Meet Science

L. Leopardi | M. Bubani

M. Marcaccio | L. Perri

Biologia umana e genetica

CITTADINANZA E SALUTE UNICA INDAGINI STEM

THINKING ROUTINE

ORIENTAMENTO

IPERLEZIONI INTERATTIVE

I sistemi di controllo e regolazione

La vista di un piatto di lasagne fumanti ci fa venire l’acquolina in bocca. Perché è utile essere attratti da un buon cibo? Come ci comportiamo di fronte a esso, soprattutto se non abbiamo mangiato da alcune ore? Rispondere agli stimoli con risposte adeguate, per esempio mangiare quando siamo affamati e abbiamo davanti un buon pasto, è una capacità apparentemente semplice che richiede in realtà il coordinamento di molte funzioni.

sistema nervoso centrale

• Il sistema nervoso

• La struttura di un neurone

• La guaina mielinica e i nervi

cervello

cervelletto midollo allungato midollo spinale nervi

encefalo

Per funzionare, il nostro corpo ha la necessità di avere una «centrale di controllo» che raccolga le informazioni provenienti sia dall’ambiente esterno sia da tutte le sue parti, le integri e le elabori, per poi restituire una risposta (o comando) coordinata e coerente. Questi compiti di raccolta delle informazioni e di coordinamento e regolazione delle risposte sono affidati a due sistemi che lavorano insieme: il sistema nervoso e il sistema endocrino

Il sistema nervoso

Il sistema nervoso ha il compito sia di ricevere, trasmettere, controllare ed elaborare gli stimoli provenienti dall’ambiente esterno e dall’interno del nostro corpo, sia di elaborare risposte adeguate. È distinto in: centrale (comprende cervello, cervelletto, midollo allungato e midollo spinale) e periferico (formato dai nervi) [1]

La caratteristica fondamentale del sistema nervoso è l’estrema velocità con cui svolge il suo compito. In tempi rapidissimi, infatti, raccoglie le informazioni dall’esterno e dall’interno del corpo ed elabora risposte coscienti (volontarie) o non coscienti (involontarie), adeguate ad assicurare le funzioni vitali. Le informazioni viaggiano nel sistema nervoso prevalentemente sotto forma di impulsi elettrici, che si trasmettono lungo i nervi.

nervi

sistema nervoso periferico

Vicino a te

1 Il sistema nervoso.

La struttura di un neurone

Il tessuto nervoso è costituito da una rete intricata di miliardi di cellule specializzate, i neuroni, circondati da cellule di supporto.

In un neurone riconosciamo il corpo cellulare (contenente il nucleo e gli organuli) e due tipi di prolungamenti, i dendriti e l’assone [2]

Il corpo cellulare contiene il nucleo e gli organuli cellulari.

I tre tipi di neurone

I dendriti sono prolungamenti brevi e ramificati che ricevono gli impulsi nervosi e li inviano al corpo cellulare. Sono privi di mielina.

2 La struttura di un neurone.

L’assone (o fibra nervosa) è un lungo prolungamento avvolto da un rivestimento lipidico chiamato guaina mielinica. Le guaine mieliniche sono interrotte da tratti di assone privi di mielina, chiamati nodi di Ranvier.

A seconda della loro funzione, i neuroni possono essere distinti in tre categorie.

Neuroni sensoriali

Trasportano gli stimoli dalla periferia al sistema nervoso centrale (encefalo e midollo spinale).

Neuroni motori

Trasmettono gli impulsi dal sistema nervoso centrale ai vari organi (muscoli, ghiandole ecc.).

Neuroni associativi

Collegano fra loro gli altri tipi di neuroni.

La guaina mielinica e i nervi

La guaina mielinica che avvolge l’assone è formata da una sostanza isolante chiamata mielina; grazie a essa l’impulso nervoso trasportato dal neurone non si disperde ed è trasmesso a velocità maggiore.

Un neurone possiede proprietà caratteristiche che lo distinguono da tutte le altre cellule:

• l’eccitabilità, cioè la capacità di rispondere in modo adeguato allo stimolo ricevuto;

• la conducibilità, cioè la capacità di condurre i messaggi in arrivo o in partenza, sotto forma di impulsi

Gli assoni sono anche chiamati fibre nervose; i nervi sono fasci di fibre nervose circondati da uno strato di tessuto connettivo [3]

I neuroni sono circondati da altri tipi di cellule che li nutrono, li isolano, li difendono e producono sostanze necessarie al tessuto nervoso.

bra nervosa

guaina mielinica

vasi sanguigni

fasci di bre nervose

HEALTH PILLS

Le malattie neurodegenerative

Le malattie neurodegenerative colpiscono le cellule nervose, alterando a poco a poco il loro funzionamento. Queste malattie sono spesso irreversibili; per la maggior parte, i neuroni sono infatti «perenni» (durano tutta la vita di una persona) e, se danneggiati, non possono essere sostituiti. Per questo è estremamente importante mettere in atto ogni forma di prevenzione

Le cause delle malattie neurodegenerative sono numerose: dall’azione di un virus a un’intossicazione (droga, alcol, sostanze tossiche) a problemi del metabolismo. Colpiscono soprattutto le persone anziane, nelle quali si sviluppano lentamente. Tra le malattie degenerative più note ricordiamo il morbo di Alzheimer (che determina la progressiva riduzione delle capacità mentali) e il Morbo di Parkinson (che si manifesta con tremori incontrollabili, soprattutto alle mani e alle gambe).

guaine di tessuto connettivo

3 Struttura di un nervo.

thinking routines Guarda, rifletti, ipotizza

Guarda L’immagine a fianco rappresenta un assone in sezione. Rifletti Che cos’è un assone e a che cosa serve la guaina mielinica? Ipotizza Secondo te, ci sono analogie con i fili elettrici nella foto a lato? Quali?

ChECKPOINT

1. Realizza una mappa di sintesi della lezione utilizzando i termini e le espressioni: sistema nervoso • neurone • tipologie di neuroni • caratteristiche di un neurone

2. Vero (V) o falso (F)?

a. Una delle caratteristiche del sistema nervoso è l’elevata velocità con cui assolve ai suoi compiti. ✓ V F

b. La guaina mielinica avvolge l’assone. ✓ V F

c. Le fibre nervose formano il tessuto connettivo. V ✓ F

d. Il neurone è privo di nucleo e degli organuli cellulari. V ✓ F

3. LESSICO Spiega il significato della parola «dendriti».

4. Associa i tipi di neurone alle descrizioni corrispondenti.

a. Neuroni associativi

b. Neuroni motori

c. Neuroni sensoriali

1. Trasmettono gli stimoli dalla perifieria al sistema nervoso centrale

2. Collegano tra loro altri neuroni

3. Trasmettono gli impulsi dal sistema nervoso centrale agli organi periferici

5. Sottolinea il termine corretto tra i due in corsivo.

a. Le informazioni si trasmettono nel sistema nervoso prevalentemente sotto forma di impulsi elettrici / reazioni chimiche

b. I nervi sono fasci di fibre nervose / formati da un’unica catena di neuroni

c. La conducibilità / L’eccitabilità è la capacità di rispondere a uno stimolo ricevuto.

esplora

La ricerca non si ferma

La demielinizzazione è un processo che porta alla progressiva perdita delle guaine mieliniche che avvolgono e isolano le fibre nervose. Questo danno fa rallentare o arrestare i segnali nervosi, con conseguenti problemi neurologici. La demielinizzazione è alla base di diverse patologie. La più conosciuta che colpisce il sistema nervoso centrale è la sclerosi multipla, malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca la mielina del cervello, del midollo spinale e dei nervi ottici.

Una patologia complessa dal decorso imprevedibile, per cui, al momento, non esiste un trattamento in grado di ripristinare o ricostruire le guaine mieliniche. Diverse terapie sono state però approvate negli ultimi vent’anni. La ricerca sta infatti sperimentando nuovi approcci alla malattia, per ottenere farmaci più efficaci e con meno effetti collaterali, migliorando la qualità di vita delle persone affette da sclerosi multipla. Una decina di queste terapie sono alla fase tre, l’ultima prima dell’immissione sul mercato. La ricerca, per fortuna, non si ferma mai. Nemmeno quando le difficoltà sembrano insormontabili.

assone

guaina mielinica

fibra nervosa

guaina mielinica integra

guaina mielinica degenerata

direzione dell’impulso nervoso

La trasmissione dell’impulso nervoso

Vicino a te

• Le sinapsi

• Il ruolo dei neurotrasmettitori

Ti è mai capitato di provare una sensazione di euforia quando fai sport? Durante l’attività fisica, il nostro corpo rilascia alcune sostanze, le endorfine, che ci fanno stare bene. Anche mangiare cioccolato fondente fa aumentare i livelli di alcuni neurotrasmettitori che inducono le sensazioni di benessere. Sport e cioccolato (senza esagerare) contribuiscono a farci stare meglio!

Le sinapsi

Gli impulsi nervosi sono di natura elettrica e viaggiano sempre in una sola direzione: dal dendrite verso il corpo cellulare e dal corpo cellulare verso l’assone

Il passaggio dell’impulso dall’assone di un neurone al dendrite di un altro neurone è reso possibile da un tipo particolare di struttura di collegamento, la sinapsi

Ogni assone termina con una serie di sottili ramificazioni che portano ciascuna un piccolo rigonfiamento, il bottone sinaptico. Tra questo e il dendrite del neurone successivo rimane un sottile spazio, lo spazio sinaptico [1]

spazio sinaptico

dendrite

assone

neurone pre-sinaptico

impulso in arrivo

vescicola con neurotrasmettitori

bottone sinaptico

neurone post-sinaptico

neurotrasmettitore

direzione dell’impulso nervoso

1 La struttura di una sinapsi.

La trasmissione dell’impulso avviene grazie a questo processo: quando l’impulso nervoso arriva al bottone sinaptico, questo libera nello spazio sinaptico una particolare sostanza chimica, il neurotrasmettitore, che permette il passaggio dell’impulso stesso al neurone successivo. Quindi, il segnale elettrico che viaggia lungo i nervi si converte, nello spazio della sinapsi, in segnale chimico che, a sua volta, genera un nuovo segnale elettrico.

I tre tipi di sinapsi

Una volta percorso l’assone, l’impulso porta il segnale a tre tipi diversi di cellule; quindi, esistono tre categorie di sinapsi diverse.

Sinapsi neurone-neurone Permette all’impulso di passare dall’assone di un neurone al dentrite di un altro neurone.

sinapsi con un altro neurone dendriti

Sinapsi neurone-cellula ghiandolare Permette all’impulso di passare dall’assone di un neurone alla cellula di una ghiandola, stimolandola a liberare le sostanze elaborate.

sinapsi neuroghiandolare

cellule ghiandolari

Sinapsi neurone-cellula muscolare (o giunzione neuromuscolare)

Permette all’impulso di passare dall’assone di un neurone motorio a un muscolo, stimolandone la contrazione.

giunzione neuromuscolare bre muscolari

2 L’alcol [A] e la caffeina [B], se assunti in dosi eccessive, interagiscono con la trasmissione dell’impulso nervoso, modificando il nostro comportamento.

Il ruolo dei neurotrasmettitori

Nel sistema nervoso operano molti neurotrasmettitori che svolgono funzioni differenti; tra i più importanti l’acetilcolina, la dopamina, la serotonina, l’adrenalina

Alcuni svolgono un’azione inibitoria, cioè di rallentamento, come la dopamina; altri, invece, un’azione eccitatoria, come l’adrenalina

Sostanze che interagiscono con i neurotrasmettitori L’azione dei neurotrasmettitori, normalmente regolata dai nostri sistemi «automatici» di controllo, può essere alterata da alcune sostanze assunte dall’esterno, come le droghe Anche l’alcol [2A] è una di queste sostanze. Una volta entrato nell’apparato digerente, l’alcol viene trasformato dal fegato in altri prodotti, che alterano la trasmissione degli impulsi nervosi a livello di sinapsi. Per esempio, vengono amplificati gli effetti del GABA, un neurotrasmettitore che causa il rallentamento dei riflessi. La caffeina [2B] è un altro esempio di sostanze che possono interagire con i neurotrasmettitori. Contenuta nel caffè ma anche in alcune bibite, interferisce inibendo l’azione della serotonina, un neurotrasmettitore importante per avere un buon sonno e tenere sotto controllo l’ansia.

HEALTH PILLS

La serotonina, molecola del buon umore

La serotonina funziona sia come neurotrasmettitore sia come ormone ed è considerata una «molecola del buon umore»! I suoi livelli di concentrazione nel cervello influiscono sull’umore, sul sonno, sull’appetito e sulle emozioni. Se la sua concentrazione a livello celebrale aumenta, arriva il buon umore e si riduce l’ansia. Diminuisce anche l’aggressività e si allevia il mal di testa. Per questo motivo è presente nei farmaci impiegati per la cura della depressione, dell’emicrania e dei disturbi del comportamento alimentare.

Un modo semplice e naturale per aumentare i livelli di serotonina consiste nel praticare esercizio fisico, soprattutto all’aperto. È dimostrato che l’attività fisica aumenta la serenità e la resilienza ai turbamenti emotivi: questi benefici sono mediati dalla sintesi e secrezione di diverse sostanze inclusa la serotonina. La corsa, per esempio, migliora le funzioni del sistema nervoso e il fatto di esporsi alla luce favorisce ulteriormente la sintesi della serotonina.

Anche la dieta gioca un ruolo importante: per ottenere un aumento della serotonina cerebrale bisogna consumare cibi ricchi del suo precursore, un amminoacido chiamato triptofano. Uova, tacchino, salmone, formaggi, arachidi, semi di sesamo, frutta a guscio sono ricchi di triptofano. La serotonina funge infine da precursore della melatonina, importante ormone regolatore del ritmo sonno-veglia. Per questo una dieta che favorisce un aumento della serotonina può migliorare anche la qualità e la durata del sonno.

A B

ChECKPOINT

1. Realizza una mappa di sintesi della lezione utilizzando i termini e le espressioni:

sinapsi • bottone sinaptico • neurotrasmettitore • tipi di sinapsi

2. Vero (V) o falso (F)?

a. L’adrenalina è un neurotrasmettitore. ✓ V F

b. La giunzione neuromuscolare è tra un neurone motorio e il muscolo. ✓ V F

c. Gli impulsi elettrici viaggiano sempre in due direzioni opposte. V ✓ F

d. Tutti i neurotrasmettitori hanno azione eccitatoria. V ✓ F

e. Nel bottone sinaptico i neuroni sono a diretto contatto l’uno con l’altro. V ✓ F

f. La caffeina interagisce con un neurotrasmettitore alterando il sonno. ✓ V F

3. LAVORIAMO INSIEME Insieme a un compagno o una compagna, sottolineate nel testo della lezione tre termini o espressioni che giudicate difficili; cercate insieme di formulare una possibile spiegazione. Esponete poi le vostre considerazioni alla classe.

con la matematica

4. L’alcol altera la percezione dei segnali che ci giungono dall’esterno generando un enorme pericolo per noi stessi e per gli altri (vedi figura in basso). È quindi necessario tenere sotto controllo la quantità di alcol nel sangue.

Un indice utile a questo scopo è il tasso alcolemico che indica quanti grammi di alcol sono presenti in ogni 1000 g di sangue.

Per stimare il tasso alcolemico (T), occorre conoscere la quantità di alcol assunta in grammi (Q), il peso in kilogrammi (P) e il sesso della persona che ha assunto bevande alcoliche, per poter applicare le seguenti formule:

T = 100 68 × Q P (per gli uomini) T = 100 55 × Q P (per le donne)

a. Se una donna di 45 kg beve due bicchieri di vino di gradazione media (12 g di alcol ciascuno), qual è il suo tasso alcolemico?

b. Può mettersi alla guida?

Dipende da noi

Alcune sostanze hanno un effetto eccitante sul nostro sistema nervoso e generano nel nostro corpo una sensazione di piacere.

Quando una persona comincia a provare il bisogno irrefrenabile di assumere una di queste sostanze, per provare nuovamente i suoi effetti o evitare di stare male per la sua assenza, viene a trovarsi in una condizione di dipendenza psicologica e/o fisica da quella sostanza.

video live

In questo video Luca Perri ci spiega in che modo le sostanze psicoattive provochino una dipendenza fisica, e quali sono i pericoli a cui potremmo andare incontro.

Guarda il video e rispondi alle domande.

• Che cosa si intende con «dipendenza»?

• Le dipendenze sono un problema per la società? Perché?

• Quali sono i danni causati da alcol e droghe?

• L’uso di droghe provoca anche danni ambientali? In che modo?

1 L’organizzazione del sistema nervoso centrale.

SISTEMA NERVOSO CENTRALE ENCEFALO

Il sistema nervoso centrale

Vicino a te

• Le due parti del sistema nervoso centrale

• L’encefalo e il cervello

• Il cervelletto, il midollo allungato e Il midollo spinale

Di che cosa è fatto il nostro cervello? Quasi tre quarti del suo volume è composto da acqua; il resto è formato prevalentemente da grassi. Spesso, nelle diete di bambini e anziani si suggerisce il consumo di pesce, mandorle, avocado e noci (ricchi di acidi grassi polinsaturi). Questi grassi contribuiscono a rendere più elastiche le membrane cellulari, contrastando alcune malattie degenerative negli anziani e favorendo lo sviluppo cognitivo dei bambini. Hai l’abitudine di mangiare questi cibi?

Le due parti del sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale (SNC) è così chiamato proprio perché rappresenta la sede principale del coordinamento delle varie funzioni del corpo. Esso riceve e invia impulsi, ma soprattutto li elabora e li utilizza in maniera tanto raffinata da permetterci abilità cognitive complesse, quali la memoria, l’intelligenza numerica, l’intuito, l’emotività…

Il sistema nervoso centrale è costituito dall’encefalo (formato da cervello, cervelletto e midollo allungato e contenuto all’interno della scatola cranica) e dal midollo spinale (costituito da fasci nervosi e contenuto nel canale vertebrale) [1]

Le meningi

Encefalo e midollo spinale sono rivestiti da tre membrane di protezione, le meningi, che, dall’esterno verso l’interno, sono: la dura madre, l’aracnoide e la pia madre [2]

2 La posizione delle meningi nel cranio.

La dura madre è una membrana fibrosa e spessa che riveste la scatola cranica e il canale vertebrale, aderendo alle ossa.

