cuore interamente artificiale. La scienza medica ha trovato alcune soluzioni ingegnose ai comuni problemi cardiaci, come i pacemaker (che correggono i ritmi cardiaci anomali), gli stent (per tenere aperte le arterie intasate in modo che il sangue possa scorrere) e la chirurgia con i bypass (che impianta un vaso sanguigno sano da un’altra parte del corpo per reindirizzare il sangue intorno a un’arteria bloccata nel cuore). Queste procedure hanno salvato in alcuni casi ed facilitato la vita in altri, a milioni di persone.

Ora c’è un’altra soluzione per i pazienti con problemi cardiaci, e questa va oltre la correzione di una semplice aritmia o di una singola arteria: un intero cuore artificiale.

Questo incredibile oggetto è prodotto da una società francese chiamata Carmat, ed è progettato per le persone con insufficienza cardiaca biventricolare. Una disfunzione a causa della quale entrambi i ventricoli del cuore, le camere che tirano dentro e spingono fuori il sangue tra i polmoni e il resto del corpo, sono troppo deboli per svolgere la loro funzione.

Come un cuore vero, questo artificiale ha due ventricoli. Uno è per il fluido idraulico e l’altro per il sangue, e una membrana che li separa. Il lato della membrana rivolto al sangue è fatto di tessuto del cuore di una mucca. Una pompa motorizzata muove il fluido idraulico dentro e fuori i ventricoli, e quel fluido muove la membrana per far passare il sangue. Ci sono quattro valvole “biologiche”, così chiamate perché anch’esse sono fatte di tessuto cardiaco di mucca. 

Ma fino a qui nulla o quasi lo distinguerebbe da altri “prodotti” meccanici ed artificiali presenti sul mercato. Qui, l’elettronica incorporata, microprocessori e sensori regolano automaticamente le risposte all’attività del paziente; se, per esempio, un individuo sta facendo esercizio fisico, il flusso di sangue aumenterà, proprio come farebbe con un cuore vero. In sostanza è stata posta nel cuore una sorta di intelligenza che adatta le performance del dispositivo, ai comportamenti di chi lo porta. Momento per momento.

Ovviamente non sono tutte rose e fiori e non ci sono solo pregi di questa soluzione innovativa. Pesa 900 grammi, cioè circa il triplo di un cuore naturale, ed esternamente, i pazienti portano una piccola borsa di fluido attuatore, un controller e una batteria agli ioni di litio. Come potete capire non è particolarmente user-friendly ed infatti, al momento, il prodotto di Carmat non è una soluzione permanente: è stato approvato come una sostituzione temporanea mentre i pazienti aspettano i cuori dei donatori, ed è progettato per durare circa cinque anni. Nel novembre 2020, Carmat ha riferito che un paziente ha vissuto con questo cuore impiantato per un periodo record di due anni.

Eh si, perché quando si è in attesa di una donazione, purtroppo i tempi sono spesso imprevedibili.

Ma tanto basta, perché, forse sorprendentemente, il cuore è uno degli organi meno complicati. Non ha le centinaia di migliaia di nefroni intricatamente strutturati dei reni, né la complessa funzione di monitoraggio dell’insulina del pancreas; è davvero solo una piccola pompa per spingere il sangue nel nostro corpo.

Una piccola pompa però, così importante, che l’uomo non ha mai smesso di lavorarci attorno per progettarla, riprogettarla e migliorarla per ottenere incredibili innovazioni come quella che vi ho appena descritto e che, sono certo, non sarà che il primo passo verso soluzioni più stabili e permanenti.

CASE STAMPATE IN 3D

Questa settimana, se foste stati in Florida, avreste potuto assistere alla costruzione di un edificio in 3D con una stampante dedicata di nome Cobod. Un oggetto davvero rappresentativo di un futuro che è sempre più vicino.

L’acquirente aveva bisogno di costruire una rimessa per trattori di 30×30 metri ed ha optato per questa soluzione innovativa ed incredibilmente rapida. Se il vostro primo pensiero è stato Florida uguale uragani, eventi che possono avere velocità del vento estremamente elevate e distruttive, il produttore, la startup Printed Farms, rassicura che il calcestruzzo stampato è molto robusto.

