Un gruppo di ricerca internazionale suggerisce un quadro universale per comprendere le “oscillazioni” della vita.
Lucciole, oscillazioni della vita – interpretazione artistica. Credito immagine: Guilherme Stecanella tramite Unsplash, licenza gratuita
I ritmi casuali della vita ci circondano: dall’ipnotico battito di ciglia sincronizzato delle lucciole… al movimento avanti e indietro dell’altalena di un bambino… a leggere variazioni nell’altrimenti costante ritmo lub-dub del cuore umano.
Ma davvero comprensione quei ritmi – chiamati Stocastico, o oscillazioni casuali, sono sfuggite agli scienziati. Sebbene ricercatori e medici abbiano un certo successo nell’analizzare le onde cerebrali e i battiti cardiaci, non sono stati in grado di confrontare o catalogare un numero incalcolabile di variazioni e fonti.
Ottenere una tale comprensione della fonte sottostante delle oscillazioni “potrebbe portare a progressi nella scienza neurale, nella scienza cardiaca e in qualsiasi numero di campi diversi”, ha affermato Peter Thomas, professore di matematica applicata alla Case Western Reserve University.
Thomas fa parte di un team internazionale che afferma di aver sviluppato un nuovo quadro universale per confrontare e contrastare le oscillazioni – indipendentemente dai loro diversi meccanismi sottostanti – che potrebbe diventare un passo fondamentale verso un giorno la loro piena comprensione.
“Abbiamo trasformato il problema del confronto degli oscillatori in un problema di algebra lineare”, ha detto Thomas. “Ciò che abbiamo fatto è molto più preciso di quanto fosse disponibile prima. È un grande progresso concettuale”.
I ricercatori affermano che ora altri possono confrontare, comprendere meglio e persino manipolare oscillatori precedentemente considerati dotati di proprietà completamente diverse.
“Se le cellule del tuo cuore non sono sincronizzate, muori di fibrillazione atriale”, ha detto Thomas.
“Ma se le cellule cerebrali si sincronizzano troppo, si ha il morbo di Parkinson o l’epilessia, a seconda della parte del cervello in cui avviene la sincronizzazione. Utilizzando il nostro nuovo quadro, lo scienziato del cuore o del cervello potrebbe essere in grado di comprendere meglio quali sono le oscillazioni potrebbe significare e come funziona il cuore o il cervello o cambia nel tempo.
Cervello – concetto artistico. Credito immagine: Geralt tramite Pixabay, licenza gratuita
Grattacieli ondeggianti e onde cerebrali
Thomas ha affermato che i ricercatori, che includevano collaboratori di università francesi, tedesche e spagnole, hanno trovato un nuovo modo di utilizzare numeri complessi per descrivere la temporizzazione degli oscillatori e quanto siano “rumorosi” o imprecisi.
La maggior parte delle oscillazioni sono in una certa misura irregolari, ha detto Thomas. Ad esempio, un ritmo cardiaco non è regolare al 100%. Una variazione naturale del 5-10% del battito cardiaco è considerata sana.
Thomas ha affermato che il problema del confronto degli oscillatori può essere illustrato considerando due esempi nettamente diversi: i ritmi cerebrali e i grattacieli oscillanti.
“A San Francisco, i moderni grattacieli oscillano nel vento, colpiti da correnti d’aria che cambiano casualmente: vengono spinti leggermente fuori dalla loro posizione verticale, ma le proprietà meccaniche della struttura li tirano indietro”, ha detto.
“Questa combinazione di flessibilità e resilienza aiuta i grattacieli a sopravvivere alle scosse durante i terremoti. Non penseresti che questo processo possa essere paragonato alle onde cerebrali, ma il nostro nuovo formalismo ti consente di confrontarle.”
Come le loro scoperte potrebbero aiutare entrambe le discipline – ingegneria meccanica e neuroscienze – potrebbe essere sconosciuto in questo momento, ha detto Thomas, confrontando il progresso concettuale con quando Galileo scoprì le lune orbitanti di Giove.
“Ciò che Galileo ha realizzato è stato un nuovo punto di vista e, sebbene la nostra scoperta non sia di vasta portata come quella di Galileo, si tratta allo stesso modo di un cambiamento di prospettiva”, ha affermato. “Ciò che riportiamo nel nostro articolo è un punto di vista completamente nuovo sugli oscillatori stocastici.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