L’aracnoide assomiglia a una delicata ragnatela collocata tra le altre due membrane.

La pia madre è ricca di vasi sanguigni destinati a nutrire le cellule nervose, con le quali è a diretto contatto.

L’encefalo

L’encefalo è la parte più complessa del sistema nervoso. È qui che vengono analizzate le informazioni giunte dalla periferia del corpo, attivate le risposte, immagazzinate le esperienze in forma di memoria ed elaborate le emozioni.

Nell’encefalo si distinguono una sostanza grigia, formata dai corpi cellulari dei neuroni (che appaiono grigi perché privi di mielina), e una sostanza bianca, costituita dagli assoni rivestiti di mielina (che al microscopio appare biancastra).

L’encefalo comprende il cervello, il cervelletto e il midollo allungato (o bulbo) [3]

Il cervello Il cervello è la parte più importante e voluminosa dell’encefalo [4]. È formato da due strutture simmetriche, gli emisferi cerebrali (destro e sinistro), separati da un profondo solco ma collegati tra loro da una formazione chiamata corpo calloso

Nel cervello distinguiamo due zone:

• la parte più esterna, chiamata corteccia cerebrale, è costituita da sostanza grigia ed è percorsa da pieghe e solchi che ne aumentano la superficie e formano zone distinte dette lobi cerebrali; nei lobi si possono individuare differenti aree funzionali: motoria, visiva, olfattiva, uditiva, del linguaggio, della memoria [5];

• all’interno del cervello si trova la sostanza bianca, che contiene importanti nuclei di sostanza grigia, il talamo e l’ipotalamo. Il talamo ha il compito di rielaborare e smistare verso aree specifiche della corteccia gli stimoli sensoriali provenienti dagli organi di senso. L’ipotalamo è posto sotto il talamo e svolge funzioni di regolazione degli stimoli provenienti dall’interno del corpo, per esempio fame e sete, sonno e veglia, dolore e piacere... L’ipotalamo comunica con l’ipofisi (una ghiandola del sistema endocrino) e attraverso speciali cellule neurosecretrici stimola la produzione degli ormoni ipofisari. Ipotalamo e ipofisi insieme regolano importanti funzioni e rappresentano l’unione tra sistema nervoso e sistema endocrino.

calloso midollo spinale

cervelletto midollo allungato

sostanza bianca

sostanza grigia (corteccia cerebrale) cervelletto

cranio midollo allungato

cervello

4 Il cervello.

5 Le aree funzionali della corteccia cerebrale.

3 L’encefalo.

6

in partenza

Cervelletto Il cervelletto è situato nella regione della nuca, sotto gli emisferi cerebrali; anch’esso è diviso in due emisferi, la cui superficie è aumentata dalla presenza di pieghe, dette circonvoluzioni cerebellari. Svolge importanti funzioni di controllo e coordinamento dei movimenti volontari e di mantenimento dell’equilibrio. Senza il controllo del cervelletto non riusciremmo a stare in piedi, a portare una forchetta alla bocca ecc. Anche nel cervelletto la sostanza grigia si trova all’esterno, e viene chiamata corteccia cerebellare, mentre la sostanza bianca è all’interno e penetra nella sostanza grigia, ramificandosi a forma di albero (albero della vita).

Midollo allungato Il midollo allungato (o bulbo) è una formazione nervosa che congiunge il cervello con il midollo spinale ed è collegato anche al cervelletto. Contiene i centri che controllano i movimenti involontari essenziali per la vita, come la respirazione e il battito cardiaco.

Il midollo spinale

Il midollo spinale è un cordone nervoso bianco che percorre (per circa 44 cm) tutto il canale vertebrale dalla prima vertebra cervicale, l’atlante, alla seconda vertebra lombare.

Come l’encefalo, anche il midollo spinale è formato da sostanza grigia e da sostanza bianca, ma con una disposizione opposta rispetto al cervello. La sostanza grigia si trova all’interno di quella bianca ed è disposta a formare una sorta di «H», le cui estremità sono denominate corna posteriori e corna anteriori [6]

Alle corna posteriori giungono fasci di fibre nervose che trasportano impulsi sensoriali provenienti dagli organi di senso e destinati al cervello.

▶ ▶

Dalle corna anteriori partono le fibre che portano impulsi motori dall’encefalo ai muscoli e alle ghiandole.

Impulsi

e in arrivo al midollo spinale.

HANDS-ON

Un modello per il midollo spinale

Procurati: degli anelli antiurto per maniglie • dei feltrini • un paio di tappi di sughero • uno stick di colla a caldo (oppure una grossa corda).

Assembla il materiale come mostrato nel video per creare il tuo modello di colonna vertebrale in cui puoi distinguere: il tessuto osseo compatto (gli anelli antiurto), il tessuto osseo spugnoso (il sughero), i dischi intervertebrali (i feltrini) e il midollo spinale (il bastoncino di colla a caldo, o la corda).

Rispondi.

• La struttura è totalmente rigida o permette un movimento?

• Se aggiungessimo allo stick di colla a caldo un rivestimento esterno (magari con della pellicola trasparente), che cosa si potrebbe rappresentare?

thinking routines Che cosa te lo fa dire?

Descrivi Osserva le immagini e, basandoti sulla fig. 5 , associa ciascuna azione alla corrispondente area funzionale della corteccia cerebrale.

Riflettiamoci su

Tra gli anni '80 e '90 del Novecento un gruppo di ricercatori dell’Università di Parma scoprì per caso, studiando un macaco, un particolare tipo di neuroni. Questi neuroni, che esistono anche negli uomini, interessano diverse aree cerebrali (comprese quelle del linguaggio), e permettono di spiegare fisiologicamente la nostra capacità di porci in relazione con gli altri

Quando osserviamo un nostro simile compiere un particolare gesto, infatti, nel nostro cervello si attivano gli stessi neuroni che entrano in gioco quando siamo noi stessi a compiere quella medesima azione. Per questo i ricercatori chiamarono la loro scoperta «neuroni specchio»: riflettono ciò che vediamo, permettendoci di imparare da ciò che osserviamo. E anche di capire le intenzioni di chi ci sta davanti solo con un colpo d’occhio, perché «riflettono» e interpretano anche le emozioni e non solo le azioni. Per quanto continuiamo a studiarlo, dunque, il cervello continua a stupirci.

Argomenta Quali elementi delle immagini ti hanno permesso di rispondere?

ChECKPOINT

1. Realizza una mappa di sintesi della lezione utilizzando i termini e le espressioni:

sistema nervoso centrale • meningi • encefalo • cervello • cervelletto • midollo allungato

• midollo spinale • talamo • ipotalamo

2. Vero (V) o falso (F)?

a. Le meningi sono membrane di protezione. ✓ V F

b. La sostanza bianca presente nell’encefalo è formata dai corpi cellulari dei neuroni. V ✓ F

c. L’ipotalamo comunica con l’ipofisi. ✓ V F

d. Il cervelletto coordina il movimento dei muscoli volontari. ✓ V F

3. Sottolinea il termine corretto tra i due in corsivo.

a. Il cervelletto è situato frontalmente / dietro la nuca

b. All’interno del cervello troviamo la sostanza bianca che contiene talamo e ipotalamo / il midollo allungato

c. Ai lobi cerebrali / Al corpo calloso sono associate funzioni come quella motoria e visiva.

meet science

A.

B.

Luca Perri ha analizzato alcune delle ultime ricerche assieme a Pietro Avanzini, ricercatore dell’Istituto di Neuroscienze del CNR di Parma.

Audio podcast Intervista a Pietro Avanzini

Il sistema nervoso periferico

Vicino a te

• Il sistema nervoso somatico

• Il sistema nervoso autonomo

Dopo un pranzo abbondante, hai mai provato il desiderio di sdraiarti e riposarti un po’? Quando ci rilassiamo, il nostro corpo può dedicarsi a svolgere bene le sue funzioni interne, come la digestione. Quando invece siamo sottoposti a un forte stress ci si «chiude lo stomaco» e talvolta si blocca la salivazione. Questo avviene perché un’emergenza spinge l’organismo a concentrare l’energia nelle attività più urgenti per fronteggiare lo stress.

L’organizzazione del sistema nervoso periferico

Il sistema nervoso periferico (SNP) è formato dall’insieme dei nervi cranici (12 paia di nervi che nascono dall’encefalo) e dei nervi spinali (31 paia di nervi che partono dal midollo spinale) [1]

I nervi cranici sono distinti in:

• nervi motori, che trasmettono gli impulsi motori ai muscoli;

• nervi sensoriali, che hanno la funzione di trasmettere ai centri nervosi le sensazioni raccolte dagli organi di senso;

• nervi misti, che contengono fibre sia sensoriali sia motorie.

I nervi spinali sono tutti nervi misti; le fibre motorie si originano dalle corna anteriori del midollo spinale e arrivano ai muscoli, quelle sensoriali partono dai recettori sensoriali e arrivano alle corna posteriori.

Dal punto di vista funzionale, il sistema nervoso periferico (SNP), è suddiviso in somatico e autonomo

Nervi cranici

nervi cervicali

nervi toracici

nervi lombari

nervi sacrali e coccigei

Nervi spinali

1 La posizione dei nervi cranici e dei nervi spinali.

Il sistema nervoso somatico

Il sistema nervoso somatico è la parte del sistema nervoso periferico che innerva i muscoli scheletrici, determinando risposte prevalentemente volontarie [2]

Esistono tuttavia alcune risposte mediate dal sistema nervoso somatico del tutto involontarie: sono i cosiddetti riflessi Se, per esempio, tocchiamo con un dito un oggetto appuntito o bollente, ritraiamo immediatamente la mano con un movimento istantaneo indipendente dalla nostra volontà

Il meccanismo alla base di questa risposta è detto arco riflesso [3] e vede protagonisti i nervi spinali.

3 Il meccanismo dell’arco riflesso.

interneurone

midollo spinale

neurone sensoriale

neurone motorio

Il sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo è la parte del sistema nervoso periferico che innerva gli organi interni, regolando le funzioni che si svolgono fuori del controllo della volontà, come la digestione, la circolazione, la pressione sanguigna ecc.

È costituito da due sottosistemi, il sistema simpatico e il sistema parasimpatico, che agiscono sugli stessi organi ma con effetti opposti. Il funzionamento di un organo innervato da entrambi i sistemi dipende, quindi, dall’equilibrio tra le loro azioni antagoniste.

2 I nostri movimenti volontari sono controllati dal sistema nervoso somatico.

3. L’interneurone, a sua volta, invia subito la risposta al neurone motorio, che provoca il rapido allontanamento del braccio. Il cervello viene quindi escluso dall’azione.

2. La sensazione di dolore, trasmessa da un neurone sensoriale (recettore), è ricevuta da un altro neurone nel midollo spinale (interneurone).

1. L’arco riflesso è innescato da uno stimolo esterno, in questo caso una sensazione dolorosa.

Il sistema simpatico [4A] stimola l’attività di organi che ci permettono di far fronte a sollecitazioni esterne. Per esempio, in presenza di un pericolo, il sistema simpatico fa aumentare il battito cardiaco, accelera il respiro, mobilita «scorte energetiche» di pronto utilizzo.

4 Sistema simpatico [4A] e parasimpatico [4B] a confronto.

Il sistema parasimpatico [4B] controlla gli stessi organi del simpatico, ma con azione antagonista. Per esempio: fa contrarre le pupille, mentre il simpatico le dilata; stimola l’attività digestiva, mentre il simpatico la inibisce; rallenta il cuore, mentre il simpatico lo accelera.

A B

dilata la pupilla midollo allungato

inibisce la salivazione

lingua

dilata i bronchi

accelera il cuore

lingua

contrae la pupilla

catena gangliare

gangli cervicali

cervicale

stimola la salivazione

toracico

inibisce l’attività digestiva

stimola il rilascio di glucosio da parte del fegato

secrezione di adrenalina e noradrenalina ghiandole surrenali midollo spinale

inibisce l’attività intestinale

rilascia la vescica

lombare

stomaco pancreas

contrae i bronchi

sacrale

contrae la vescica

rallenta il cuore stimola l’attività digestiva stimola la cistifellea stimola l’attività intestinale

thinking routines Che cosa te lo fa dire?

Descrivi In quale delle due situazioni sono dominanti i comandi del sistema simpatico?

A B

esplora

Uno stimolo a conoscerci meglio

Argomenta Quali elementi delle immagini ti hanno permesso di rispondere?

ChECKPOINT

1. Realizza una mappa di sintesi della lezione utilizzando i termini e le espressioni: sistema nervoso periferico • nervi cranici • nervi spinali • sistema nervoso autonomo • sistema nervoso somatico • sistema simpatico • sistema parasimpatico

2. Vero (V) o falso (F)?

a. Il sistema parasimpatico svolge una funzione antagonista rispetto al sistema simpatico. ✓ V F

b. Tra i nervi spinali troviamo nervi esclusivamente motori. V ✓ F

c. Il sistema autonomo regola le funzioni involontarie. ✓ V F

d. Durante il meccanismo dell’arco riflesso, il cervello interviene reagendo allo stimolo ricevuto. V ✓ F

3. Osserva la figura 4 e, per ogni funzione, indica se è svolta dal sistema simpatico (S) o parasimpatico (P). Sotto scrivi poi la funzione opposta svolta dal sistema antagonista.

a. Inibisce l’attività digestiva.

✓ S P

b. Rilascia la vescica. ✓ S P

c. Stimola l’attività digestiva. S ✓ P

d. Contrae i bronchi. S ✓ P

e. Aumenta la frequenza cardiaca. ✓ S P

Vista, udito, olfatto, tatto, gusto: sono i cinque sensi dell’essere umano. O, almeno, quelli di cui ci hanno sempre parlato. Eppure, i sensi umani sono molti di più, anche se è difficile classificarli. E il sistema nervoso periferico ci mette spesso lo zampino. Per esempio, sulla pelle ci sono non solo i recettori legati al tatto, ma anche i termocettori sensibili al caldo e al freddo. Sono sempre attivi, così da informare costantemente il cervello sulla temperatura a cui si trova il corpo e attivare un arco riflesso nel caso di necessità o di dolore. Perché il dolore, in fondo, è un senso. Indica che qualcosa sta danneggiando i nostri tessuti e ci spinge ad allontanare la causa del danno. È composto da una parte percettiva, detta nocicezione, e da una esperienziale, uno stato psichico collegato alla percezione di una sensazione spiacevole. Responsabili della nocicezione sono appunto i nocicettori, terminazioni nervose libere che si trovano in quasi tutti gli organi – a eccezione del cervello – e nella pelle. Ma, fra i sensi che non consideriamo, ce n’è uno legato ai tensocettori, recettori che ci indicano costantemente il grado di tensione di muscoli e di alcuni organi interni. Uno di questi organi è la vescica: quando è troppo tesa vuol dire che c’è troppo liquido dentro. Ma non credo serva spiegare cosa sia il caso di fare, a quel punto.

1

Il sistema endocrino

Vicino a te

• Le ghiandole endocrine e gli ormoni

• L’epifisi e l’ipofisi

• Le altre ghiandole endocrine

Hai notato che il nostro organismo segue ritmi ben scanditi durante il giorno, come un vero orologio biologico? Appena svegli, il corpo si rimette in moto, a metà giornata la digestione genera sonnolenza, dopocena ci predisponiamo al sonno. Dietro questo ritmo ci sono i nostri ormoni. È importante sapere che la luce «blu», che sia quella del sole, del PC o dello smartphone, rallenta la produzione dell’ormone che facilita l’addormentamento e la qualità del sonno; quindi, cellulare spento dopo cena!

Le ghiandole endocrine e gli ormoni

Il sistema endocrino [1] ha un compito analogo a quello del sistema nervoso: collegare le varie parti dell’organismo. Per fare questo però, non utilizza impulsi elettrici, bensì particolari messaggeri chimici che circolano nel sangue, gli ormoni, e agiscono su organi specifici, chiamati organi bersaglio

Il sistema endocrino è costituito dalle ghiandole endocrine, ognuna delle quali secerne, nel sangue, ormoni destinati a specifici organi-bersaglio.

Rispetto agli impulsi nervosi, gli ormoni agiscono con minore rapidità, ma la loro azione dura maggiormente nel tempo.

epi si ipo si paratiroidi tiroide paratiroidi tiroide

timo

timo

ghiandole surrenali

isole di Langerhans (pancreas)

ovaie (gonadi femminili)

ghiandole surrenali isole di Langerhans (pancreas)

testicoli (gonadi maschili)

Le principali ghiandole endocrine.

L’epifisi

L’epifisi, chiamata anche ghiandola pineale, è una piccola ghiandola posta in profondità tra i due emisferi cerebrali. Secerne la melatonina, un ormone prodotto durante le ore notturne (al buio), che induce sonnolenza. È considerata la ghiandola che controlla il ritmo sonno-veglia, anche chiamato ritmo circadiano

L’ipofisi

L’ipofisi è la ghiandola endocrina più importante: attraverso i suoi ormoni agisce su tutto il corpo e sulle altre ghiandole. È grande come un pisello e si trova alla base del cervello, unita all’ipotalamo. Per mezzo del collegamento ipotalamo-ipofisi, il sistema nervoso controlla il sistema endocrino. Per esempio, se un determinato ormone è presente nel sangue in quantità eccessiva, l’ipotalamo «avverte» l’ipofisi, che libera nel sangue un altro ormone, che a sua volta raggiunge la ghiandola endocrina interessata e ne rallenta l’attività. L’ipofisi è divisa in due lobi: anteriore e posteriore [2]

La tiroide

La tiroide [3] è una ghiandola «a forma di farfalla» che si trova nel collo davanti alla trachea; produce:

• la tiroxina (T4), che regola il metabolismo generale: un suo aumento (condizione di ipertiroidismo) lo accelera, e quindi si alza il consumo di energia; una sua diminuzione (condizione di ipotiroidismo) rallenta tali processi;

• la calcitonina, che ha funzione di protezione per le ossa, poiché favorisce la deposizione del calcio nelle ossa, prelevandolo dal sangue (processo costruttivo).