Ma forse la domanda più semplice è: perché ricorrere a questa modalità di costruzione? Molti costruttori concordano che uno degli elementi di maggiore difficoltà per loro è l’organizzazione della squadra di persone necessaria per costruire un edificio, specialmente a causa della continua carenza di lavoro manuale in molte regioni. 

Il tema della disponibilità di lavoro e della relazione con l’automazione, le politiche sull’immigrazione e tanti altri aspetti sociali e tecnologici, ad onor del vero, ci porterebbe ad aprire un capitolo piuttosto complesso ed articolato. Del resto, ridurre la manodopera necessaria per il lavoro di edificazione è solo una piccola parte dei benefici realizzati con la tecnologia di costruzione stampata in 3D. 

La semplicità in questo caso è un altro fattore: la stampante è collegata ad un semplice computer portatile in loco e da lì si ha il pieno controllo del progetto. Facile e rapido.

Ma come funziona? In estrema sintesi vengono posizionati quattro piloni attorno all’area edificabile, in cima agli stessi vengono montati quattro binari, lungo i quali scorre la stampante che si alza e si abbassa man mano che deposita il calcestruzzo.

La stampante è dotata di vari sensori per migliorare la facilità d’uso, ma richiede comunque un po’ di formazione per funzionare, anche se è in grado di procedere ed imparare quasi come il robottino che fa le pulizie a casa vostra. 

Inizialmente scannerizza il terreno e rileva le imperfezioni dei punti dove andrà ad operare. Se il terreno o la lastra su cui si sta stampando è irregolare, la BOD 2, questo il modello utilizzato in Florida, è in grado di compensare queste irregolarità: c’è un sensore nella parte dell’estrusore della stampante che avvisa la pompa del calcestruzzo di inviare più materiale attraverso il tubo.

Perché poi di questo si tratta, invece di avere l’inchiostro ed un ugello, come nella nostra classica stampante domestica, BOD 2 utilizza calcestruzzo ed un estrusore un po’ più sofisticato. Ma la struttura di base è piuttosto semplice.

La macchina in azione ed il risultato li potete vedere con i vostri occhi al link che vi lascio sul sito di The Future Of, dove tutte le puntate ed i loro script sono archiviate da ormai due anni.

E voi, ve la fareste costruire una casa in 3D?

Link al video.

 RADIOTELESCOPIO SULLA LUNA

La terza notizia della settimana arriva dalla NASA, sempre fonte di ispirazione per la grandiosità e l’ambizione dei progetti che mette sul tavolo.

Gli ingegneri della NASA stanno studiando la fattibilità della costruzione di un gigantesco radiotelescopio sulla luna, largo un chilometro, che batterebbe in prestazioni qualsiasi cosa si possa costruire sulla Terra.

Il telescopio, che sarebbe costruito da robot, avrebbe la forma di un’enorme antenna a rete metallica a forma di piatto che verrebbe sospesa in un cratere di tre chilometri di larghezza sulla faccia nascosta della luna. 

Boom. L’ho detto, tutto di un fiato, un progetto che lascia a bocca aperta, se verrà mai realizzato.

Prima domanda, perché farlo? Ovviamente per dare risposte ad alcune di quelle domande tipo l’origine dell’universo, il big bang ed altri temi esistenziali, che di solito ci scivolano via con facilità, ma se ci fermiamo a pensarci anche solo per un attimo ci dovrebbero lasciare affascinati ed attoniti. Non abbiamo la più pallida idea da dove veniamo e perché.

Nei 14 miliardi di anni trascorsi dalla nascita dell’universo, le onde luminose di quell’epoca si sono allungate da minuscole frazioni di meno di un millimetro a più di 10 metri, a causa dell’espansione dell’universo. Ora sono onde radio estremamente lunghe, che non possono essere catturate sulla Terra perché la ionosfera le assorbe.

