Uomo Virtuale. La fisica esplora il corpo è una grande mostra che unisce fisica, medicina e tecnologia, curata dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), promossa da Fondazione Palazzo Blu, e realizzata in collaborazione con Assobiomedica, Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa, Associazione “La Nuova Limonaia”, CNR Area della Ricerca di Pisa e Istituto Nazionale di Ottica, Scuola Normale Superiore, Scuola Superiore S. Anna, IRCSS Stella Maris.
IN BREVE
La mostra è dedicata all’esplorazione del corpo umano e alle tecnologie che, nate dalla ricerca in fisica fondamentale, ci hanno permesso di scrutare con occhi virtuali il nostro corpo, cambiando per sempre la medicina e diventando indispensabili per la cura, la terapia e la diagnosi. L’allestimento integra strumenti antichi, touchscreen, exhibit interattivi, video di approfondimento, infografiche, visori 3D, videoproiezioni artistiche e suggestive installazioni multimediali che animano un percorso immersivo, realizzato in collaborazione esperti di interaction design e video-arte. La mostra copre una superficie complessiva di 800 mq ed è organizzata in sette tappe: Segnali fisici, Guardare attraverso, Le immagini del corpo, Luce e particelle per curare, Capire il cervello, Diventare bionici, Dalle cellule alle persone. Attraverso queste aree tematiche, si snoda un percorso che, partendo dall’antichità, narra una storia, lunga secoli e scandita dalle scoperte e dalle invenzioni che hanno segnato il progresso in medicina.
IL RACCONTO SCIENTIFICO
Gli antichi greci furono i primi a guardare al corpo umano come a un fenomeno naturale, da studiare, misurare e indagare proprio come il resto della natura. E sfruttarono queste conoscenze per identificare e descrivere le malattie e, se possibile, per curarle. Agli albori della scienza moderna Galileo sviluppò quella stessa idea: inventò uno strumento in grado di misurare con più precisione il battito cardiaco e costruì microscopi per scoprire minuscoli dettagli del mondo vivente. Solo alla fine dell’Ottocento, però, la scoperta dei raggi X e della radioattività ci permisero di guardare attraverso il corpo: era finalmente possibile osservare la struttura ossea e gli organi interni, senza operazioni invasive sui tessuti vivi. Cominciarono in quel momento due storie straordinarie, che si sono poi intrecciate in modo indissolubile: quella delle ricerche dei fisici sui costituenti elementari della materia, l’origine e l’evoluzione dell’universo e quella degli strumenti e delle tecniche inventati per osservare l’interno del corpo umano, la “fisica medica”. Una storia scandita dall’invenzione di tecnologie innovative sempre più sofisticate e precise: la tomografia computerizzata, la risonanza magnetica e la PET che ci hanno permesso di scrutare con occhi virtuali l’essere umano fotografandolo in immagini digitali che hanno cambiato per sempre la medicina. Ma non solo: dall’imaging si passa all’adroterapia, dai big data alle neuroscienze, dalla bionica allo studio dell’affascinante complessità del nostro cervello. La mostra racconta una storia che ci conduce ai giorni nostri, con un passo nel presente e l’altro nel futuro dove ricerca di frontiera e biomedicina si incontrano per la costruzione dell’uomo virtuale.
Prima Tappa – SEGNALI FISICI
La prima tappa è una breve introduzione storica all’evoluzione della medicina: da Ippocrate alla medicina medioevale, dalla medicina sperimentale del rinascimento, con le prime applicazioni del metodo scientifico di Galileo, ai primi del Novecento con i primi strumenti di misura dei segnali fisiologici e fisiopatologici del corpo umano a cui la fisica ha dato un contributo fondamentale. La narrazione è affidata a un videowall parlante arricchito da teche con reperti autentici e riproduzioni degli strumenti usati dall’antichità fino alla prima metà dell’Ottocento (Papiro di Erbes, strumenti chirurgici etruschi, pulsilogim e microscopio di Galileo, stetoscopi e sfigmomanometri, elettrocardiografi).
Seconda Tappa – GUARDARE ATTRAVERSO
Alla fine dell’Ottocento la scoperta dei raggi X e della radioattività segnano un passaggio decisivo e rivoluzionario. Dalla fisica arriva la chiave per guardare dentro il corpo attraversandolo; inizia qui la strada che fisica e medicina cominceranno a percorrere insieme e che attraversa tutto il Novecento. In questa sezione sono esposti oggetti provenienti dal Museo Curie di Parigi, come la camera di Wilson originale usata dai Curie per le misure di radioattività o i contenitori utilizzati per la radioterapia per contatto. Alle pareti sono affissi manifesti pubblicitari d’epoca di prodotti e cure a base di radio. Sfondo virtuale della tappa è una proiezione artistica di immagini radiografiche di elementi naturali.