Le paratiroidi

Le paratiroidi [4] sono quattro piccole ghiandole, poste dietro la tiroide, che producono il paratormone, un ormone antagonista alla calcitonina, poiché favorisce il passaggio del calcio dalle ossa al sangue (processo distruttivo). Il continuo rimodellamento osseo e, quindi, la salute dello scheletro dipendono dall’equilibrio tra l’azione della calcitonina e quella del paratormone.

ipo si

Il lobo anteriore produce diversi ormoni, tra cui: l’ormone della crescita; l’ormone gonadotropo, che stimola lo sviluppo delle ghiandole sessuali; la prolattina, che mantiene la produzione del latte.

La tiroide.

2 I due lobi dell’ipofisi.

Il lobo posteriore secerne vari ormoni, tra cui l’ormone antidiuretico (ADH), che regola la pressione sanguigna, e l’ossitocina, che determina le contrazioni dell’utero durante il parto e stimola la produzione del latte.

4 Le paratiroidi.

vista posteriore

3

Livelli glicemici bassi (bassi livelli di glucosio nel sangue, per esempio a digiuno o durante l’attività sica)

Il pancreas endocrino

Nel pancreas ci sono cellule con funzione endocrina raggruppate in piccole formazioni dette isole di Langerhans. Le isole di Langerhans producono due importanti ormoni che regolano la glicemia, cioè la concentrazione di glucosio nel sangue [5]:

• l’insulina, che abbassa la glicemia, facilitando l’utilizzo del glucosio da parte di alcuni tessuti (come il tessuto adiposo) e favorendo la formazione di glicogeno epatico;

• il glucagone, che svolge azione antagonista a quella dell’insulina, per cui alza la glicemia, trasformando il glicogeno del fegato in glucosio che torna nel sangue.

Il fegato rilascia il glucosio nel sangue

Il glucagone viene rilasciato dal pancreas

pancreas

fegato tessuto adiposo

Mantenimento del livello corretto della glicemia

Livelli glicemici alti (alti livelli di glucosio nel sangue, per esempio dopo i pasti)

L’insulina viene rilasciata dal pancreas

Il tessuto adiposo assorbe glucosio dal sangue

Le ghiandole surrenali

Le ghiandole surrenali hanno la forma di cappuccio e sono appoggiate sulla parte superiore dei reni. Producono una trentina di ormoni; fra cui:

• l’aldosterone, che controlla la quantità d’acqua e sali nel sangue;

• il cortisolo, che interviene nel metabolismo dei lipidi e delle proteine, favorendo la loro trasformazione in glucosio;

• il cortisone, che ha un’azione antinfiammatoria.

Le ghiandole surrenali producono anche altri ormoni, che intervengono sullo sviluppo dei caratteri sessuali, e due importanti neurotrasmettitori, l’adrenalina e la noradrenalina, immessi in circolo quando l’organismo deve affrontare situazioni di emergenza.

Il timo

Il timo è una ghiandola posta nel torace, alla base del collo [6]. Svolge principalmente una funzione immunitaria (nel timo avviene la maturazione dei linfociti T), ma ha anche funzione endocrina: produce diversi ormoni che aiutano a sviluppare e moltiplicare le cellule della difesa immunitaria. L’attività endocrina del timo cessa in età adulta e la ghiandola si riduce molto anche di grandezza.

5 La regolazione della glicemia.

6 La posizione del timo nel torace.

Le gonadi

Le gonadi (testicoli e ovaie), oltre a essere gli organi dove maturano le cellule sessuali, sono le ghiandole che producono gli ormoni sessuali [7]:

• i testicoli secernono gli ormoni maschili (androgeni), che determinano i caratteri sessuali maschili (il principale ormone maschile è il testosterone);

• le ovaie secernono gli ormoni femminili (estrogeni), che determinano i caratteri sessuali femminili e preparano l’utero a sostenere la gravidanza.

7 La posizione delle gonadi nella donna e nell’uomo.

In amore, vince la scienza o il romanticismo?

ChECKPOINT

1. Realizza una mappa di sintesi della lezione utilizzando i termini e le espressioni: sistema endocrino • ormoni • organi bersaglio • ghiandole endocrine

2. Vero (V) o Falso (F)?

a. Le ghiandole endocrine riversano gli ormoni nel circolo sanguigno. ✓ V F

b. L’epifisi è la ghiandola che controlla tutte le altre ghiandole. V ✓ F

c. La tiroide si trova davanti alla trachea. ✓ V F

d. L’insulina interviene nel metabolismo dei lipidi e delle proteine. V ✓ F

3. Il grafico mostra la produzione di adrenalina e noradrenalina da parte di un soggetto che è stato per alcuni giorni a 50 m di quota (livello del mare) e poi è stato portato in alta quota oltre i 4000 m.

a. Quale ghiandola produce adrenalina e noradrenalina?

Alta quota, 4300 m

b. Quanti giorni è stato monitorato il soggetto rispettivamente a livello del mare e in altura?

c. Nel primo periodo, qual è la produzione giornaliera di adrenalina e di noradrenalina?

d. Che cosa accade alla produzione di adrenalina e di noradrenalina quando il soggetto viene spostato dal livello del mare in altura?

Pensa all’ultima volta che hai incontrato una persona che hai trovato attraente. Che cosa ti è successo? Nervosismo, mani sudate, timidezza…? Sicuramente cuore a mille. Secondo un team di scienziati nordamericani, l’innamoramento può essere suddiviso in diverse fasi, ognuna caratterizzata da un proprio insieme di ormoni. L’attrazione è una di queste e coinvolge il «sistema di ricompensa», un meccanismo neuronale responsabile della motivazione e delle emozioni positive. Il cervello regola il rilascio di diversi ormoni, così da renderci energici ed euforici, ma spesso anche insonni e con meno appetito. Ma se tutto è spiegabile attraverso le scienze sperimentali, dove finisce il romanticismo?

Idee a confronto

Luca Perri e Serena Giacomin ne hanno discusso in un video podcast, scoprendo che siamo sistemi molto più complessi di quanto sembri a un primo sguardo «scientifico».

Video podcast Parliamo di… innamoramento

testicoli

Droghe: un danno a tutto campo

Le droghe modificano lo stato psico-fisico di una persona, alterandone la percezione della realtà, il comportamento e la personalità, con pericolose conseguenze sulla salute propria e degli altri, ma anche sulla salute dell’ambiente. Un abuso di alcol produce sull’organismo umano danni altrettanto gravi.

Come agiscono le droghe

Le droghe interferiscono con i neurotrasmettitori: talvolta ne stimolano l’azione, talvolta la riducono. Secondo la loro azione, distinguiamo tre grandi categorie di sostanze:

• depressive. Rallentano le attività del corpo e della mente. Sono classificati come sostanze depressive l’oppio, la morfina (usata in medicina come potente antidolorifico), l’eroina; rientra in questa categoria anche l’alcol, la cui vendita ai minorenni è vietata;

• stimolanti. Hanno un’azione eccitante. Comprendono la nicotina delle sigarette, la cocaina, le anfetamine; anche la caffeina è uno stimolante, sebbene dagli effetti meno pericolosi;

• allucinogene. Modificano le percezioni dei sensi e producono allucinazioni; ne fanno parte la marijuana, che deriva dalla cannabis, e l’LSD.

I PRINCIPALI TIPI DI DROGHE

Cannabis, marijuana e hashish

La dipendenza e i danni

Le droghe si consumano per il senso di euforia e piacere che inizialmente provocano, ma la loro assunzione, anche dopo pochissime dosi, determina dipendenza (l’organismo non può più fare a meno di assumerle) e assuefazione (bisogna assumerne dosi sempre maggiori per provare lo stesso effetto).

La privazione della droga provoca crisi di astinenza, che originano gravi disturbi. Per questo motivo, nessuna droga è innocua e ogni droga è dannosa a qualunque dose.

Alla dipendenza si aggiungono poi i danni gravi, irreversibili e – per alcune droghe – letali, riassunti nella tabella qui sotto.

La cannabis è considerata una droga «leggera» ma i derivati (marijuana e hashish) hanno effetti nocivi per vari apparati e influiscono negativamente su memoria e capacità di concentrazione

Cocaina e crack Sono potenti stimolanti e causano danni seri alla salute mentale e fisica; hanno effetti collaterali gravissimi su molti apparati e provocano ansia, depressione e nervosismo

Ecstasy Causa la distruzione dei neuroni cerebrali; lo stato di ebbrezza che provoca fa perdere il controllo di ogni comportamento, compreso quello sessuale.

Eroina Causa danni a tutto l’organismo ed è la droga che crea più dipendenza (anche dopo pochissime dosi) e rischi di overdose (assunzione di una dose che può provocare coma e morte).

Ketamina Produce allucinazioni, rende scoordinati i movimenti, disorienta e fa perdere il senso di identità; può produrre coma e danni permanenti al sistema nervoso; induce anche overdose.

Droghe psichedeliche Come l’LSD, modificano la percezione dello spazio e del tempo, producendo allucinazioni; possono provocare psicosi e perdita di controllo, con possibili danni fisici a sé e agli altri.

Smart drugs Sono perlopiù stimolanti del sistema nervoso, pericolose per diversi apparati e con complicazioni di carattere gastrointestinale

Speed Comprende preparati con anfetamina o metanfetamina, sostanze stimolanti e inibitrici dell’appetito, che causano aumento del ritmo cardiaco. Induce comportamenti incontrollati, spesso violenti, e crolli

L’abuso di alcol

Anche l’alcol può avere sull’organismo importanti effetti fisiologici e psicologici, poiché «deprime» l’attività del sistema nervoso. Bere un’eccessiva quantità di alcol (abuso) riduce fortemente il controllo delle proprie azioni, elimina i freni alle azioni violente e risulta particolarmente pericoloso per chi guida.

Per questo motivo la legge vieta di vendere alcolici ai minorenni e di guidare in stato di ebbrezza. La normativa italiana, infatti, stabilisce come valore limite legale un tasso di alcolemia (concentrazione di alcol nel sangue) di 0,5 grammi per litro di sangue

g alcol/1000 ml di sangue

(equivalente a una birra piccola o a un calice di vino): guidare un veicolo oltre questo limite è un reato, punito con sanzioni severe, poiché può rovinare la propria vita e quella di altre persone.

L’alcolismo, chiamato anche etilismo, può portare gravi conseguenze sullo stato di salute delle persone, con danni anzitutto al fegato. Uno di questi è la cirrosi epatica, una malattia che può trasformarsi in cancro del fegato. Tutte le bevande alcoliche, dalla birra ai vini e ai liquori, contengono alcol etilico in percentuali varie sul totale del prodotto: ognuna ha cioè una propria gradazione alcolica

Effetti sulla guida delle diverse concentrazioni di alcol nel sangue

0,2 Guida imprudente per riduzione della percezione del rischio.

0,4 Minore capacità di vigilanza ed elaborazione mentale.

0,5* Netta riduzione del campo visivo e della percezione degli stimoli.

0,6 Notevole ritardo nei movimenti, visione laterale compromessa.

0,7 Grave mancanza di coordinamento, confusione.

0,9 Grave compromissione visiva, mancato adattamento all’oscurità.

* Limite di legge in Italia

L’impatto delle droghe sull’ambiente

Le droghe inquinano? Ebbene sì, non hanno solo effetti negativi sulla salute umana ma anche un pesante impatto sugli ecosistemi e sull’ambiente.

Le droghe inquinano in tutte le loro fasi di produzione a partire dalla coltivazione fino allo smaltimento. Strano ma vero! La coltivazione di droghe come la cannabis, l’eroina, la cocaina sottrae terreni alle foreste particolarmente in Asia e America Meridionale, ma soprattutto porta alla dispersione nell’ambiente di pesticidi e altre sostanze tossiche che servono per far crescere le piante velocemente e in gran quantità. A questo si aggiunge l’impatto causato dallo smaltimento fisico delle sostanze stupefacenti.

Alcuni anni fa, infatti, nei gamberetti della contea di Suffolk, in Inghilterra, è stata riscontrata la presenza di ketamina, pesticidi e farmaci.

Coltivazioni di marijuana in Asia.

È importante essere sempre consapevoli della gradazione alcolica di ciò che si beve!

tempi di reazione

Sempre più veloci

Un buon allenamento alla memoria e allo studio con metodo porta a imparare meglio e più velocemente. Questo perché il nostro cervello riesce a migliorare le sue prestazioni quando viene allenato. Vuoi provarlo?

SPERIMENTARE

• Procurati una riga da disegno lunga 60 cm e un cronometro.

• Chiedi a un compagno di tenere con una mano la riga in posizione verticale, impugnandola dalla parte opposta allo zero della scala e senza appoggiarsi a un piano.

• Metti la mano destra semiaperta all’altezza dello zero. Bisogna essere pronti a bloccare la riga quando il compagno, senza avvertirci, la lascerà libera di cadere.

• Ripetete più volte la prova: ogni volta prendete nota di quanti centimetri la riga scorre tra le dita e di quanto tempo passa prima di riuscire a fermarla. Rispondi.

• Che cosa osservi? Quale spiegazione puoi dare?

Al centesimo di secondo

Nell’esperimento qui sopra avete misurato i tempi di reazione. Vi sarete resi conto che anche nell’avviare o bloccare un cronometro sono in gioco i tempi di reazione. Ecco perché in certe gare di velocità il cronometro (o timer)

è azionato da una fotocellula

Ma anche la sensibilità dello strumento è importante. Nel 1896, durante la prima gara delle Olimpiadi moderne, ad Atene, fu usato un cronometro che rilevava 1/5 di secondo, un enorme passo in avanti. Oggi viene rilevato 1/1000 di secondo!

STIMARE LE MISURE

Nei diversi sport in elenco quali sono, secondo te, le distanze percorse in un centesimo di secondo? Nella tabella, segna con una crocetta le misure corrette: fai solo i calcoli che ti sembrano sufficienti per arrivare a scegliere in modo sensato fra le tre misure proposte, nel più breve tempo possibile.

L’impulso di reazione

Una grave lesione della colonna vertebrale spesso compromette definitivamente l’uso degli arti; questo perché, quando sopraggiunge un trauma spinale, il flusso di informazioni viene improvvisamente interrotto e i messaggi sensoriali e motori che interessano il movimento dei muscoli non sono più trasmessi né ricevuti dal cervello. Sperimentiamo con un semplice modello come avviene la trasmissione di un impulso nervoso, focalizzandoci sulla velocità, sul livello di soglia dell’impulso e sull’ipotesi di interruzione della trasmissione del messaggio.

REALIZZARE UN MODELLO

Disponi in fila alla distanza di 1 cm dei mattoncini di legno (tipo domino) appoggiandoli sul lato corto. Assicurali al tavolo con dello scotch, tutti dallo stesso lato; poi divertiti a fare cadere tutti i mattoncini. In ultimo, dopo avere tolto un paio di mattoncini consecutivi, agendo solo sul primo, prova a vedere che cosa succede agli altri. Rispondi quindi alle domande.

• La «velocità di abbattimento» delle tessere aumenta o rimane costante? Analogamente, la velocità di trasmissione dell’impulso nervoso aumenta o rimane costante?

• Dopo che hai solamente sfiorato il primo mattoncino, cadono anche tutti gli altri? E se cade una piuma per terra ne percepisci il rumore? Perché?

• E se togli un paio di tessere consecutive che cosa succede? Quest’ultimo potrebbe essere il caso di un trauma spinale?

Meglio aspettare… ma quanto?

L’alcol è un pessimo compagno di viaggio: quando siamo alla guida, ci serve un’ottima vista, un’estrema rapidità nel prendere decisioni, tempi di reazione immediati e buon coordinamento motorio. L’assunzione di alcolici compromette gravemente queste quattro facoltà: riduce infatti la capacità di controllare l’ingresso di luce e soprattutto la visione laterale, induce a compiere azioni azzardate in quanto aumenta il senso di sicurezza, dilata i tempi di reazione impedendoci di fronteggiare gli imprevisti, toglie il coordinamento ai nostri movimenti.

RISOLVERE UN PROBLEMA

Ma quanto tempo deve passare per mettersi al volante dopo aver bevuto? Sapendo che in un’ora il fegato elimina 1 g di alcol puro (etanolo) per ogni 10 kg di massa corporea, risolvi questo problema

Quanti minuti impiega una persona di 60 kg per eliminare 1 gr di alcol? E l’alcol presente in un bicchiere divino (cioè circa 12 g di alcol)? Per arrivare alle risposte, completa i calcoli:

• per eliminare 1 g di alcol: 60 min : x min = kg : 10 kg

x = (60 × 10) : = min

• per eliminare 12 g di alcol: min × 12 = min

Un calcolo di importanza vitale!

Leggi e completa le immagini con alcune delle parole chiave che trovi in maiuscolo nel testo.

LEZIONE 1 I sistemi di controllo e regolazione

Il coordinamento tra le attività dei vari apparati è garantito dal SISTEMA NERVOSO, che raccoglie informazioni ed elabora risposte, e dal SISTEMA ENDOCRINO, che attraverso gli ormoni trasmette gli ordini ai vari organi.

Il SISTEMA NERVOSO comprende cervello, cervelletto, midollo allungato, midollo spinale e nervi. È costituito da TESSUTO NERVOSO, formato da NEURONI (cellule eccitabili da uno stimolo che possono condurre messaggi e non si rinnovano), composti da CORPO

CELLULARE, DENDRITI (brevi prolungamenti ramificati che ricevono e inviano gli impulsi nervosi) e ASSONE (un lungo prolungamento che conduce con gran velocità gli impulsi nervosi).

I neuroni SENSORIALI trasportano gli stimoli dalla periferia del corpo al sistema nervoso centrale, i neuroni MOTORI trasmettono gli impulsi dal sistema nervoso alla periferia, i neuroni ASSOCIATIVI collegano tra loro altri neuroni.