Indi, se il radiotelescopio fosse sulla luna, potremmo saperne davvero molto di più.

Il problema, tuttavia, è che per catturare quelle lunghezze d’onda, non solo questo telescopio ha bisogno di essere sulla luna, ma ha bisogno di essere molto grande, il che lo rende difficile da costruire.

I radiotelescopi indipendenti, autoportanti, a forma di piatto, possono raggiungere solo una certa dimensione, in base alla forza dei materiali con cui sono fatti e alla necessità di resistere ai carichi del vento. Per evitare questi problemi, i radiotelescopi più grandi, sulla terra, sono costruiti sfruttando le caratteristiche naturali del terreno. Arecibo e FAST, per esempio, sono stati realizzati in doline naturali a forma di piatto. 

Costruire un tale telescopio sulla luna è, in un certo senso, più facile. La minore gravità del nostro satellite naturale, significa che una struttura più grande può essere costruita con materiali più leggeri. Inoltre, l’assenza di atmosfera significa niente tempeste di vento o altri rischi ambientali terrestri, anche se ci sono altri ostacoli, come quelli legati alle temperature più rigide della luna.

Senza dimenticare i temi più ovvi, cioè come trasportare i materiali nello spazio e come fisicamente costruirlo. Nel primo caso si pensa a strutture in stile origami, cioè ripiegate durante il trasporto e che si dispiegano una volta raggiunta la superficie lunare. Lato costruttivo, invece, l’orientamento è quello di utilizzare robot dedicati e capaci di restare ed operare a lungo in un ambiente ostile come quello lunare.

Ce la faranno? Ovviamente oggi siamo nella fase dello studio di fattibilità, poi bisognerà reperire i finanziamenti, individuare il cratere lunare adatto, poi i lanci ed infine la costruzione vera e propria. Se diventerà realtà, serviranno decenni, ma il fatto che la fame di sapere dell’uomo non si fermi e non si faccia scoraggiare dalle difficoltà, è in ogni caso sempre un bellissimo segnale. Che cosa ne pensate?

TERAPIE ANTIAGING

Uno dei temi ricorrenti quando si parla di futuro è l’invecchiamento. E’ uno status biologico che dobbiamo prendere come assodato o è una malattia? Perché se fosse una malattia, evidentemente la si potrebbe curare. Un argomento “profondo” come pochi e chi propone soluzioni, spesso è ancora guardato con un certo scetticismo.

Oisín Biotechnologies, con sede a Seattle, è una società che sta creando terapie per combattere una varietà di malattie legate all’età. 

La loro innovativa piattaforma di terapia genica elimina le cellule senescenti in modo altamente preciso, qui sta la novità, con promettenti studi preclinici che mostrano una significativa estensione della durata media della vita nei topi. 

La terapia di Oisín ha dimostrato di eliminare efficacemente le cellule senescenti in tutto il corpo in diversi animali ed ha dimostrato un beneficio terapeutico addirittura misurabile. I topi trattati hanno vissuto il 20% in più anche quando il trattamento è stato iniziato in età avanzata, e dopo un singolo trattamento, i tassi di rimozione delle cellule senescenti hanno raggiunto il 70%. E non solo, i tumori si sono ridotti, le ossa rinforzate, il beneficio per i topi oggetto dello studio è stato notevole in molte direzioni.

Pensateci, oggi l’aspettativa di vita di un italiano è già superiore ad 80 anni, un ulteriore 20% la alzerebbe praticamente al secolo.

La piattaforma di Oisín è significativamente più sicura e più conveniente di altri sistemi di consegna come gli approcci virali, e la loro terapia è affidabile (a quanto ovviamente dicono loro) e riproducibile. 

Oisín sta facendo qualcosa che sarebbe impossibile utilizzando i farmaci tradizionali e se i test sull’uomo avranno successo e la tecnologia ricevesse l’approvazione normativa, questa terapia riparativa potrebbe essere disponibile entro 5 anni.