Terza Tappa – LE IMMAGINI DEL CORPO
Attraversando un bosco di luci si arriva alla terza tappa che presenta le principali tecnologie dell’imaging medico, con le grandi conquiste della medicina degli ultimi 50 anni come la Tomografia Computerizzata (TC), la Tomografia a emissione di positroni (PET), l’ecografia e la Risonanza Magnetica (RM). Il racconto di queste importantissime tecnologie è catalizzato da tre installazioni che propongono al visitatore un’esperienza interattiva e immersiva, realizzate in collaborazione con esperti di video arte e interaction design. Videoinstallazione “Fare la tac con la luce”: una stampa 3D di un torace umano con diversi gradi di trasparenza e opacità dei tessuti ruoterà davanti a una sorgente luminosa, stabilendo un’analogia con il funzionamento della TC.
Videoinstallazione “Paesaggi di ultrasuoni”: dedicata all’ecografia, l’installazione riproduce dei paesaggi visivi a partire dagli ultrasuoni creando una suggestione che rappresenta il corpo come paesaggio vivente.
Videoinstallazione “Le immagini del corpo”: le immagini del corpo cambiano a seconda del metodo diagnostico con cui sono visualizzate ma anche dell’epoca in cui le contestualizziamo. In questa installazione le mani del visitatore cambiano a seconda del contesto selezionato, mostrandosi come medievali, a raggi x o persino robotiche.
Quarta tappa – LUCE E PARTICELLE PER LA VITA
I grandi acceleratori di particelle possono aiutarci a combattere i tumori, bombardandoli con fasci di particelle ultra precisi e super potenti. I laser sono utilizzati come bisturi di luce o per concentrare l’energia in aree ben definite. Questa tappa ci porta al cuore della terapia con particelle e raggi X. Modellini di acceleratori per raggi X e per particelle forniranno al visitatore la possibilità di capire meglio le tecnologie fisiche e ingegneristiche che hanno portato queste tecniche a operare con successo in campo medico. Una grande proiezione 3D ci condurrà in una visita virtuale dentro un importante centro di adroterapia per svelarne il funzionamento e la complessità tecnologica. Un touchscreen dedicato al laser consentirà di sperimentare virtualmente questa tecnologia su materiali diversi manipolando potenza, durata e frequenza.
Quinta Tappa – CAPIRE IL CERVELLO
La quinta tappa è dedicata all’organo più misterioso e affascinante dell’uomo: il cervello il cui studio è uno tra i più importanti e promettenti campi di ricerca del XXI secolo. Grazie a tecniche di imaging sempre più avanzate, come le risonanze magnetiche di nuova generazione e sofisticate tecniche ottiche, riusciamo oggi a studiarne la morfologia e il funzionamento aprendo la strada alla comprensione della mente. Dalle tecnologie si passa ai temi caldi della ricerca di base sul cervello con un focus sul funzionamento dei neuroni. Due sono le videoinstallazioni dedicate al cervello: l’installazione “Scopri come è fatto il cervello” invita a confrontarsi con un cervello olografico che il visitatore può manipolare attivando aree cerebrali diverse. L’istallazione è realizzata in collaborazione con il DreamsLab della Scuola Normale di Pisa; “la foresta dei neuroni” è una grande installazione immersiva che invita il visitatore a entrare dentro a un cervello olografico ricostruito in un allestimento multimediale che riproduce una foresta di neuroni e sinapsi che si attivano al proprio passaggio.
Sesta tappa – DIVENTARE BIONICI
La sesta tappa è dedicata a un ambito fortemente interdisciplinare in cui si incontrano fisica, ingegneria e informatica: la bionica. Vengono presentate tre protesi bio-robotiche che funzionano come organi artificiali: la mano bionica, che sostituisce la capacità tattile, la retina artificiale, che sostituisce la capacità visiva, e la coclea artificiale che sostituisce la capacità uditiva. Una grande infografica a parete illustrerà il funzionamento fisico di una retina e di una coclea artificiale, mentre il visitatore potrà provare le stesse sensazioni di vedere con una retina artificiale, indossando visori 3D e muovere la mano bionica interagendo con un touchscreen.
Settima Tappa – DALLE CELLULE ALLE PERSONE
L’ultima tappa è dedicata al futuro dove si giocherà la sfida più importante della ricerca medica contemporanea: la medicina personalizzata. Le analisi cliniche fatte su milioni di persone hanno prodotto negli ultimi anni una gigantesca banca di immagini e dati di ogni individuo che possono essere cruciali per lo sviluppo di piani terapeutici e farmaci più efficaci perché “personalizzati”. Per passare dalla cellule alle persone sono necessarie però avanzatissime tecnologie e grandi risorse di memoria e di calcolo come quelle sviluppate per la raccolta e l’analisi dati del gigantesco acceleratore di particelle LHC. Al computing associato alla diagnostica per immagini è dedicato l’exhibit interattivo “Indovina l’immagine” che propone un gioco di riconoscimento visuale touchscreen con immagini reali.