LEZIONE 2 La trasmissione dell’impulso nervoso

Gli impulsi nervosi sono di tipo elettrico. Il passaggio dell’impulso da un neurone a un altro neurone avviene tramite strutture di collegamento chiamate SINAPSI

LEZIONE 3 Il sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso è suddiviso in centrale e periferico.

Il SISTEMA NERVOSO CENTRALE è costituito dall’encefalo e dal midollo spinale.

L’ENCEFALO, dove vengono elaborate le «informazioni» (stimoli) che provengono sia dall’esterno sia dall’interno del corpo, comprende:

• il CERVELLO, formato da due emisferi cerebrali e dalla corteccia e contenente il TALAMO, che ha il compito di indirizzare alla corteccia gli stimoli sensoriali (vista, udito, gusto, tatto ecc.), e l’IPOTALAMO, che regola gli stimoli (fame-sete, sonno-veglia ecc.);

• il CERVELLETTO, che svolge funzioni di controllo e di coordinamento dei movimenti volontari;

• il MIDOLLO ALLUNGATO (o BULBO) che controlla i movimenti involontari essenziali per la vita (respirazione, battito cardiaco...).

Il MIDOLLO SPINALE trasporta impulsi dagli organi di senso al cervello e porta impulsi di movimento dall’encefalo ai muscoli e alle ghiandole.

LEZIONE 4 Il sistema nervoso periferico

Il SISTEMA NERVOSO PERIFERICO è costituito dai NERVI CRANICI (sensoriali, motori, misti) e dai NERVI SPINALI ed è suddiviso in somatico e autonomo.

Il SISTEMA NERVOSO SOMATICO innerva i muscoli scheletrici controllando prevalentemente i movimenti volontari.

Il SISTEMA NERVOSO AUTONOMO regola le funzioni involontarie (digestione, circolazione...) e si suddivide in SIMPATICO e PARASIMPATICO, con azioni «antagoniste»: se il primo stimola un’attività, il secondo la rallenta.

LEZIONE 5 Il sistema endocrino

Il SISTEMA ENDOCRINO è costituito da GHIANDOLE che riversano direttamente nel sangue gli ORMONI, messaggeri chimici che raggiungono gli organi bersaglio sui quali agire.

L’IPOFISI, alla base del cervello, è una ghiandola endocrina che secerne vari ormoni, tra cui l’OSSITOCINA, che determina le contrazioni dell’utero durante il parto, l’ORMONE DELLA CRESCITA (GH), l’ORMONE GONADOTROPO, che stimola lo sviluppo delle ghiandole sessuali.

L’EPIFISI regola il ritmo sonno-veglia attraverso la MELATONINA.

La TIROIDE produce due importanti ormoni: la TIROXINA, che regola il metabolismo generale del corpo, e la CALCITONINA, che protegge le ossa prelevando il calcio dal sangue.

Le ISOLE DI LANGERHANS (nel pancreas) producono gli ormoni che regolano la GLICEMIA (concentrazione di glucosio nel sangue).

Le GHIANDOLE SURRENALI producono una trentina di ormoni, tra cui il CORTISONE, con azione antinfiammatoria, e l’ADRENALINA, determinante per affrontare situazioni di emergenza.

Il TIMO ha una funzione immunitaria.

Le GONADI, differenti da maschio a femmina, producono gli ORMONI SESSUALI:

• i TESTICOLI producono ormoni maschili (ANDROGENI), che determinano

i caratteri sessuali maschili; il principale è il TESTOSTERONE;

• le OVAIE producono gli ormoni femminili (ESTROGENI), che determinano

i caratteri sessuali femminili e preparano l’utero a sostenere la gravidanza.

Le gonadi producono anche le cellule sessuali, cioè gli spermatozoi e le cellule uovo.

verifica e riepiloga

organizza le conoscenze

Completa la mappa con le parole mancanti.

IL SISTEMA NERVOSO

Lezione 1

Da che cosa è formato il sistema nervoso?

Il sistema nervoso

è costituito da .

NEURONI

Che cosa sono i neuroni?

I neuroni sono le cellule che formano il tessuto nervoso. Ogni neurone è formato da: , dendriti e

SISTEMA NERVOSO CENTRALE

Lezione 2

Che cos’è la sinapsi?

La sinapsi è la struttura che mette in contatto due neuroni e permette il passaggio dell’impulso dall’ di un neurone al dell’altro neurone. MIDOLLO SPINALE

Come è suddiviso il sistema nervoso centrale?

Il sistema nervoso centrale, indicato con la sigla , è formato dall’ , che comprende , cervelletto e , e dal midollo , collegato al sistema nervoso periferico.

SISTEMA NERVOSO PERIFERICO

Lezione 4

Da che cosa è formato il sistema nervoso periferico?

Com’è fatto il cervello?

Il cervello è formato dagli È suddiviso in una parte esterna, chiamata , e una parte interna che contiene talamo e .

SISTEMA NERVOSO SOMATICO

È formato dai , che sono suddivisi in , motori, e , e dai nervi , tutti misti.

SISTEMA ENDOCRINO

Lezione 5

Da che cosa è formato il sistema endocrino?

Il sistema endocrino, che lavora in collaborazione con il sistema nervoso, è costituito dalle che producono

formato da Esercizi interattivi

e e

SISTEMA NERVOSO AUTONOMO

Com’è suddiviso il sistema nervoso autonomo?

Il sistema nervoso autonomo è suddiviso in e .

GHIANDOLE ENDOCRINE

Quali sono le ghiandole endocrine?

L’ controlla le altre ghiandole; la regola il metabolismo; le paratiroidi regolano il rimodellamento osseo; le regolano la glicemia; le ghiandole surrenali producono una trentina di ormoni; il ha una funzione principalmente immunitaria; le producono gli ormoni sessuali maschili e femminili.

prepara l’orale

Sai rispondere alle domande?

• Qual è la funzione del sistema nervoso?

• Come è fatto un neurone? Quali sono le sue caratteristiche?

• Come vengono classificati i neuroni?

• Come avviene la trasmissione dell’impulso nervoso? Quali tipi di sinapsi conosci?

• Da quali organi è composto il sistema nervoso centrale? Quali funzioni svolgono?

ALLENA LE COMPETENZE

1. ARGOMENTA Prepara una serie di carte, ognuna delle quali relativa a una ghiandola del sistema endocrino, indicando:

• nome;

• posizione nel corpo (immagine in miniatura);

• funzione principale;

• ormoni prodotti.

Esponi il tuo lavoro alla classe attraverso una presentazione di 5 minuti.

2. VISUAL LAB Osserva la figura e rispondi alle domande.

• Da che cosa è formato il sistema nervoso somatico?

• Che cos’è il sistema nervoso autonomo?

• In che modo operano il sistema simpatico e quello parasimpatico?

• Qual è il compito del sistema endocrino? Quali ghiandole lo costituiscono?

3. RAGIONA Le immagini si riferiscono a un guidatore che frena quando vede un pedone sulle strisce. Accanto alle didascalie, scrivi la lettera dell’immagine corrispondente.

a. Che cosa rappresenta la figura?

b. Descrivi il meccanismo illustrato.

c. Che cosa indicano le frecce?

d. Che cosa rappresentano i pallini disegnati sulla figura?

• Stimolo esterno

• Elaborazione del cervello del guidatore

• Risposta

4. VISUAL LAB Colora le varie parti del neurone seguendo la legenda:

Verde chiaro: corpo cellulare

Giallo: dendriti

Blu: assone

Rosso: guaina mielitica

Arancione: nucleo

5. VISUAL LAB Completa inserendo i termini forniti in modo da creare uno schema sull’organizzazione generale del sistema nervoso.

midollo spinale • parasimpatico • simpatico • autonomo • somatico • encefalo

6. Pensa Studi clinici hanno evidenziato che il sonno è costituito da cicli, caratterizzati dall’alternarsi di fasi REM (sonno più leggero) e fasi NREM (sonno profondo, in particolare nella fase NREM 4).

Il grafico mostra la sequenza delle fasi REM, NREM e di veglia registrate durante un’attività di sperimentazione. Quali e quante sono le fasi che riconosci nello studio in oggetto?

Interrogati

a. Quanto dura l’esperimento monitorato?

b. Quante e quali tipologie di fasi riconosci nello studio?

c. Durante quali ore il sonno è più profondo?

d. Quanti cicli REM sono stati registrati? E quanti cicli NREM?

Esplora Fai una ricerca sul meccanismo dei sogni. Che cosa sono? In quale fase avvengono?

7. Svolgete una ricerca cooperativa dal titolo «I danni causati dalle droghe», dividendovi in gruppi. Ogni gruppo affronterà una delle seguenti tracce. Le fasi operative del cooperative learning sono consultabili sull’eBook.

GRUPPO 1 Le droghe

• Cercate la definizione di droga e elencate i fattori che creano dipendenza.

• Classificate le droghe spiegando i meccanismi di azione.

• Realizzate un poster o un volantino per sensibilizzare i ragazzi e le ragazze della vostra età riguardo il problema dell’assunzione di sostanze stupefacenti.

GRUPPO 2 Alcol e fumo

• Ricercate alcuni effetti causati dall’uso di alcol e di tabacco.

• Raccogliete informazioni su quanto e come bevono gli adolescenti.

• Realizzate un poster o un volantino per sensibilizzare

i ragazzi e le ragazze della vostra età riguardo il problema dell’assunzione di sostanze alcoliche e un altro riguardo al problema del fumo.

GRUPPO 3 II doping nello sport

• Spiegate che cosa si intende per doping, elencate i principali tipi di doping e raccogliete informazioni sui loro effetti.

• Ricercate come si individuano eventuali sostanze dopanti in un atleta.

• Realizzate un poster /volantino per sensibilizzare i ragazzi e le ragazze della vostra età riguardo il problema dell’assunzione di sostanze dopanti nello sport.

Thinking Routines Pensa, interrogati, esplora

SCIENCE

Leopardi | M. Bubani

M. Marcaccio | L. Perri

La salute del mondo nelle nostre mani

L.

Come stanno gli ESSERI UMANI?

Un tempo «salute» era sinonimo di «assenza di malattie». L’OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) definisce la salute come «la capacità di adattamento e di autogestirsi di fronte alle sfide sociali, fisiche ed emotive». Capiamo allora che la salute abbraccia tante dimensioni, oltre a quella del corpo, e che noi per primi possiamo fare moltissimo per la nostra salute e per quella degli altri esseri umani. Già… ma che cosa, esattamente?

RIZZOLATTI

La rivoluzione dei neuroni specchio

Avete presente quando, guardando una partita di tennis o un meeting di atletica in televisione, ci viene da muovere le braccia come gli atleti? Secondo Giacomo Rizzolatti lo dobbiamo ai neuroni specchio. Nella vita di tutti i giorni i neuroni specchio aiutano a capire in tempo reale l’intenzione delle azioni altrui: se vedo qualcuno che prende un bicchiere capisco se sta per brindare o per lanciarmelo addosso, e reagisco di conseguenza.

Il neuroscienziato che viene da lontano

Giacomo Rizzolatti nasce nel 1937 a Kiev (capitale dell’Ucraina, allora parte dell’Unione Sovietica). Con l’ascesa al potere di Stalin la situazione politica inizia a peggiorare e la sua famiglia, in quanto straniera, viene espulsa dal Paese e costretta a tornare in Italia, nel villaggio d’origine dei bisnonni, in Friuli. Giacomo frequenta il liceo classico a Udine, poi si laurea a Padova in Medicina e Chirurgia nel 1961 e in seguito si specializza in Neurologia Da qui inizia la sua carriera universitaria.

Muoversi o immaginare di muoversi?

Negli anni Ottanta e Novanta Rizzolatti e il suo team (Luciano Fadiga, Leonardo Fogassi, Vittorio Gallese e Giuseppe Di Pellegrino) si concentrano sullo studio della corteccia premotoria dei macachi, per studiare i neuroni specializzati nel controllo dei movimenti della mano. Un giorno, però, succede qualcosa di strano: mentre uno sperimentatore prende una banana da un cesto del laboratorio, in una scimmia si attivano neuroni nelle aree deputate ai movimenti, le aree motorie, anche se l’animale non si è mosso. Approfondendo la questione si comprende come, di fronte ad alcuni stimoli visivi di animali o persone in movimento, negli animali che osservano la scena si verifica una reazione di specifici neuroni del sistema motorio. L’esistenza di questa classe di neuroni viene in seguito confermata anche nell’essere umano.

Guardando si impara

Più nello specifico, osservare un’altra persona compiere un movimento finalizzato o anche solo pensare a quell’azione fa attivare in noi i neuroni specchio (mirror neurons), una classe di neuroni motori così definita per la capacità di «rispecchiare» un’azione motoria nel cervello di chi la osserva. Per Rizzolatti questi neuroni ci aiutano a comprendere le intenzioni dell’altro, a immaginare gli scopi delle sue azioni, ad apprendere per imitazione e a entrare meglio in empatia e in relazione

La scoperta dei neuroni

dice che abbiamo un meccanismo che indica che gli individui sono strettamente in contatto. La natura ci ha creato un meccanismo per volerci bene, per capirci a un livello antico che viene prima del linguaggio. Il sistema mirror è un meccanismo naturale che ci permette di comunicare.

(da un’intervista di Antonio d’Orrico a Giacomo Rizzolatti su «Sette», Corriere della Sera, 2012).

davvero

I neuroni specchio nelle altre specie L’esistenza dei neuroni specchio è stata dimostrata nell’essere umano, nei ratti, nei pipistrelli, negli uccelli, oltre che in altri primati come i lemuri. Questa loro diffusione è interessante perché indica che il meccanismo è tanto efficiente da ritrovarsi in più punti della scala evolutiva.

specchio ci

Popolazione e COMUNITÀ

Per vivere in salute occorrono accesso alle risorse indispensabili come acqua, cibo e aria pulita da respirare, la possibilità di costruirsi un futuro e adeguati spazi di vita. Per alcuni tutto questo è scontato, per altri meno. La popolazione mondiale sta rapidamente aumentando: che cosa comporta questo per l’ambiente, gli animali e le risorse naturali?

La Terra riuscirà a sostenerci?

Le nostre richieste sono eccessive

Una crescita non omogenea

Ogni giorno sulla Terra ci sono circa 200 000 persone in più rispetto al giorno precedente: l’equivalente di una città come Parma. La popolazione mondiale cresce a un ritmo vertiginoso: oggi siamo oltre 8 miliardi e attorno al 2050, se continuerà questo andamento, raggiungeremo i 10 miliardi. Non dappertutto la popolazione cresce agli stessi ritmi, anzi non dappertutto la popolazione cresce: alcuni Paesi sono in pieno boom demografico, altri «invecchiano» e non hanno sufficiente ricambio generazionale. Questa situazione dipende da numerosi fattori, quali la fertilità, la natalità, la durata della vita, i fenomeni migratori. I Paesi che «invecchiano» (come l’Italia, la Grecia, il Portogallo, la Germania, la Bulgaria) devono pensare a come aver cura di una popolazione anziana con meno giovani in età lavorativa, quelli in piena crescita demografica (come il Messico, l’India, la Nigeria) devono poter offrire scuole, cibo, servizi sanitari a una popolazione giovane e in continuo aumento.

Tutta questa popolazione conta sulle risorse che il pianeta offre per sopravvivere. Il problema è che ne abbiamo approfittato troppo: per soddisfare oggi la nostra domanda di cibo, acqua, legname, cotone, foreste per assorbire CO₂ e altre risorse avremmo bisogno di tutto ciò che potrebbero produrre quasi 2 pianeti come la Terra. I numeri però non bastano a descrivere l’impatto dell’umanità: non conta solo quante persone ci sono sulla Terra, ma anche come consumano e quanto inquinano.

L’INDIA condivide con la CINA il primato di Stato più popolato.

Ambiente, ti spiace?

Le esose richieste dell’umanità sono state in parte compensate da un miglior utilizzo delle risorse. Consideriamo i cereali, la base dell’alimentazione umana: dal 1960 la loro produzione globale è cresciuta grazie al miglioramento delle tecniche agricole e dell’irrigazione, alla selezione di colture che garantiscono rese migliori ma anche all’uso di fertilizzanti, pesticidi ed erbicidi che hanno inquinato suoli, acque e atmosfera. E ora ambiente e animali stanno pagando il conto di questo «progresso». Per ricavare terre da coltivare e pascoli stiamo mettendo a rischio la biodiversità: scompaiono uccelli, mammiferi (tra cui i grandi erbivori) e le piante più rare. La crescita della popolazione umana sta avendo un impatto molto negativo sull’intera biosfera, impatto che l’umanità stessa paga in termini di salute.

Una distribuzione iniqua

Le risorse del pianeta sono sempre più esigue e continuano a essere distribuite non equamente Secondo la FAO, l’organizzazione intergovernativa delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura, sono milioni coloro che, nel mondo, non riescono ad avere accesso a cibo sano e adeguato: la metà delle persone in questa situazione vive in Asia, un terzo in Africa. Circa 2 miliardi di persone non dispongono ancora di un bagno e 2,2 miliardi non hanno un accesso sicuro e costante ad acqua pulita. Per sapere che cosa possiamo fare noi per non sprecare le risorse del nostro pianeta, che sono limitate, e far sì che siano distribuite in modo più equo, guarda il video attivando l’icona in basso.

Il Paese con il più alto tasso di natalità al mondo è il NIGER.

Il GIAPPONE è il Paese con la più alta percentuale di anziani al mondo.

Nei Paesi in via di sviluppo l’ACQUA spesso deve essere estratta dai pozzi, mentre nei Paesi più ricchi viene sprecata.

Il nostro pianeta, la nostra SALUTE

Immaginiamo un mondo in cui aria, acqua e cibo puliti sono a disposizione di tutti, in cui le economie sono focalizzate sulla salute e sul benessere e le persone hanno il controllo sulla propria salute e sulla salute del pianeta. Se il pianeta sta bene, stiamo bene anche noi. Ma come vanno le cose?

Stare bene: che cosa vuol dire?