La tecnologia di cui stiamo parlando è un trattamento di third wave o terza ondata per usare parole italiane. Una sorta di versione 3.0 dell’evoluzione tecnologica. I trattamenti della “prima ondata” per malattie come il cancro hanno messo in campo radiazioni e agenti chemioterapici, le cui conseguenze sulla persona ci sono purtroppo ben note. 

I trattamenti della “seconda ondata” si concentravano sugli anticorpi per stimolare le cellule immunitarie a uccidere i tumori, ma anche qui non senza effetti collaterali dannosi. 

I trattamenti di questa “terza ondata”, invece, possono trattare le malattie senza danneggiare le cellule sane e causare effetti collaterali dannosi.

Oisín utilizza un programma software scritto nel DNA che può essere programmato per uccidere le cellule senescenti o cancerose; le cellule mirate vengono uccise selettivamente mentre le cellule circostanti rimangono illese. Questa tecnologia uccide le cellule danneggiate in base alla loro attività trascrizionale. L’approccio si basa sull’idea che le cellule danneggiate “sanno” di essere danneggiate, e che questa conoscenza può essere sfruttata per convincerle ad uccidersi.

Fermatevi un secondo a riflettere la potenza di questo approccio. La scienza è bellissima, siete d’accordo?

AUTO ELETTRICHE: PREVISIONI

Tempo addietro, parlando con un amico mi lanciai nella previsione che entro il 2035 la maggior parte delle auto in circolazione sarebbero state elettriche. Ho visto un risolino del tipo “ma figuriamoci” e questo mi ha confortato: quando si parla di segnali di futuro ed il vostro interlocutore reagisce così, vuol dire che siete sulla strada giusta.

L’anno è iniziato con una serie di studi e report che confortano l’idea che le auto elettriche siano letteralmente sul punto di esplodere.

Ma andiamo con ordine. L’adozione di massa sembra essere funzione di soli due fenomeni, il prezzo ed il range delle batterie.

Non appena il prezzo delle auto elettriche è sceso sotto quello degli equivalenti benzina e diesel, in Norvegia per esempio la quota di auto elettriche vendute è salito al 48% (nel 2019), e l’anno scorso per la prima volta, nel paese, si sono vendute più auto elettriche che a combustione fossile. E la cosa più interessante è che non sono serviti abbassamenti di prezzo drastici, non appena l’elettrico è diventato appena meno costoso del concorrente a benzina, le vendite sono esplose in maniera più che proporzionale.

Lo so che state pensando che la Norvegia è piccola e non fa testo, che hanno una sensibilità ambientale diversa da noi latini, ma sono pensieri sbagliati. 

Il vero tema, semmai, è che i prezzi dell’elettrico sono bassi “artificialmente” a causa dei sussidi governativi, ma i risultati comunque sono un dato di fatto.

Un sondaggio di 3.000 automobilisti britannici da parte di una grande compagnia assicurativa, pubblicato giovedì scorso, mostra tutta l’importanza dei prezzi, con il 78% degli automobilisti che dicono che le auto elettriche sono ancora troppo costose rispetto ai veicoli convenzionali di dimensioni simili e solo il 9% dice che la sua prossima auto sarà elettrica.

Il prezzo conta, eccome se conta.

Il report Global Energy Perspective 2021 di McKinsey, pubblicato il 15 gennaio, prevede che “i veicoli elettrici diventeranno probabilmente la scelta più economica nei prossimi cinque anni in molte parti del mondo“. La previsione cruciale allora diventa quella di capire quando il prezzo dell’elettrico sarà più conveniente anche senza aiuti da parte del governo.

E qui tornano in campo le batterie. L’analisi di Bloomberg NEF prevede che i costi delle batterie agli ioni di litio scenderanno al punto che le auto elettriche eguaglieranno il prezzo delle auto a benzina e diesel entro il 2023, mentre un altro studio targato Lenton suggerisce il 2024-2025. Poco male, se anche tutte e due si sbagliassero di un anno o due, sicuramente entro la fine del decennio dovremmo assistere al materializzarsi di questo “punto di flessione”. Batterie che risolvono il famoso tema della “range anxiety” (cioè la paura che non si riesca a percorrere più di tanta strada), che promettono ricariche brevi (è stata appena avviata la realizzazione di batterie che consentono oltre 300 km con 5 minuti di ricarica), ed il tutto a prezzi decrescenti. Possiamo dire che quasi ci siamo.

