07.03.2014
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La fisica incontra la medicina

Le ricerche condotte al CERN per la fisica delle particelle possono avere delle ricadute utili anche al di fuori del laboratorio. Ad esempio, da anni i nostri fisici sono coinvolti nello sviluppo di tecnologie che trovano applicazione in campo medico. 


Ciao!

Oggi ti parlerò delle tecnologie che, sviluppate all’origine per i rivelatori e gli acceleratori di particelle, vengono poi utilizzate anche fuori dal laboratorio.

Fisici, chimici, biologi, medici, astronomi, ingegneri… sono tutti scienziati appartenenti a diverse aree di ricerca. Molte persone pensano che ognuno di loro lavori isolato e non abbia contatti con gli altri, ma questo non è vero. Spesso, infatti, dalla loro cooperazione si ottengono scoperte importantissime e utilissime!

Da anni vari scienziati, tra cui alcuni fisici del CERN, collaborano per individuare nuove strategie per combattere il cancro, una malattia molto complessa che richiede cure particolari e spesso personalizzate. Proprio quest’anno ricorre un anniversario molto importante: 60 anni fa, a Berkeley negli Stati Uniti, furono utilizzati per la prima volta dei fasci di protoni per colpire il tumore in un paziente gravemente ammalato. L’idea era nata dal fatto che le particelle come protoni e ioni carbonio, una volta lanciate contro le cellule maligne, agiscono come proiettili di una precisione fenomenale liberando la loro energia in uno spazio preciso. In questo modo la loro azione è letale per i tessuti malati, mentre il danno provocato sui tessuti sani circostanti rimane marginale.

Oggi la terapia protonica è utilizzata in molti ospedali nel mondo. I fasci sono prodotti da acceleratori di particelle che, pur essendo più piccoli, non sono affatto diversi dall’LHC costruito e usato al CERN. In Giappone, Germania e Italia, oltre ai protoni si utilizzano anche ioni carbonio, che sembrano essere ancora più efficaci nel trattamento di alcuni specifici tumori. 

Il contributo che la fisica delle particelle può dare alla medicina è molto importante anche nel campo della diagnostica per immagini, che è fondamentale nella rivelazione dei tumori ai loro stadi iniziali. Negli anni ‘70, adattando gli studi condotti per i rivelatori di particelle, furono progettati gli scanner per la PET (Tomografia a emissione di positroni, dall'inglese Positron Emission Tomography), una tecnica che usa l’antimateria per ottenere immagini del corpo e degli organi interni dei pazienti. Oggi, la PET è associata ad altre tecniche di indagine come la Tomografia Computerizzata (CT) e la Risonanza Magnetica Nucleare (RMN). Combinando questi diversi strumenti, i medici sono in grado di ottenere immagini accuratissime che quindi permettono un trattamento precoce e personalizzato della malattia.

Il lavoro dei dottori può essere semplificato anche dalla “Griglia”, il sistema informatico che gestisce l’enorme quantità di dati prodotta dall’LHC. Durante le fasi di rivelazione e trattamento della malattia, i dottori acquisiscono numerosi dati e immagini mediche di alta precisione, che sono immagazzinati in complicate banche dati. Grazie alla Griglia, l’accesso a queste informazioni è più semplice.

Acceleratori, rivelatori, reti informatiche….ognuno di questi strumenti ha un ruolo importantissimo non solo per i fisici, ma anche per i dottori e i numerosi esperti di biologia, chimica, ingegneria che lavorano per inventare nuove tecnologie e rendere più efficaci le strategie contro il cancro.

Alla prossima!


Per saperne di più, leggi anche il Bulletin.



Valentina Rigamonti