La salute umana è un mosaico formato da tante tessere. Non avere «acciacchi» è sufficiente per dire di essere in salute? Un tempo si pensava così, ma oggi sappiamo che ci sono molti altri aspetti da considerare, per esempio lo stato del nostro umore e della nostra mente, l’attenzione al cibo che mangiamo e le condizioni dell’ambiente in cui viviamo.

Vivere in salute è un diritto

La salute è un bene personale, ma è anche un bene collettivo che lo Stato italiano riconosce, promuove e tutela nell’articolo 32 della Costituzione

Art. 32 La Repubblica tutela la salute come fondamentale diritto dell’individuo e interesse della collettività, e garantisce cure gratuite agli indigenti. [...]

La salute è un diritto di tutti e per tutte le età; anche l’Obiettivo 3 dell’Agenda 2030 si impegna a garantirlo e difenderlo. Gli ultimi decenni hanno visto grandi progressi nella salute globale, ma ci sono situazioni e numeri ancora inaccettabili: per esempio, la mortalità materna al parto si è dimezzata dal 1990, ma nei Paesi a basso reddito è ancora 14 volte più elevata che in quelli occidentali. Per la carenza di acqua potabile e dei servizi igienici di base circa 1000 bambini muoiono ogni giorno a causa di malattie diarroiche. Anche l’aria pulita, che dovrebbe ovviamente essere disponibile «per tutti», non è una

cosa scontata. Spesso gli inquinanti dell’atmosfera sono diffusi in maggiori e pericolose concentrazioni nei Paesi a basso e medio reddito: qui l’aria delle città, anche di quelle non particolarmente grandi e popolate, di solito non soddisfa alcun requisito di sicurezza per la salute e nelle case si respirano i fumi di combustione di legna, carbone o letame.

A livello mondiale, anche la disponibilità di antibiotici e vaccini non è equa. Iniziamo allora a capire che la possibilità di prendere tutti gli accorgimenti necessari per prevenire malattie o individuarle precocemente (parliamo di visite di controllo, analisi di laboratorio ed esami medici, vaccinazioni) è un grande privilegio da usare con intelligenza.

Difendere la salute: cura e prevenzione

Molti batteri si trovano sulla nostra pelle e dentro l’apparato digerente (flora intestinale). Tuttavia, non tutti sono innocui o anzi utili al nostro organismo: alcuni possono alterare la nostra salute e sono detti perciò patogeni Quando i patogeni riescono a entrare nel nostro corpo, superandone le naturali barriere (cute, mucosa del naso, lacrime, acidi prodotti dallo stomaco), si può andare incontro a un’infezione. Si attiva, allora, il sistema immunitario, una «squadra scelta» di cellule che riconosce i batteri estranei e si attiva per eliminarli. Quando il sistema immunitario, da solo, non ce la fa, è necessario iniziare, solo per i giorni necessari e solo se ce lo prescrive il medico, un ciclo di cura con antibiotici

I batteri stanno tuttavia imparando velocemente a sviluppare resistenza agli antibiotici con cui entrano in contatto nell’acqua e nel suolo, e per molte infezioni rischiamo di ritrovarci in futuro senza una cura efficace. È il fenomeno dell’antibiotico-resistenza, causato anche dal massiccio utilizzo di antibiotici negli allevamenti animali.

Per contrastare questo fenomeno è necessario un approccio One Health, cioè uno sforzo congiunto di più discipline per prevenire e ridurre le infezioni, e nel promuovere l’uso prudente degli antimicrobici. La soluzione migliore per difendere la nostra salute è quindi la prevenzione, cioè acquisire come abitudine tanti piccoli

comportamenti che ci permettano di prevenire tutto ciò che potrebbe farci ammalare o allontanare da uno stato di benessere. Lo strumento di prevenzione più potente contro gli agenti infettivi sono i vaccini, che «allenano» il sistema immunitario a combattere i patogeni pericolosi (virus e batteri). Le vaccinazioni sono un diritto e un dovere: quando la percentuale di vaccinati è molto alta, gli agenti infettivi non riescono a circolare e finiscono per scomparire; tutti vengono messi al sicuro, anche chi, per ragioni di salute, in quel momento non può vaccinarsi. Questa copertura totale è detta «immunità di gregge». Le vaccinazioni devono essere somministrate secondo un calendario che parte dai primi mesi di vita.

EFFETTI DELLE CAMPAGNE DI VACCINAZIONE CONTRO LE MALATTIE INFETTIVE

PERCHÉ LA MIA SCELTA È IMPORTANTE?

Quando nessuno è vaccinato, la malattia si diffonde rapidamente in tutta la popolazione.

Quando solo alcuni sono vaccinati, la malattia si diffonde in una buona parte della popolazione.

Quando la maggior parte della popolazione è vaccinata, la diffusione della malattia è contenuta.

In Italia i vaccini obbligatori in età pediatrica (0-16 anni) sono 10: esavalente (poliomelite, difterite, tetano, pertosse, epatite B e Haemophilus), tetravalente (morbillo, parotite e rosolia), varicella.

(casi registrati nel mondo dal 1960 al 2016)

Fonte: World Health Organization, Unicef Rapporto 2016, rielaborazione Istituto Superiore di Sanità

NUTRIRSI bene, nutrire il PIANETA

Mangiare è una delle azioni che scandiscono la nostra vita. Se sei nato nella parte più fortunata del mondo hai buone possibilità di poter scegliere almeno per tre volte ogni giorno, tutti i giorni, quali cibi assumere. Hai mai pensato che queste piccole scelte quotidiane possono avere grandi effetti sia sul tuo corpo, sia sul pianeta Terra?

Una corretta alimentazione

Il cibo che ingeriamo deve apportare al nostro organismo una quantità di calorie sufficiente e nutrienti (carboidrati, proteine, grassi, vitamine, sali minerali, oltre che acqua) in maniera bilanciata (per saperne di più guarda il video attivando l’icona in basso)

A tavola è preferibile prediligere frutta e verdura fresche, legumi, cereali integrali, pesce; la carne meglio se bianca, i salumi solo in occasioni… speciali. Bevande zuccherate, cibo da fast food e snack ricchi di zuccheri vanno ridotti al minimo. Quando le abitudini alimentari si discostano da questi principi, per scelta, per cause di forza maggiore o per una cattiva educazione alimentare, si può andare incontro a varie problematiche, sia che si mangi troppo (iperalimentazione), sia che si mangi troppo poco (ipoalimentazione).

Non è così difficile scegliere che cosa mangiare: i cibi che hanno un effetto protettivo sulla salute sono anche quelli che fanno bene al pianeta

Un piatto sano dovrebbe quindi essere costituito per metà da frutta e verdura, per l’altra metà da cereali integrali, proteine di origine vegetale, acidi grassi insaturi e modeste quantità di proteine di origine animale. Attiva l’icona in basso per calcolare la tua impronta ecologica.

Mangia ogni giorno verdura e frutta, preferisci quella fresca e soprattutto di stagione, variandone il più possibile i colori.

A ogni pasto consuma cereali integrali (come frumento integrale, orzo, farro, avena, riso integrale) e pane e pasta integrali, fonti soprattutto di carboidrati ma anche di vitamine, minerali e fibra.

Fondamentali sono le proteine «sane» come quelle contenute nei legumi, ricchi anche di fibre (da mangiare 3-5 volte alla settimana), e nel pesce, soprattutto quello azzurro. 2 volte alla settimana puoi mangiare uova e carni bianche (come pollo e tacchino), mentre il consumo di carni rosse e formaggi va limitato e ridotto molto anche quello di salumi.

Esiste una dieta sostenibile?

Come fare per nutrire 8-10 miliardi di persone senza eccedere con le emissioni dannose dovute alla produzione di cibo e senza intaccare la biodiversità? Secondo molti ricercatori bisogna adottare una dieta sostenibile, cioè a basso impatto ambientale ma che contribuisca alla sicurezza alimentare e nutrizionale, al rispetto della biodiversità e degli ecosistemi. Una dieta sostenibile è soprattutto a base di verdure e legumi e contempla ogni tanto anche proteine animali, come pesce o pollo, un uovo o un bicchiere di latte. Se tutti la seguissimo, sarebbe una rivoluzione per le abitudini alimentari occidentali: il quantitativo di carne rossa consigliata equivarrebbe a un hamburger alla settimana, cioè cinque-dieci volte in meno rispetto a quanta in media ne consumiamo oggi. L’allevamento è infatti responsabile del 14,5-18% dei gas serra prodotti dalle attività umane, e la carne di manzo è particolarmente onerosa per l’ambiente: per ottenerne 1 kg si consumano 5 kg di cereali in mangimi animali e oltre 15 000 litri di acqua

Anche l’agricoltura ha un fortissimo impatto sul pianeta: è tra le principali cause delle emissioni di metano e della deforestazione e fa consumare circa il 70% delle riserve mondiali d’acqua dolce. Va però tenuto conto che due terzi dei suoli agricoli sono sfruttati per coltivare mangimi per animali da pascolo. Dunque ridurre il consumo di carne sarebbe il primo passo in direzione di una dieta più sostenibile, ma sta di fatto che il tipo di alimentazione descritta sarebbe insostenibile, dal punto di vista economico, per 1,6 miliardi di persone. Per saperne di più guarda il video attivando l’icona in basso.

Durante la giornata bevi tanta acqua Evita invece tutte le bevande zuccherate.

Nel piatto sano non devono mancare i grassi: usa olio extravergine di oliva e semi oleosi (sesamo, papavero, lino ecc.) per condire e insaporire i cibi, qualche volta anche il burro di buona qualità. Evita margarina, oli e grassi lavorati a livello industriale. Usa poco sale, perché molti cibi sono già salati, e sostituiscilo con le spezie. Mangia anche frutta secca come spuntino e per arricchire i tuoi pasti.

Quanto «pesa» il tuo piatto?

Una ricerca ha preso in considerazione i dati sulla distribuzione percentuale dell’impatto ambientale della dieta nei diversi Paesi europei: ovvero quanto (in percentuale) ogni tipo di alimento incide sul totale complessivo dei gas serra generati dalle produzioni alimentari. In tutti gli Stati europei l’impatto più significativo riguarda carne, uova, latte e latticini

In Italia, in particolare, oltre la metà delle emissioni dovute all’alimentazione riguardano la produzione di carne e uova, mentre oltre un quarto è dovuto ai latticini. Frutta e verdura pesano invece per meno del 3%: oltre a far bene alla linea, fanno bene anche alla Terra!

Scegli alimenti di stagione ed evita prodotti alimentari eccessivamente trasformati per contribuire ad aumentare la domanda di cibo salutare e mantenere la biodiversità.

Scegli legumi, frutta secca a guscio o semi come fonti proteiche per ridurre il tuo impatto ambientale, sanitario ed economico.

Controlla le etichette alimentari e preferisci alimenti prodotti nel rispetto dell’ambiente e dei lavoratori.

Fonte: Associazione Scientifica Alimentazione Nutrizione e Dietetica

Buono… da buttare

Ogni anno nel mondo vengono sprecate 1,3 miliardi di tonnellate di cibo: ciò significa che circa un terzo della produzione mondiale viene buttato prima di essere mangiato, perché perso lungo tutta la catena di produzione (raccolta, trasporto, distribuzione e consumo) o gettato nelle pattumiere. Ancora qualche dato: il 30% dei cereali prodotti, il 35% del pesce pescato, il 45% di frutta e verdura, il 20% del latte e dei latticini e il 20% della carne vengono gettati ogni anno.

Intanto, 3 miliardi di persone nel mondo non possono permettersi un pasto sano ogni giorno e oltre 800 milioni soffrono la fame

COME (CERCARE DI) RIDURRE LO SPRECO ALIMENTARE

Fai una lista prima di andare a fare la spesa

Acquista solo ciò di cui hai bisogno

Scegli prodotti freschi e di stagione

Controlla sempre la data di scadenza dei prodotti deperibili

Metti in ordine di scadenza i cibi nella dispensa

Cucina solo quanto puoi consumare (evita porzioni abbondanti)

Riutilizza gli scarti e gli avanzi per altre ricette (se possibile)

call to action

Usa gli avanzi vegetali come compost

Too good to go

Ogni giorno anche nella tua città vengono buttati quintali di cibo invenduto. Too good to go è un’app gratuita che ti permette di intercettarli prima che vadano a finire nei cassoni dei rifiuti: controlla sull’app i negozi della tua zona che aderiscono al progetto, potresti trovare tanto cibo ancora buono a prezzo molto scontato.

Al ristorante chiedi un contenitore per portar via il cibo che non hai consumato

Nessun dato

Due forme della malnutrizione

La malnutrizione è la condizione che si verifica quando i nutrienti assunti (proteine, minerali, vitamine…) non sono in equilibrio perché insufficienti oppure eccessivi rispetto al fabbisogno dell’organismo. Questo termine comprende due situazioni ben distinte: la denutrizione, cioè la carenza di cibo protratta nel tempo; l’ipernutrizione, cioè l’eccesso di cibo dovuto a cattive abitudini alimentari. Un corpo malnutrito è spesso soggetto a malattie e infezioni e fatica a crescere seguendo le regolari tappe dello sviluppo, tanto più che spesso la malnutrizione si associa al consumo di acqua non potabile, alla scarsità di igiene e di controlli medici

Per questi motivi la malnutrizione viola il diritto di tutti i bambini e le bambine di crescere in salute.

Nella sua forma più grave la malnutrizione acuta si manifesta come grave carenza di peso e perdita di

tono muscolare: è una condizione fortunatamente in diminuzione, ma riguarda ancora decine di milioni di bambini e bambine.

L’altro volto della malnutrizione è il sovrappeso: anche questa situazione deriva da un’alimentazione scorretta, di solito dovuta al fatto che gli alimenti meno nutrienti sono spesso anche più economici. Sovrappeso e obesità (la sua forma più estrema) sono in aumento sia nei Paesi industrializzati sia in Africa e Asia. Le fasce più deboli della popolazione, costrette a lavori faticosi e lunghi spostamenti, sono infatti anche quelle che possono dedicare meno tempo alla preparazione di piatti sani e che più facilmente si nutrono male, assumendo calorie «vuote», cioè con elevato apporto energetico ma uno scarsissimo (o nullo) valore nutritivo (alimenti privi di proteine, carboidrati, vitamine, grassi). Per saperne di più guarda il video attivando l’icona in basso.

Fonte: FAO, IFAD, UNICEF, WFP e WHO, Lo stato della sicurezza alimentare e della nutrizione nel mondo, 2022.

SPORT che passione!

Il corpo è il primo «luogo» che abitiamo ed è lo strumento con il quale conosciamo noi stessi e il mondo. Teoricamente, con il cellulare in mano possiamo fare un sacco di cose come ordinare cibo, vedere gli amici, giocare, seguire lezioni… seduti su un divano. Ma mettere il corpo in movimento è il modo migliore per preservare la salute fisica e mentale e ci protegge da gravi malattie croniche come l’obesità.

Una vita in movimento…

Se la si inizia da piccoli, l’attività fisica diventa una piacevole (e irrinunciabile!) compagna di vita: fa bene allo sviluppo fisico e cognitivo; è un toccasana per umore e autostima; permette di esprimerci, conoscere ciò ci piace ed entrare in relazione con gli altri La sedentarietà aumenta i rischi di sviluppare malattie croniche e oggi siamo più «fermi» di un tempo: l’attività fisica si è fatta più strutturata e meno libera, avviene spesso sotto la supervisione di un istruttore e a pagamento; a volte mancano i mezzi economici e gli spazi per dedicarsi al movimento, che dovrebbe essere invece un diritto di tutti.

… e uno stile di vita sano

La salute passa anche dalle tante piccole scelte che compiamo durante la giornata. Volete iniziare a prendervi cura della vostra salute e del vostro futuro?

Iniziate da poche semplici regole:

muovetevi il più possibile, facendo sport e passando tempo all’aperto con gli amici

mantenete un’alimentazione varia e corretta, a base di alimenti freschi e non confezionati

dormite almeno 8 ore a notte

non fumate! Ogni sigaretta contiene circa 80 sostanze cancerogene che, oltre a causare un sacco di malattie, alterano la voce e fanno puzzare alito e vestiti

tenetevi lontano da alcol e droghe: anche le sostanze considerate «leggere», come l’alcol o la marijuana, possono creare dipendenza e avere effetti negativi a lungo termine sulla salute

UN APPROCCIO MENTALE

Avere uno stile di vita sano vuol dire fare movimento, alimentarsi bene e avere un approccio mentale positivo.

Per esempio, non si può mangiare dolci tutto il giorno, così come non si può continuamente correre alla massima velocità. L’approccio mentale invece sta alla base, senza variare in quantità. Si tende a sottovalutarlo, ma la cura delle relazioni con noi stessi e con gli altri è ciò che ci permette di creare un giusto equilibrio tra noi e l’ambiente che ci circonda! Se siamo in buona salute riusciamo a socializzare, ad affrontare meglio gli impegni della giornata, ad avere autostima e a capire meglio le nostre emozioni.

Non smettere di giocare

Il gioco è una palestra di emozioni che ci abitua a vivere meglio giorno dopo giorno rabbia, delusioni, frustrazioni, competizione. Osservando le compagne e i compagni di squadra nel gioco sportivo non solo si apprende per imitazione, ma – grazie ai neuroni specchio – si allena il cervello ad anticipare intenzioni e movimenti dell’altro: è una forma di empatia che torna utile anche fuori dal campo. Il gioco è tutto fuorché «una cosa da bambini». Giocare con gli altri aiuta a gestire l’emotività e fornisce una via di uscita da situazioni di disagio familiare e sociale. Nei contesti di maggiore degrado e povertà, anche educativa, il gioco sportivo aiuta a rimanere lontani dalla strada e dalle frequentazioni pericolose e permette di tornare a guardare il futuro con speranza.