L’unica “voce” che va in direzione contraria nel mondo automotive, sono i SUV. Pesano, consumano, costano e le vendite crescono alla grande. Qui si configurano due scenari:

  1. uno, le batterie diventano sempre più performanti e potenti e sono in grado di soddisfare anche i SUV e le loro mostruose esigenze energetiche
  2. due, i SUV inquinanti, costosi ed a benzina o diesel, diventano una nicchia appannaggio di chi si può permettere la spesa, mentre l’elettrico diventa il mezzo della gente comune

Cosa ne pensate? Ce la faccio a vincere la mia scommessa sul 2035?

STIMOLAZIONE CEREBRALE

Ecco un’altra news dal mondo della ricerca che riempie di speranza. Dall’Università della California di San Francisco, arriva la notizia che un paziente affetto da una forma severa di depressione è stato curato con una stimolazione cerebrale personalizzata, ed il suo problema risolto in pochi minuti.

Il nuovo approccio è in fase di sviluppo e di test all’interno di un trial clinico di 5 anni, appena iniziato, che serve per affinare il suo potenziale per il trattamento di una consistente popolazione di persone che soffrono di depressione grave, che non rispondono alle terapie esistenti e dimostrano un alto rischio di suicidio.

Lo spunto deriva dall’osservazione che il cervello, così come il cuore, è un organo influenzato dall’elettricità e che se una stimolazione elettrica può essere portata al punto ed al momento giusto, alcune disfunzioni che causano, depressione, Parkinson, epilessia ed altre malattie legate al funzionamento del cervello, possono essere risolte.

Wow, non è un’affermazione da poco. Cerchiamo di capire come funziona. I precedenti tentativi di sviluppare la neuromodulazione per la depressione, avevano sempre applicato la stimolazione nello stesso punto del cervello a tutti i pazienti, ed i programmi che andavano ad agire con regolarità sull’organo avevano dimostrato di non riuscire a curare la patologia.

Partendo da questo insuccesso, gli scienziati hanno iniziato a mappare le aree di maggiore interesse potenziale. Ma non in generale, bensì individuo per individuo.

Il team scientifico ha scoperto come la stimolazione in vari siti può alleviare sintomi distinti della malattia, riducendo con successo l’ansia, ripristinando il piacere nelle attività quotidiane, aumentando i livelli di energia e, cosa più importante, hanno capito che i punti più efficaci dipendevano dallo stato mentale in tempo reale del paziente.

Il trial in corso si aggiunge ad uno studio sull’identificazione di firme cerebrali in grado di riflettere i sintomi in tempo reale, due percorsi che si sposano a livello operativo. Utilizzando queste informazioni, gli scienziati possono programmare le apparecchiature di neuromodulazione per dare gli stimoli giusti, in funzione della condizioni di quel paziente in quel preciso momento.

Niente soluzioni one-fits-all, bensì personalizzazione istantanea on demand. Che figata! Quando si parla di depressione il tema è serio, oltre 250 milioni di persone ne soffrono al mondo, in maniera severa. In questo preciso momento.

SALUTI

La puntata di The Future Of è finita, ma non andate via, ancora un istante. Prima di lasciarvi con la frase della settimana vi volevo solo invitare a condividere questa puntata di The Future Of e parlare di questo podcast ai vostri amici, colleghi ed agli appassionati di futuro. Se invece volete parlare con me la mia email è andreamarco.ferrante@gmail.com e The Future Of lo trovate sul sito internet, Instagram, Facebook ed ovviamente il canale Telegram.

John Schaar ha scritto “Il futuro non è un posto dove stiamo andando, ma uno che stiamo creando. Le strade per raggiungerlo non si trovano ma si fanno, e l’attività di farle cambia sia il creatore che la destinazione.“.

 

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