Un nuovo…sguardo. Messo a punto un prototipo di occhio bionico

La bionica, ovvero quella branca dell’ingegneria biomedica che tenta di riprodurre alcune funzioni fisiologiche degli organismi viventi mediante l’applicazione della cibernetica. Chi se ne occupa con competenza è sicuramente dotato di notevole ingegno, fantasia e un pizzico di visionarietà! I risultati, poi, lasciano spesso a bocca aperta, aprendo la strada a possibilità impensate a servizio del benessere umano. La riprova? Ecco a voi l’ultimo “giocattolo” messo a punto dai ricercatori di questo settore: un occhio artificiale. L’invenzione (descritta in articolo pubblicato su “Nature”) è di un gruppo di scienziati dell’Università di Hong Kong, guidati da Zhiyong Fan, in collaborazione con alcuni colleghi del Lawrence Berkeley National Laboratory (Usa).

certo, si tratta di un occhio ancora un po’ “primitivo”, con una capacità di risoluzione relativamente bassa che, al momento, gli consente di distinguere e riconoscere soltanto le lettere E, T e Y. Ma presto, il nuovo “gingillo”, una volta perfezionato, esprimerà le sue notevoli potenzialità, eguagliando o addirittura superando in prestazioni l’occhio umano. A questo punto, sarebbero molte e diverse le sue possibili applicazioni (robotica, protesi, strumenti scientifici, ecc…).
La sfida che Zhiyong Fan e colleghi dovranno affrontare nei passaggi successivi è sicuramente ardua. L’occhio umano, infatti, oltre a possedere un eccellente potere risolutivo, è anche sensibile alla luce su un grande intervallo di intensità e ha un ampio campo visivo. Tutto ciò grazie alla sua particolare conformazione strutturale, ovvero alla forma emisferica della retina, essenziale per non disperdere la luce e ottenere una focalizzazione più efficace delle immagini, e anche al gran numero di fotorecettori (“coni” e “bastoncelli”) presenti nella retina con una densità elevatissima (circa 10 mln di cellule per cmq). E’ facile comprendere, dunque, quanto possa risultare difficile per gli studiosi tentare di riprodurne artificialmente le caratteristiche sia strutturali che funzionali. Per superare la difficoltà, Zhiyong Fan e i suoi colleghi hanno sviluppato un prototipo dotato di un design innovativo. Il loro occhio artificiale, infatti, per diversi aspetti è composto come l’occhio umano: ha una lente nella parte anteriore (che imita il cristallino), una retina emisferica nella parte posteriore e un liquido riempito di ioni (che imita l’umor vitreo) necessario al suo funzionamento elettrochimico. La retina artificiale, poi, è costituita da una matrice emisferica di ossido di alluminio, che ha al suo interno una schiera di fotosensori strettamente impacchettati. Questi sono collegati a cavi di dimensioni nanoscopiche, per riprodurre la funzione delle fibre del nervo ottico che collegano l’occhio con il cervello.

Sicuramente, questo nuovo occhio artificiale rappresenta un notevole progresso dal punto di vista strutturale e, soprattutto, dal punto di vista delle prestazioni, come dimostrano alcune sue caratteristiche. Ad esempio, la struttura complessiva conferisce al dispositivo un angolo visivo di circa 100°, molto simile quindi al campo visivo verticale dell’occhio naturale (130°circa). Inoltre, la risposta dei sensori è molto rapida e rimane praticamente costante su tutte le frequenze dello spettro visibile. Come accennavamo sopra, durante i test, il prototipo di occhio artificiale è riuscito a distinguere alcune lettere dell’alfabeto, nonostante sia dotato di una risoluzione delle immagini ancora relativamente bassa. Ma gli autori sono certi che il loro progetto abbia le potenzialità per superare la risoluzione dell’occhio umano, dal momento che la tecnologia attuale permette di aumentare la densità dei nanofili fino a dieci volte (e anche più) quella dei fotorecettori naturali. E a quanto sembra, sono veramente capaci di… vedere lontano!