Sport agonistico

Sport amatoriale

Dolci (≤2 porzioni a settimana)

Carne, salumi, pesce, legumi e uova (≤2 porzioni a settimana)

Esercizio strutturato

Andare in bicicletta

MOVIMENTO ALIMENTAZIONE

Camminare a passo veloce

Spostarsi a piedi

Riposare a sufficienza

Curare le relazioni socio-affettive

Fare le scale

Curare le passioni e gli hobby

Latte e derivati (2-3 porzioni al giorno)

Pane, biscotti, patate, pasta, riso preferibilmente integrale (1-2 porzioni al giorno)

Frutta e verdura (≥2 porzioni al giorno)

Acqua (1,5-2 litri al giorno)

Essere positivi e motivati

APPROCCIO MENTALE

Gestire lo stress

Fonte: Wellness Foundation

Fonte: Wellness Foundation

Misurare il BENESSERE

I soldi fanno la felicità? È facile rispondere «no» dal calore delle nostre case. Certamente un po’ di denaro permette di gettare le basi per vivere serenamente, ma la soddisfazione per la propria vita si misura anche, e soprattutto, con altro: il tempo, gli affetti, il senso di inclusione... Come definireste, quindi, il benessere? E, secondo voi, sta crescendo?

Benessere vuol dire felicità?

Periodicamente ci imbattiamo in qualche classifica dei «Paesi più felici», che di solito vede ai primi posti alcuni degli Stati del Nord Europa (nel 2022 al primo posto c’era la Finlandia, seguita dalla Danimarca e dall’Islanda). Spesso queste notizie lasciano però il tempo che trovano, perché si basano sul confronto tra i vari Stati e sul livello di benessere socio-economico percepito dai cittadini, e meno su valori come il senso di appartenenza a una comunità, l’avere uno scopo e degli ideali nella vita, sentirsi vitali e impegnati in qualcosa. Certamente un buon livello di benessere economico aumenta la possi-

bilità di acquistare beni e servizi necessari o desiderati, ed è una fondamentale base di partenza per quella che definiamo felicità. Ma non è il suo unico ingrediente. E per te, che cos’è la felicità?

Benessere sì… ma sostenibile

Da tempo gli studiosi hanno capito che i parametri considerati per valutare il progresso di una società non possono essere solamente di carattere economico. Per esempio, alcune statistiche economiche dicono che l’Italia si trova nel gruppo dei Paesi più prosperi, ma compare solo al 31° posto (su 146 analizzati) secondo il World Happiness Report (la classifica dei Paesi più felici) del 2022. Come mai?

Nel caso dell’Italia, si è visto che pesano in particolare la percezione della corruzione e la scarsa libertà di compiere scelte di vita (perché il mercato del lavoro poco efficiente e la scarsa trasparenza nei meccanismi di selezione non lo permettono).

Da decenni per misurare il benessere economico ci si basa sul PIL, il prodotto interno lordo, cioè il valore di tutto ciò che produce un Paese (beni e servizi) in un dato periodo di tempo (di solito un anno). Comprende tutte le attività economiche svolte all’interno del Paese (da imprese nazionali o estere) ed esclude beni e servizi prodotti da imprese e lavoratori nazionali all’estero.

Da alcuni anni è stato introdotto un nuovo indice per misurare anche il benessere sociale e ambientale: è il BES, il benessere equo e sostenibile «misurato» attraverso un insieme di indicatori che valuta il progresso di una società non solo dal punto di vista economico, come fa il PIL, ma anche sociale e ambientale. Intende quindi misurare anche la qualità della vita degli abitanti, con una particolare attenzione a come la ricchezza, i servizi, i beni naturali e culturali sono distribuite tra le persone. Dal 2016, agli indicatori e alle analisi sul benessere si affiancano gli indicatori per il monitoraggio degli obiettivi dell’Agenda 2030 sullo sviluppo sostenibile.

Gli indicatori del BES sono 12:

1. salute

2. istruzione e formazione

3. lavoro

4. benessere economico

5. relazioni sociali

6. politica e istituzioni

7. sicurezza

8. benessere soggettivo

9. paesaggio e patrimonio culturale

10. ambiente

11. innovazione, ricerca e creatività

12. qualità dei servizi.

Il PIL, quindi, non basta a misurare l’effettiva condizione dei cittadini di uno Stato, che deve tener conto anche della salute, dell’istruzione, dei livelli di povertà, della fiducia nelle istituzioni, quindi di tutti gli elemen-

ti che contribuiscono al nostro benessere, come fa il Better Life Index. Questo indice consente di confrontare il benessere tra i Paesi sulla base di 11 indicatori che l’OCSE ha identificato come essenziali: housing (condizioni abitative), reddito (e sostenibilità finanziaria), lavoro, comunità, istruzione, ambiente, governance (democrazia), salute, soddisfazione di vita, sicurezza, bilancio lavoro-vita.

Povertà e disuguaglianze

Tutti questi aspetti del benessere non possono essere raggiunti nelle realtà e nelle regioni del mondo fortemente toccate dalla povertà. Ancora oggi 1,5 miliardi di persone (quasi un essere umano su 5) vivono con l’equivalente di meno di 1,25 dollari al giorno e probabilmente un altro miliardo vive con meno di 2 dollari al giorno. In alcune regioni del mondo queste cifre bastano forse per mangiare, ma per uscire dalla povertà serve molto altro: istruzione, sanità e altri servizi di base, libertà e possibilità di partecipazione sociale e politica… Con la crescita economica dei Paesi in via di sviluppo la disparità di reddito tra le varie regioni del mondo tende a ridursi, ma non altrettanto si può dire delle disparità interne a ogni singolo Paese. In pratica, anche quando la ricchezza cresce, resta concentrata nelle mani di pochi e le disuguaglianze si fanno più profonde. Invece la crescita dovrebbe essere inclusiva e abbracciare le tre dimensioni dello sviluppo sostenibile: economica, sociale e ambientale

Le blue zones

Le chiamano blue zones: sono regioni del mondo dove la longevità è di casa. Di queste «isole» di centenari le più famose sono l’Ogliastra in Sardegna, l’isola di Okinawa in Giappone, l’isola di Icaria in Grecia, la comunità di avventisti di Loma Linda in California e la penisola di Nicoya in Costa Rica.

In tutte le blue zones, oltre a un’aspettativa di vita molto alta, spicca la scarsità di patologie altrove comuni tra gli anziani, come malattie cardiache, obesità, cancro o diabete. Gli scienziati che studiano queste comunità centenarie hanno individuato alcuni punti, che di segreto hanno ben poco. Proviamo a vedere insieme quelli che valgono per gli abitanti della penisola di Nicoya, in Costa Rica (America Centrale).

I centenari di Nicoya: un Paese in stile One Health

Dal 1948 il Costa Rica è l’unica nazione al mondo a non avere un esercito. Questo comporta un grande risparmio per il Paese, che negli anni ha deciso di investire in sanità, istruzione e sostenibilità. Da anni, infatti, ha conquistato l’indipendenza dai combustibili fossili servendosi quasi esclusivamente di energie rinnovabili e si è dotata di un efficiente sistema sanitario.

BLUE ZONES

Le relazioni: famiglia e tempo libero La famiglia è al centro di tutto. Gli anziani che vivono in casa continuano a prendersi cura dei familiari come possono, sentendosi coinvolti e utili. E poi ci sono gli amici, con cui si condividono momenti di svago e divertimento. In tutto questo non manca un po’ di quotidiana attività fisica, tra un lavoretto e l’altro, e qualche momento per prendere il sole e ricaricarsi.

L’ambiente: a stretto contatto con la natura Questo piccolo lembo di terra tropicale vanta il primato di essere il più ricco di biodiversità del pianeta. Vi sono molti parchi nazionali e aree protette, e gli abitanti si impegnano nella tutela e nella conservazione della natura.

Una farmacologa a tu per tu con...

Quando non stiamo bene possiamo quasi sempre essere certi che esista un farmaco che fa al caso nostro. Chi ci assicura che sia così? I ricercatori come Silvia De Francia, farmacologa clinica. L’abbiamo intervistata per conoscere meglio il «dietro le quinte» della ricerca dei farmaci che ci fanno stare bene, e ci ha svelato un particolare interessante su farmaci e differenze di genere.

Di che cosa ti occupi, Silvia?

Insegno Farmacologia generale e speciale e lavoro in ospedale, occupandomi di monitorare l’andamento delle terapie per patologie diverse. Questo lavoro serve a capire se il paziente risponde al trattamento farmacologico. Faccio anche molta ricerca, studiando il modo in cui agiscono i farmaci. Scrivo e pubblico le mie ricerche e mi impegno a comunicarle, attraverso libri e interviste. Il mio ambito di divulgazione è soprattutto la farmacologia sesso e genere specifica, che studia l’impatto delle variabili di sesso e di genere in risposta ai farmaci.

Ci puoi spiegare meglio?

La dieta: alimenti semplici ma ricchi di tutto Tanta frutta, cereali, fagioli, tortillas, uova e raramente carne. A questo si aggiunge acqua di fonte ricca di sali minerali, tra i quali calcio e magnesio. Zuccheri, grassi e cibi raffinati? Quasi del tutto assenti.

Lo stile di vita: positività e leggerezza È difficile incontrare un nicoyano stressato. I ritmi di vita in Costa Rica sono molto rilassati e per ogni cosa ci si concede il «giusto» tempo. Forse anche per questo tanti anziani oltre gli 80 anni preferiscono spostarsi a piedi – anche se si impiega di più –anziché prendere l’auto.

Uomini e donne rispondono in modo differente alle terapie farmacologiche. Al momento, queste differenze non vengono pienamente considerate nella routine di cura, anche se l’uomo e la donna sono molto diversi.

Come siamo arrivati a questo?

La sperimentazione dei farmaci nella fase preclinica (cioè in laboratorio su modelli cellulari e animali) e nella fase clinica (su volontari sani e pazienti) è quasi sempre avvenuta su modelli maschili, perché più semplici da analizzare e studiare. Il modello femminile presenta infatti cicli di vita molto variabili dal punto di vista ormonale: la donna può avere una gravidanza, allattare, entrare in menopausa.

Qual è stata la tua formazione?

Ho frequentato il liceo classico e poi mi sono iscritta al corso di Scienze biologiche all’Università di Torino. Dopo la laurea ho conseguito il Dottorato di ricerca in Medicina e Terapia sperimentale. E, per ultimo, ho frequentato la Scuola di specializzazione in Biochimica clinica.

Come vedi il futuro della sanità?

Ritengo che l’unico approccio per far fronte alle sfide presenti e future sia l’approccio One Health. Deve diventare la base dei futuri modelli sanitari: un fronte comune con cui operare per il benessere di tutti e tutto. Soltanto un progetto sanitario fortemente integrato tra le varie discipline può essere la risposta ai bisogni odierni: i sistemi chiusi non funzionano più.

La carbon footprint degli alimenti

La produzione di alimenti emette in atmosfera differenti gas serra. Questo grafico a barre orizzontali mostra la quantità di CO2 equivalente emessa per ogni kg di alimento prodotto. Il CO2 equivalente viene utilizzato per confrontare e sommare insieme i contributi di diversi gas serra, in particolare per stimare la carbon footprint associata a un’attività umana.

Emissioni di gas serra (in kg) per kilogrammo di cibo prodotto

1 INTERPRETA Commenta il grafico delle emissioni di CO₂ per kilogrammo di cibo prodotto, utilizzando le seguenti domande guida:

a. La produzione di quale alimento emette in atmosfera maggiori quantità di gas a effetto serra?

b. La produzione di quale alimento emette in atmosfera minori quantità di gas a effetto serra?

c. In generale, è possibile affermare che la produzione di alimenti di origine animale emette in atmosfera maggiori quantità di gas a effetto serra? Riporta i dati che confermano la tua risposta e spiega perché.

3 VICINO A TE Prova ora a calcolare quanto CO₂ viene emesso per soddisfare il tuo fabbisogno di cibo settimanale. Puoi consultare la tabella CO₂ nel piatto attivando l’icona in basso. Come devi procedere?

a. Individua nella tabella gli alimenti che consumi durante una normale settimana di scuola.

b. Inserisci nella colonna B la quantità in grammi di quello specifico alimento che mangi in una settimana.

2 ESPLORA Considera i dati delle percentuali di CO₂ emesse per ogni fase di produzione di un alimento, attivando l’icona in basso. Confronta i dati, utilizzando le domande guida seguenti.

a. Quali alimenti, tra quelli in tabella, hanno un maggior impatto nella fase di imballaggio?

b. Quali alimenti, tra quelli in tabella, hanno un maggior impatto nella fase di trasformazione?

c. Per ogni alimento riportato, individua in quale fase della filiera di produzione viene emessa la maggior percentuale di CO₂.

c. Moltiplica la quantità della colonna A per quella della colonna B per sapere quanti grammi di CO₂ vengono emessi per mangiare quel cibo tutta la settimana.

d. Ripeti il punto b. e il punto c. per ogni alimento che mangi.

e. Somma i grammi ottenuti nella colonna C per sapere quanti grammi di CO₂ vengono emessi per soddisfare il tuo fabbisogno alimentare per un’intera settimana.

Fonte: J. Poore, T. Nemecek, Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers, Ourworldindata.org, 2018.

… evitare di assumere troppi zuccheri

La sfida

Glucosio, fruttosio, galattosio, saccarosio, lattosio, maltosio e maltodestrine sono solo alcuni degli zuccheri presenti nei cibi che spesso mangiamo. L’assunzione di una grande quantità di zuccheri nella nostra dieta può portare ad aumento di peso, insorgenza di diabete, carie dentali e altre patologie.

METTIAMOCI AL LAVORO

TEMPI

• 1 ora a casa

• 2 ore in classe

STRUMENTI

Etichette alimentari, cartoncini colorati di grande formato, matite, pennarelli, riga, colla.

L’obiettivo

Realizzate cartelloni in cui mostrare i cibi con un alto contenuto di zuccheri per comprendere quali cibi evitare e quali poter assumere di frequente e ottenere la medaglia di Esperto in alimentazione

L’attività si divide in due parti: la prima a casa, da svolgere in autonomia, e la seconda in classe a gruppi.

1 A CASA

a. Leggete sul libro di Scienze i testi dedicati alle biomolecole, ai principi nutritivi e in particolare agli zuccheri.

b. Ritagliate o staccate le etichette dei cibi che avete in casa: latticini, salumi, merendine, altri cibi confezionati. Le etichette devono riportare sia i valori nutrizionali sia gli ingredienti.

2 IN CLASSE

a. Fate un brainstorming e rispondete a queste domande:

• Che cosa sono gli zuccheri?

• Quali sono i principali problemi dell’eccessiva assunzione di zuccheri?

• Quali sono i benefici in una moderata assunzione di zuccheri?

• Quali sono i cibi che contengono meno zuccheri?

• Quali sono i cibi che contengono molti zuccheri?

b. Al termine della discussione, dividetevi in 3 gruppi.

c. Ogni gruppo sceglie un cartellone da realizzare: cartellone introduttivo, cartellone dei cibi ricchi di zucchero, cartellone dei cibi poveri di zuccheri.

d. Nel cartellone introduttivo riportate le caratteristiche degli zuccheri dal punto di vista scientifico, come indicato nell’esempio qui a lato.

e. Nel cartellone dei cibi ricchi di zucchero individuate i cibi che contengono più zucchero in 100 g di prodotto, come riportato nelle tabelle nutrizionali sulle etichette, e realizzate il relativo cartellone, come nell’esempio. Potete inserire più di un esempio.

f. Nel cartellone dei cibi poveri di zucchero non inserite etichette. Con l’aiuto del docente individuate tra i cibi «senza etichetta» (frutta e verdura fresche ecc.) quali contengono meno zuccheri. Seguite l’esempio qui sotto.

I CIBI POVERI DI ZUCCHERI

Anguria

10 g di zuccheri per 100 g di prodotto

Finocchio 1 g di zuccheri per 100 g di prodotto

Mela

12 g di zuccheri per 100 g di prodotto

I principali carboidrati di interesse alimentare vengono distinti in semplici e complessi; i primi sono conosciuti come zuccheri semplici o carboidrati semplici o solamente zuccheri. L’apporto di zuccheri semplici non dovrebbe superare il 10-12% dell’energia giornaliera; in una dieta da 2500 kcal questi nutrienti non dovrebbero essere consumati in misura superiore ai 60-75 g al giorno.

ASSUNZIONE MASSIMA GIORNALIERA 60-75 g al giorno

10-12% dell’energia giornaliera

PRINCIPALI FONTI DI ZUCCHERI

Bibite gassate, merendine, succhi di frutta, zucchero da tavola, miele e frutta candita.

Inserisci le caratteristiche principali degli zuccheri.

I CIBI RICCHI DI ZUCCHERI

NOME: Spuntinos

INGREDIENTI: 76% crema alle nocciole e al cacao (zucchero, olio di palma, nocciole 13%, cacao magro 7,4%, latte scremato in polvere 6,6%, siero di latte in polvere, emulsionanti: lecitine (soia); vanillina), 24% cialda e chicchi di pane di tipo “00” con olio di palma (farina di grano tenero tipo “00”, olio di palma 6,5%, lievito di birra, estratto di malto d’orzo, emulsionanti: lecitine (soia); sale, latte scremato in polvere, proteine di frumento, proteine del latte, acqua).

Evidenzia la quantità di zuccheri in 100 g di prodotto.

g. Appendete in classe i cartelloni così da ricordare sempre quanti zuccheri state assumendo.

h. Al termine del lavoro l’insegnante assegna la medaglia di Esperto in alimentazione

RIFLETTO SULLA SFIDA

• Hai trovato interessante l’attività svolta? Perché? Hai avuto delle difficoltà? Quali?

• I cartelloni ti sono sembrati un efficace strumento di comunicazione? Perché?

• Pensi di aver compreso l’importanza di una corretta alimentazione?

• Pensi di avere compreso l’importanza di ridurre l’apporto di zuccheri nella tua dieta?

TABELLA NUTRIZIONALE

Riporta nome del prodotto, ingredienti e tabella nutrizionale.

BIG DATA al servizio della nostra salute

Parlare oggi di «salute unica» significa saper raccogliere, elaborare e interpretare un’enorme mole di dati sulla salute degli esseri umani, degli animali e dell’ambiente, e usare queste informazioni per migliorare il benessere di tutti. Ma c’è un rovescio della medaglia… il potere delle aziende private che detengono quei dati, la nostra privacy e l’uso compulsivo che talvolta facciamo di internet e dei dispositivi connessi. E, infine, cerchiamo di capire l’apporto che può fornire l’intelligenza artificiale nel migliorare la ricerca e le condizioni di vita, senza delegare tutte le responsabilità a degli algoritmi.

La diva che inventò il Wi-Fi

Il mondo la conosce come Hedy Lamarr, ma il suo vero nome era

Hedwig Eva Maria Kiesler.

Il mondo la ricorda come un’attrice avvenente («la più bella ragazza del mondo»), ma Lamarr è stata anche e soprattutto una geniale inventrice.

Una tortuosa ricerca di sé

Di questa doppia natura è segnata la vita della donna nata nel 1914 in una benestante famiglia viennese di origini ebraiche, educata più dalle governanti che dai genitori e approdata appena quindicenne nel mondo del cinema, dove inizia a ottenere piccole parti. Vive a Berlino, poi di nuovo a Vienna, quindi a Parigi e poi a Los Angeles. Ai ruoli sul grande schermo in film di non grande qualità, che sfruttano solo la sua bellezza fisica, alterna sei matrimoni di breve durata, tra cui quello con un commerciante d’armi austriaco, Fritz Mandl, assiduo frequentatore di Hitler e Mussolini. Questo incontro avrà un ruolo importante nel suo futuro da scienziata e inventrice di un moderno sistema di trasmissione dei dati.

Al servizio degli Stati Uniti

La fama di icona del cinema le sta stretta. Angosciata dal dilagante antisemitismo, mentre i sottomarini tedeschi affondano le navi ricche di rifornimenti inviate dagli Alleati in Europa, Lamarr decide di sfruttare la sua bellezza per sostenere una raccolta fondi organizzata dal governo statunitense. Promettendo baci al pubblico che incontra in un tour per gli States, in 10 giorni raccoglie addirittura 25 milioni di dollari.

Un’inventrice geniale

Per il suo Paese di adozione fa qualcosa di ancor più straordinario. Ricordandosi delle conversazioni udite quando era moglie di Mandl e rispolverando la passione per le scienze applicate trasmessale dal padre, Lamarr lavora con l’amico compositore George Antheil a un sistema di trasmissione di dati a distanza che non possa essere intercettato o disturbato dalle forze nemiche.

Il 10 giugno 1941 i due depositano all’Ufficio Brevetti la loro invenzione con il nome di Secret Communication System (numero di brevetto 2 292 387): un metodo anti-intercettazione dei siluri americani radiocomandati che altera di continuo e in modo apparentemente casuale la frequenza dei comandi radio inviati, per impedire che i nemici intercettino quei segnali. Il sistema sfrutta una tecnica simile a quella dei rulli di carta perforata che fanno suonare automaticamente le pianole meccaniche dell’epoca. Lamarr immagina che ogni siluro e il suo sistema di guida siano forniti di identici rulli-spartiti con la stessa sequenza preprogrammata. Solo seguendo un codice specifico è possibile controllare il siluro; dato che il nemico non conosce lo schema esatto dei segnali, non riesce a interpretarli.

L’eredità di Lamarr

Forse anche perché l’esercito statunitense non si fida di un’invenzione messa a punto da una diva del cinema e da un musicista, il Secret Communication System non ha seguito e viene dimenticato. Sarà tuttavia «rispolverato» vent’anni dopo: servirà per le comunicazioni tra le navi statunitensi durante la «crisi dei missili» di Cuba, uno scontro tra Stati Uniti

La mia carriera è stata

diversa da

possano sperimentare che non so cosa dire loro. […]. Avevo una cosa che loro non hanno, una grande visibilità. Quando entravo in una riunione, ero la ragazza. La ragazza. Tutti sapevano chi ero, all’istante. […] Quindi è stato un buon inizio.

H. Lamarr, Ecstasy and Me. My Life as a Woman, Bartholomew House, New York, 1966.

e Unione Sovietica nel pieno del difficile periodo noto come Guerra fredda

Oggi praticamente tutte le telecomunicazioni si appoggiano sulla tecnologia frequency-hopping spread spectrum (FHSS), alla base del brevetto

2 292 387. Anche durante una telefonata con il cellulare la frequenza radio varia di continuo, per consentire a tutti gli utenti di chiamare e per evitare che le nostre conversazioni siano ascoltate da altri Quando oggi utilizziamo la FHSS negli smartphone, nei walkie-talkie, nei GPS, nel Wi-Fi, nel bluetooth, nelle comunicazioni tra satelliti, dovremmo ricordarci dell’ingegno e della determinazione di Hedy Lamarr.

davvero

Non è mai troppo tardi

Nel 1998, a 84 anni, Hedy Lamarr riceve la medaglia Kaplan, la più prestigiosa onorificenza austriaca assegnata agli inventori. Dalla sua scoperta sono ormai trascorsi 57 anni. Alla notizia del premio commenta, sarcastica: «Era ora».

Quali onorificenze conosci, tra quelle dedicate agli scienziati e inventori più meritevoli? Secondo te, qual è lo scopo e il significato di attribuire un riconoscimento di questo tipo a una persona di scienza?

così

qualsiasi cosa essi

Big Data per la SALUTE GLOBALE

Ragionare nell’ottica di una salute unica globale richiede una profonda revisione delle pratiche mediche esistenti, che parte dalla digitalizzazione e dall’integrazione dei dati sanitari dei pazienti.

E, in più, i Big Data ci aiutano a salvaguardare la salute degli animali e dell’ambiente.

Tracciamento dei dati per migliorare la salute di tutti

In ambito sanitario i Big Data, se usati modo corretto, possono aiutarci a:

• formulare previsioni sull’impatto di una determinata malattia su una popolazione a rischio;

• confermare una decisione medica riguardo un singolo paziente;

• capire il decorso di una malattia cronica;

• immaginare, ancora prima della sperimentazione, se un farmaco sia sicuro o efficace sull’essere umano, riducendo rischi e tempi dei test clinici

Tutti questi dati possono provenire da cartelle sanitarie elettroniche, dai nostri smartwatch o da tracker di attività usati a scopo di fitness, da dispositivi di monitoraggio medico come quelli per il diabete o per l’asma o per altre malattie. Il potenziale di questa mole di dati (Big Data, appunto) nella ricerca medico-scientifica è enorme: per esempio al Laboratorio del CERN di Ginevra si sta sfruttando una piattaforma aperta a tutti per archiviare i dati relativi al CoViD-19 e studiare il ruolo dell’inquinamento e delle condizioni meteorologiche sull’impatto della pandemia nel mondo, o l’influsso della mancanza di mobilità durante la pandemia sulla salute mentale dei cittadini e quindi sui costi sanitari.

Il rovescio della medaglia è la complessa gestione della privacy. Esistono infatti dati sanitari che non possono essere resi anonimi (per esempio un esame del DNA, che

individua in modo inequivocabile un cittadino) oppure che, se vengono resi anonimi, perdono la loro utilità clinica. La gestione di questi dati è un’importantissima questione che riguarda i valori fondamentali della nostra vita civile e sociale.

Medicina «da lontano»

La pandemia di CoViD-19 ha impresso un’accelerazione alla gestione digitale di molte procedure che riguardano la salute e che permettono di:

• programmare con più efficienza le visite;

• snellire le code;

• ricordare ai pazienti quando devono sottoporsi a screening per patologie di cui sono a rischio, presentarsi per un vaccino o assumere un farmaco.

Un’altra opportunità interessante riguarda la telemedicina (letteralmente, «medicina da lontano»): la possibilità di agire online per inviare documentazioni mediche senza il rischio di diffusione di dati sensibili ed essere seguiti da medici specialisti anche se non ci si trova nel loro stesso luogo. Sono considerati telemedicina anche:

• il teleconsulto (il consulto tra due medici specialisti relativamente a casi da trattare);

• la teleassistenza medica di malati cronici;

• le televisite dei pazienti che non hanno la possibilità o che fanno fatica a spostarsi;

• la teleterapia di psicologi a pazienti, che facilita la cura del benessere mentale.

APPLICAZIONI DEI BIG DATA NELLE CURE SANITARIE

Diagnostica

Estrazione e analisi dei dati per identificare le cause di malattia.

Medicina preventiva

Analisi predittiva e analisi dei dati di genetica, stili di vita e circostanze sociali per prevenire le malattie.

Medicina di precisione

Utilizzo dei dati aggregati per guidare un’assistenza più personalizzata.

Ricerca medica e farmacologica

Utilizzo dei dati per curare le malattie e scoprire nuovi trattamenti e farmaci.

Riduzione di eventi medici sfavorevoli

Utilizzo dei Big Data per individuare gli errori terapeutici e segnalare potenziali reazioni avverse.

Riduzione dei costi

Identificazione dei parametri che portano a migliori risultati per il paziente in modo da conseguire risparmi a lungo termine.

Salute della popolazione

Monitoraggio dei Big Data per identificare l’andamento delle malattie e le strategie sanitarie basate su dati demografici, geografici e socio-economici.

I Big Data per la salute degli animali e dell’ambiente

Non dobbiamo mai dimenticare che la salute degli animali e della Terra è strettamente legata alla salute dell’essere umano. I Big Data possono essere sfruttati per migliorare le condizioni degli animali da allevamento, per esempio facendo ricerche sui mangimi più sani e sostenibili, o per prevenire e gestire le epidemie di malattie animali, o ancora per rendere più efficienti e meno dannosi per l’ambiente gli allevamenti intensivi, che secondo le stime della FAO sono responsabili del 14,5% delle emissioni totali di gas serra.

L’analisi di grandi quantità di dati può contribuire a:

• ridurre il consumo di energia e di risorse anche in agricoltura, per esempio ottimizzando l’irrigazione;

• monitorare lo stato di salute degli ecosistemi più in sofferenza ed elaborare gli scenari climatici più probabili per il futuro;

• dare informazioni importanti su come viene utilizzata l’energia e su dove si possono ridurre gli sprechi.

Fonte: Massachusetts Medical Society

La tutela della PRIVACY

Hai idea di quanti oggetti connessi a internet ci sono in casa tua? Non pensare solo a computer e telefoni: ci potrebbero essere lampadine, robot aspirapolvere, frigorifero… e perfino la lettiera per i gatti! Ognuno di questi dispositivi raccoglie dati sulla tua casa e sulle tue abitudini per garantire e migliorare il proprio funzionamento, ma anche per spingerti ad acquistare prodotti in linea con i tuoi interessi.

C’è qualcosa di te e della tua casa al riparo da questa raccolta di dati?

Un dato, milioni di dati

Quando il tuo smartphone registra una tua informazione personale, per esempio la tua posizione, e la trasmette a un server lontano, non sembra altro che un piccolo peccato di… ficcanasaggine. Sarebbe in effetti così, se fosse soltanto un’informazione solitaria. Ma se invece a quel server giunge la posizione di milioni di utenti, diventa una quantità di dati massiccia, da cui è possibile ricavare molte informazioni su tendenze e abitudini di una popolazione.

A chi interessano i nostri dati?

Tutte le piattaforme che ci offrono gratuitamente la possibilità di «navigare» online e di diffondere informazioni su di noi, ottengono in cambio la facoltà di raccogliere e utilizzare i nostri dati. Ogni scelta, ogni commento, ogni parola scritta, ogni sito web visitato sono memorizzati, e la società tecnologica è anche in grado di collegare i singoli dati in «Big Data», cioè l’insieme delle tecnologie per analizzare grandi quantità di dati diversi. Queste tecnologie ricavano informazioni da informazioni e creano un profilo sempre più preciso dei nostri gusti, delle nostre preferenze e abitudini, del linguaggio che usiamo. Ma perché alcune aziende hanno interesse ad avere i nostri dati? Soprattutto per poterci vendere prodotti Per esempio, una casa in cui è stato aggiunto un lettino è una famiglia in cui si può provare a vendere biberon, pannolini, alimenti e giocattoli per la prima infanzia,

prodotti per riprendere la forma fisica dopo il parto, o magari conti bancari per neonati. E tutto avviene senza che noi ci accorgiamo di essere oggetto di pubblicità selezionate. Quest’attività, che ha come scopo il marketing mirato, cioè la proposta di annunci pubblicitari «cuciti su misura» sui nostri interessi e sul momento di vita che stiamo attraversando, si chiama profilazione I dati sono dunque una nuova ricchezza che le aziende comprano e vendono, spesso a nostra insaputa. Il modo più semplice per raccogliere dati è offrire servizi gratuiti. Dietro a ogni «servizio gratuito» si nasconde un’azienda a cui accetti di cedere i tuoi dati, cliccando in fretta sul pulsante «Ho letto e accetto».

Come proteggere i dati?

Le aziende che raccolgono e vendono dati precisano sempre che tali dati sono raccolti in maniera anonima, cioè privi di riferimenti che consentano di identificare una persona in carne e ossa. Se si tratta perciò soltanto di una singola informazione, il rischio che la nostra privacy sia compromessa è minimo. Ma quando le informazioni raccolte sono numerose e di natura varia, è facile per chi lavora nel settore togliere l’anonimato all’informazione e ritrovare esattamente l’individuo a cui si riferiscono, violando il diritto alla vita privata Alcune regole pratiche, però, ci permettono di limitare le informazioni che facciamo circolare; per esempio: • evitare di diffondere dati sensibili (cioè dati personali che possono rivelare l’origine etnica, le opinioni

politiche, lo stato di salute ecc.) delle persone che conosciamo, proteggendo così non solo la nostra privacy ma anche quella degli altri;

• cancellare la cronologia delle navigazioni, la cache (sottocartella in cui vengono memorizzati temporaneamente tutti gli elementi delle pagine visitate) e le informazioni temporanee che conserviamo sui telefoni o sui computer;

• usare il più possibile la crittografia, un metodo che modifica il testo dei messaggi per renderlo incomprensibile a persone non autorizzate; attiviamola su tutti i nostri dispositivi, per evitare rischi in caso di furto.

Il GDPR, questo sconosciuto

Con la diffusione di internet la privacy è sempre più considerata un diritto fondamentale della persona e, in quanto tale, deve essere tutelata. In Italia esiste un organismo che si occupa di garantire a tutti i cittadini questo diritto e di assicurare il regolare trattamento dei dati: il Garante per la privacy Dal 2018 in tutti i Paesi dell’Unione Europea è operativo il nuovo Regolamento europeo sulla protezione dei dati (General Data Protection Regulation, GDPR), che spiega come debbano essere trattati i dati personali, incluse le modalità di raccolta, utilizzo, protezione e condivisione.

Per esempio, viene garantito il diritto all’oblio: un utente che ha lasciato i propri dati su una piattaforma che si occupa di petizioni online ha diritto in qualunque momento a richiedere la cancellazione dei propri dati sia dalla piattaforma, sia a eventuali aziende terze a cui questi dati siano stati venduti. Difendere la privacy significa sia difendere la libertà personale dei singoli individui, sia garantire uguale dignità a tutti, anche sul web Se vuoi informarti su come proteggere i tuoi dati su smartphone e tablet e per usare in modo consapevole le app guarda i video attivando l’icona in basso.

CONTATTI (email, numeri di telefono, contatti social)

CHIAMATE

call to action

Una fabbrica di… «biscotti»

Una tecnica utilizzata dai siti internet per aver informazioni e dati sugli utenti è di lasciare nei loro dispositivi dei cookie («biscotti»), ovvero dei piccoli file sui quali vengono scritte man mano le informazioni raccolte. Tuttavia, secondo il GDPR, tutti i siti sono obbligati a chiedere il consenso all’uso dei cookie: è possibile rifiutare tutti i cookie non strettamente necessari per tutelare la propria privacy. Per vedere quanti e quali cookie sono lasciati sul tuo dispositivo da un sito, scrivi il suo indirizzo nella barra di ricerca di cookieservice.com

CRONOLOGIA DEI SITI VISITATI

NUMERO DELLA CARTA DI CREDITO

NOMI E INDIRIZZI DELLE PERSONE memorizzate sul nostro account

IA , presente e futuro della tecnologia

Se si dispone di moltissimi dati e di un calcolatore potente, si può lasciare a un algoritmo l’incarico di trarre conclusioni che sembrano il frutto di un ragionamento umano. La scienza che si occupa di questo è l’intelligenza artificiale (IA), che sta imponendosi in molti settori della vita e del sapere umani. Ma allora… noi umani non siamo più così indispensabili?

L’importanza e i rischi dell’IA

L’intelligenza artificiale (IA) è l’abilità di una macchina di mostrare capacità umane quali il ragionamento, l’apprendimento, la pianificazione e la creatività. Permette ai sistemi di capire il proprio ambiente, mettersi in relazione con quello che percepisce e risolvere problemi, e agire verso un obiettivo specifico. Il computer riceve i dati (già preparati o raccolti tramite sensori, come una videocamera), li processa e risponde. Alcuni tipi di intelligenza artificiale esistono da più di 50 anni, ma i progressi nella potenza dei computer, la disponibilità di enormi quantità di dati e lo sviluppo di nuovi algoritmi hanno portato a grandi balzi in avanti nella tecnologia negli ultimi anni.

Così falso che sembra vero

Ci sono algoritmi in grado di fare cose strabilianti: per esempio generare volti umani che in realtà non esistono. Uno di questi è alla base del sito This person does not exist, che fa apparire, a ogni apertura, un volto (generato dall’IA) molto difficile da distinguere da fotografie reali. Non ci credi? Prova a cimentarti in questa sfida cercando thispersondoesnotexist.com, ma prima ecco alcuni indizi per riconoscere fotografie generate dall’IA:

• asimmetrie di occhiali e orecchini;

• denti irregolari;

• bagliore attorno ai capelli;

• distorsione in forme e linee dello sfondo;

• forme simili a macchie d’acqua.

Divertiti online anche sul sito whichfaceisreal.com a indovinare quale volto è reale.

Quello citato è solo un gioco, ma su questa stessa ambiguità si basano i deepfake, filmati o audio estremamente verosimili creati da programmi di IA a partire da corpi o voci reali. Nella loro versione più comune si tratta di video con scambi di volti molto realistici, in cui le facce di ignare persone vengono incollate e fatte muovere o parlare su corpi di estranei in contesti o con persone spesso compromettenti: una minaccia per la dignità dei diretti interessati. I deepfake possono coinvolgere anche volti di personaggi politici ed essere usati come strumento di disinformazione e propaganda, per far credere che un personaggio pubblico ha detto qualcosa che in realtà non si è mai sognato di pronunciare o è stato in luoghi che non ha mai frequentato.

L’IA in medicina

Molti settori della medicina (per esempio dermatologia, radiologia, oftalmologia) si basano sull’interpretazione di dati da parte del personale medico. Un’intelligenza artificiale ben addestrata potrebbe giungere alle stesse deduzioni in maniera molto efficace: alcuni studi mostrano che in certi casi le diagnosi effettuate dall’IA sono più precise di quelle effettuate dagli umani. Per esempio, addestrando una IA a riconoscere contorni, colore e forma dei nei (o nevi) pericolosi si ha uno strumento in grado di individuare prontamente i melanomi (lesioni tumorali della pelle): non si tratta di so-

davvero

Artisti con i bit

Vi sembrerà strano, ma c’è qualcuno che ha pensato di disegnare con lo stile di Van Gogh un granchio che mangia popcorn seduto in macchina.

Basta digitare questa descrizione a DALL·E 2© e sotto i nostri occhi si materializza esattamente quanto descritto.

DALL·E 2© è un sistema di intelligenza artificiale in grado di creare immagini e disegni realistici da una descrizione in linguaggio naturale. La potenza di calcolo necessaria per ottenere simili opere artistiche è molto grande. Esiste anche una versione online gratuita e più limitata, ma capace comunque di dare risultati impressionanti, Craiyon.

Se vuoi divertirti a provare qualche combinazione bizzarra cerca craiyon.com.

L’IA per gli animali e l’ambiente

L’IA è diventata uno strumento indispensabile per chi si occupa di conservazione di specie viventi a rischio di estinzione: software appositamente addestrati su migliaia di immagini satellitari possono imparare a riconoscere quali tra queste contengono specie rare, anche se gli animali si nascondono nella più fitta foresta tropicale. Altri algoritmi sono stati addestrati per individuare i suoni dei versi animali tra molti altri rumori e sono usati, per esempio, per tracciare la migrazione delle megattere.

stituire i medici specialisti, ma di fornire loro un aiuto tecnologico per diagnosi sempre più accurate.

Durante la pandemia di CoViD-19, il grande sforzo di raccogliere dati sui pazienti malati e di diffonderli all’interno della comunità scientifica ha permesso di effettuare molte sperimentazioni in cui l’IA viene utilizzata per diagnosticare la malattia (i cui sintomi possono essere molto variabili da persona a persona).

Esiste, per esempio, un sistema di IA sviluppato dall’Università di Maastricht (Paesi Bassi) che permette di riconoscere chi è malato di CoViD-19 analizzando la sua voce, la sua tosse e il suo respiro con un’app che monitora parametri come volume, variazione e potenza.

L’IA è inoltre di vitale importanza nel contrasto al bracconaggio. Esistono software che, analizzando le immagini delle videocamere e delle termocamere a infrarossi, riescono a riconoscere la presenza di estranei che si muovono nelle riserve naturali e a segnalarlo immediatamente ai guardiaparco.

Dagli animali ai disastri ambientali: programmi di IA possono dedurre, dalle immagini satellitari, le categorie di edifici più a rischio nelle zone soggette a inondazioni e ondate di calore e segnalarlo alle autorità competenti perché intervengano. L’IA viene già usata per previsioni meteo sempre più precise e per valutare i rischi delle precipitazioni sul territorio.

INCOLLATI agli schermi

Per le persone affette da dipendenza tecnologica lo smartphone, il computer, la televisione, le app, i social media, i videogiochi, internet, i like sono promesse di svago, autostima e felicità che si trasformano in una progressiva perdita di libertà. Lo sapete che la tecnologia può avere effetti tossici anche sull’ambiente, oltre che sugli esseri umani?

Alcune persone decidono di ISOLARSI

La DIPENDENZA

DA VIDEOGIOCHI porta a scambiare il mondo virtuale per la realtà, fino a sottrarre tempo alle attività quotidiane.

DALLA VITA SOCIALE e mantenere un contatto con la realtà solo attraverso internet. Sono chiamati hikikomori (dal giapponese, «stare in disparte»).

L’utilizzo notturno del cellulare aumenta la probabilità di soffrire di DISTURBI DEL SONNO e accresce il rischio di OBESITÀ, diabete e malattie cardiovascolari.

Usare per tempi prolungati lo smartphone può provocare la TENDINITE DA MESSAGGIO, che si manifesta con dolori all’avambraccio, al polso e alle dita e dolori alle spalle, alla nuca e alla testa.

Chi è affetto da nomofobia ha PAURA DI RESTARE SCOLLEGATO e di non essere rintracciabile: i nomofobi non si separano mai dallo smartphone perché le notifiche ricevute li fanno star bene.

CHIEDERE AIUTO

Se senti che stai perdendo il controllo sull’uso della tecnologia e che la tua qualità di vita è compromessa, chiedi aiuto; parlane prima con un adulto di cui ti fidi e poi con un professionista che sappia riconoscere le dipendenze tecnologiche.

La produzione di oggetti tecnologici immette in atmosfera GRANDI QUANTITÀ DI CO₂ e lo smaltimento comporta che la nostra e-waste (spazzatura elettronica) si accumuli in discariche illegali nei Paesi in via di sviluppo.

Solo il 20% dei rifiuti elettronici viene riciclato: bisogna portarli nelle isole ecologiche comunali che si dedicano allo SMALTIMENTO DEI RAEE («rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche»). Dal corretto smaltimento dei RAEE è infatti possibile ottenere grandi quantità di materie prime come ferro, rame, acciaio, alluminio. Molti, tuttavia, vengono esportati illegalmente nei Paesi in via di sviluppo anche se inutilizzabili. Qui finiscono in discarica.

Un «assistente» che mi fa star bene

Bastano poche parole declamate ad alta voce per attivare gli assistenti vocali di molti dispositivi. A volte possono accendersi senza che noi lo vogliamo. Mettere canzoni o impostare la navigazione satellitare sono sicuramente azioni comode per noi. E se invece utilizzassimo le potenzialità dell’IA per la nostra salute, che cosa potremmo fare?

Un aiuto che arriva dalla chat

In informatica il «bot» è un programma che accede alla rete ed è in grado di svolgere azioni automatizzate. La medicina e il servizio sanitario stanno trovando nei bot dei buoni alleati per aiutare medici e pazienti a semplificare molti passaggi, a volte lenti e inutili. I chatbot, infatti, funzionano come le comuni chat usate per scambiarsi messaggi: si scrive una domanda e il bot invia subito la sua risposta. Si ritiene che in futuro questi algoritmi addestrati per rispondere ai dubbi più comuni potrebbero diventare il primo punto di contatto tra pazienti in cerca di risposte e professionisti della salute. Già ora stanno perfezionando le proprie capacità; vediamo come, con alcuni esempi.

Quali sono i tuoi sintomi?

Può essere difficile farsi delle autodiagnosi quando si è in preda ad ansia e dolore. Alcuni chatbot sono programmati proprio per aiutare il paziente a capire se è il caso di andare in Pronto soccorso, chiamare il medico o semplicemente recarsi in farmacia, dopo una valutazione dei sintomi inseriti.

L’anamnesi prima della visita

Alcune semplici domande via chat sui sintomi, lo stato di salute o richieste particolari del paziente permettono al medico di risparmiare tempo sulle procedure iniziali e di intervenire tempestivamente in caso di necessità. In un certo senso, già oggi il chatbot può fare da mediatore con il paziente prima della visita in ambulatorio.

Quale medicina devo prendere?

Anziani o persone che devono sostenere più cure contemporaneamente possono essere avvisati da un chatbot-infermiere che li assiste su quando è ora di prendere il farmaco o se è il momento di ricomprarlo. Questa applicazione esiste già: si chiama Florence e manda un messaggio in chat ogni volta che è il momento di assumere una medicina. In caso di necessità può anche trovare la farmacia o il medico più vicini.

Un aiuto per la salute mentale

Esistono chatbot, come Woebot, capaci di percepire le emozioni e i sentimenti di chi parla. Attraverso una chiacchierata virtuale è possibile migliorare la propria «salute emozionale» e monitorarla durante la giornata. Questi chatbot svolgono quel primo passaggio di ascolto di cui molte persone sentono il bisogno e valutano se è il caso o meno di ricorrere a un vero specialista in carne e ossa.

Seguiti dopo la malattia

Alcuni chatbot, come OneRemission, sono stati pensati per assistere i pazienti reduci da cure oncologiche nella vita di tutti i giorni, suggerendo regimi alimentari equilibrati, esercizi fisici adatti e mettendo il paziente in contatto con un oncologo 24 ore su 24.

Un’ingegnera

Come si impara a immergersi nei Big Data senza perdercisi dentro? Lo abbiamo chiesto a Marina Paolanti, che con i sistemi di IA cerca di capire qualcosa in più su come funziona il comportamento umano nelle attività più comuni, per esempio fare acquisti.

Ciao Marina, spiegaci meglio di che cosa ti occupi.

Lavoro allo sviluppo di nuovi algoritmi di intelligenza artificiale che simulano come un essere umano si comporta in un negozio, per aiutare chi si occupa di disegnare spazi dedicati alle vendite o di scegliere il migliore assortimento di prodotti per un certo scaffale. Quindi bisogna innanzitutto contare quante persone entrano, analizzare le interazioni di un consumatore davanti allo scaffale, riconoscere il cliente abituale da quello occasionale, analizzare la sua traiettoria nel punto vendita.

Quindi l’IA può prevedere le scelte dei clienti in un negozio?

Capire come i clienti si muovono nello spazio fisico di un negozio e come interagiscono con i prodotti è molto prezioso. Questo ambito dell’IA si chiama Human Behaviour Analysis («analisi del comportamento umano»). Nell’ambito della vendita al dettaglio stiamo assistendo a una trasformazione digitale che ha rivoluzionato il processo di acquisto, le aspettative e le abitudini dei clienti.

Come vedi il futuro dell’IA?

L’IA rivestirà un ruolo sempre più importante per intercettare le relazioni tra intenzioni d’acquisto dei consumatori e le condizioni esterne che li stimolano e condizionano. Si verificherà un’evoluzione che permetterà di ottimizzare il processo di vendita e la gestione di marchi di successo e di grandi aziende o di negozi.

Qual è stato il tuo percorso di studi?

Mi sono diplomata al liceo scientifico di Ascoli Piceno. Ero molto appassionata di

matematica, ma ho deciso di iscrivermi alla facoltà di Ingegneria perché poteva rendermi più agevole la ricerca di un percorso lavorativo. Ho conseguito poi il dottorato di ricerca in Ingegneria dell’informazione. Durante il dottorato mi sono occupata del riconoscimento delle attività dei clienti in ambienti di vendita al dettaglio tramite l’impiego di tecniche di visione artificiale.

Che cosa ti piace di più del tuo lavoro?

Dialogare con istituzioni e aziende nazionali ma soprattutto internazionali che ricoprono un ruolo strategico in ambito di IA, perché si può ricavare un panorama completo delle procedure adottate a livello globale. Nel centro di ricerca di GfK, il più grande istituto di ricerche di mercato della Germania, ho iniziato a studiare le opinioni dei consumatori analizzando le immagini che condividevano sui social network: un feedback importante per le aziende per capire che cosa pensano dei loro prodotti, e l’IA ci permette di stimare automaticamente l’opinione e la sensazione che suscita in noi un’immagine.

CoViD - 19 e l’importanza dei Big Data

La

la ricerca ancora per molti anni.

Daily new confirmed COVID-19 cases per million people, Nov 14, 2022 7-day rolling average. Due to limited testing, the number of confirmed cases is lower than the true number of infections.

1 INTERPRETA Commenta la carta dei casi di CoViD-19 per milione di persone (2020-2022) utilizzando le seguenti domande guida.

a. Che cosa ci mostra questa mappa?

b. Esistono zone al mondo di cui non si dispone di dati? Se sì, quali?

c. Come utilizzi la scala dei colori alla base del planisfero per rispondere alle domande precedenti?

2 ESPLORA Leggi il grafico e considera i dati dei casi di CoViD-19 in Europa e in Africa. I dati sono aggregati per continente e mostrano i dati dall’1 gennaio 2021 all’1 dicembre 2021. Commenta i dati utilizzando le seguenti domande guida.

a. Quanti casi totali di CoViD-19 si sono registrati fino a dicembre 2021 in Europa?

b. Quanti casi totali di CoViD-19 si sono registrati fino a dicembre 2021 in Africa?

c. Come puoi interpretare questa grande differenza di casi totali tra i due continenti citati?

3 VICINO A TE Costruisci un grafico come quello appena discusso, utilizzando i dati relativi all’Italia che puoi visualizzare attivando l’icona in basso.

a. Puoi decidere di costruire il grafico direttamente sul tuo computer oppure sul tuo quaderno. Ricordati di disegnare gli assi cartesiani valutando con attenzione la tipologia dei dati che dovrai rappresentare.

b. Commenta il grafico che hai costruito utilizzando le seguenti domande guida:

• Quanti casi totali di CoViD-19 sono stati registrati fino a dicembre del 2021?

• In quale periodo la curva dei casi totali è salita più rapidamente?

Source: Johns Hopkins University CSSE COVID-19 Data

pandemia di CoViD-19 è stata l’evento più «misurato» della storia. Disponiamo infatti di milioni di dati su scala planetaria e questi dati alimenteranno

Casi di CoViD-19 in Europa e Africa nel 2021 (in milioni)

Fonte: COVID-19 Data Repository by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University, OurWorldInData.org, 2022.

Daily new confirmed COVID-19 cases per million people, Nov 14, 2022

7-day rolling average. Due to limited testing, the number of confirmed cases is lower than the true number of infections.

Casi di Covid-19 in Europa e Africa nel 2021 (in milioni)

Fonte : COVID-19 Data Repository by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University, OurWorldInData.org, 2022.

… fare un censimento di classe

La sfida

Un censimento è una lunga intervista appositamente pensata per acquisire informazioni sul numero di abitanti e sulle caratteristiche di una popolazione (composizione del nucleo familiare, impiego dei componenti, beni posseduti, grado di istruzione ecc.), a livello nazionale, regionale e locale, a scopo informativo, statistico e sanitario e per confronto con informazioni analoghe relative ad altri Paesi (o della stessa area in anni passati). In ogni censimento si raccoglie sempre una quantità molto grande di dati, che possiamo definire Big Data

L’obiettivo

Realizzate un’intervista alle vostre famiglie allo scopo di acquisire dati sulla composizione dei nuclei familiari per ottenere la medaglia di Analista di Big Data.

METTIAMOCI AL LAVORO

TEMPI

• 1 ora a casa

• 2 ore in classe

STRUMENTI

Cartoncini colorati di grande formato, matite, pennarelli, riga, colla, PC con connessione internet.

CENSIMENTO DI CLASSE

SEZIONE 1 - Persona intervistata

1. Nome e cognome .....................................................................

2. Relazione di parentela ...........................................................

3. Anno di nascita ......................................................................

4. Città di nascita ......................................................................

5. Nazionalità .............................................................................

SEZIONE 2 - Composizione del nucleo familiare

6. Con quante persone vivi a casa? (Escluso te stesso)

1 2 3 4 5 Più di 5

7. Hai animali domestici? Sì No

Se hai risposto sì alla domanda 7 rispondi anche alle domande 8 e 9, altrimenti passa alla sezione 3.

L’attività si divide in due parti: la prima a casa, da svolgere in autonomia, e la seconda in classe, a gruppi.

1 A CASA Guardate il video attivando l’icona in basso per approfondire il concetto di censimento.

2 IN CLASSE

a. Fate un brainstorming e discutete con l’insegnante a proposito del video visionato a casa. Rispondete a questa domanda:

• Che cosa si intende per «censimento»? E perché se ne organizzano periodicamente?

b. Al termine della discussione, attiva l’icona in basso per visionare le domande dell’intervista del censimento di classe. Alcune puoi vederle in alto.

• Utilizza le domande del file di testo e annota le risposte su una tabella cartacea o digitale;

• modifica o aggiungi domande al file dell’intervista per il censimento per personalizzarla.

c. Sottoponi l’intervista a tutti i tuoi familiari fino al grado di parentela dei nonni, per limitare il numero di risposte da acquisire.

d. Dividetevi in due gruppi: Gruppo dati e Gruppo grafici. Il Gruppo dati raccoglierà tutte le risposte di tutte le interviste in una tabella cartacea o digitale.

Il Gruppo grafici si occuperà di analizzare i dati raccolti e creare i grafici per ogni domanda. Puoi creare grafici digitali oppure cartacei per poi appenderli in classe. Puoi prendere spunto dagli esempi qui sotto.

Usa grafici a torta per rappresentare la percentuale di risposte per ogni opzione.

Usa grafici a barre per rappresentare il numero di risposte per ogni opzione.

e. Al termine del lavoro discutete insieme all’insegnante dei risultati ottenuti. Potete utilizzare le seguenti domande guida.

• Ti sei sorpreso di qualche risultato oppure ti aspettavi queste risposte?

• Qual è l’età maggiormente rappresentata nel censimento di classe?

• Quanti compagni/compagne hanno animali domestici?

• Qual è l’animale domestico più presente?

f. Al termine del lavoro l’insegnante assegna la medaglia di Analista di Big Data ai gruppi.

RIFLETTO SULLA SFIDA

• Hai trovato interessante l’attività svolta? Perché? Hai avuto delle difficoltà? Quali?

• I grafici creati ti sono sembrati un efficace strumento di comunicazione? Perché?

• Ti sei accorto che con poche semplici domande hai raccolto una grande quantità di dati? O ti aspettavi di più?

Riporta il titolo della domanda.