MNESYS, un centro italiano di eccellenza nella ricerca sul cervello, è dedicato a diversi obiettivi: dalla creazione di avatar digitali del cervello umano per studiare la risposta a farmaci e malattie, allo sviluppo di nuovi biomarcatori per la diagnosi precoce, fino all’identificazione di nuovi bersagli cellulari e molecolari per approcci farmacologici innovativi.
Questo progetto, finanziato dal PNRR con 115 milioni di euro, supporta oltre 200 progetti e coinvolge 500 scienziati da 25 tra università pubbliche e private, enti di ricerca e imprese. Per la prima volta, questi esperti collaborano per migliorare la comprensione del cervello e delle sue funzioni, sia in condizioni normali che patologiche. La coordinazione di questa iniziativa italiana è affidata ad Antonio Uccelli, Professore Ordinario di Neurologia all’Università di Genova e Direttore Scientifico dell’IRCCS Ospedale San Martino di Genova.
La fisica quantistica, emersa agli inizi del XX secolo, ha rivoluzionato la scienza, mostrando che le proprietà degli oggetti esistono solo attraverso le loro interazioni. Studiando la materia e l’energia a livello subatomico, questa disciplina supera i limiti della fisica classica, rivelando analogie con i sistemi biologici dinamici e interattivi.
La biologia quantistica esplora come i processi quantistici influenzano le funzioni biologiche. Questi processi sono presenti nella stabilità dei telomeri, nella trascrizione e traduzione delle proteine, e nella generazione di radiazioni elettromagnetiche da parte delle membrane cellulari. Nel cervello umano, l’entanglement quantistico e l’emissione di fotoni dai neuroni suggeriscono una comunicazione neuronale più complessa rispetto ai tradizionali segnali elettrochimici. Studi sperimentali indicano che i processi quantistici potrebbero essere fondamentali per le percezioni sensoriali e per la comprensione della mente e della coscienza [1].
Fisica quantistica e medicina
Telomeri e longevità
La teoria quantistica ha applicazioni significative nella medicina, come la regolazione della lunghezza dei telomeri, essenziale per la stabilità del DNA. L’accorciamento dei telomeri è associato a una ridotta longevità cellulare, mentre la loro estensione è comune nelle cellule tumorali. Si ipotizza che l’entropia quantistica possa controllare i telomeri, aprendo nuove strade per il trattamento delle patologie neurodegenerative.
Il dolore neuropatico cronico
Per questo nuovo aspetto è stato proposto un modello di tunneling quantistico che spiega come gli ioni sodio e potassio possano attraversare la membrana neuronale anche con canali chiusi, attivando così le fibre del dolore. Questo modello potrebbe anche spiegare il dolore da arto fantasma.
Il tunneling quantistico nel DNA può spiegare le mutazioni spontanee, inclusi gli adattamenti evolutivi, un fenomeno che la fisica classica non può spiegare. Inoltre, molti dispositivi elettronici moderni si basano su questo effetto, indispensabile anche per le reazioni nucleari nelle stelle.
Tecnologie diagnostiche e terapeutiche
La fisica quantistica è già utilizzata in molte tecniche cliniche, come la risonanza magnetica nucleare, la radioterapia e l’ablazione con radiofrequenza. In futuro, il calcolo quantistico potrebbe rivoluzionare la scoperta di farmaci, il sequenziamento del DNA e le diagnosi mediche grazie ai sensori quantistici e ai quantum dots, che possono migliorare l’imaging e la somministrazione mirata dei farmaci.
L’integrazione della fisica quantistica in medicina potrebbe portare a trattamenti innovativi e colmare il divario tra diverse discipline scientifiche. Anche se la transizione richiederà tempo e investimenti, la comprensione della fisica quantistica è essenziale per un approccio integrativo in medicina. È fondamentale per la medicina moderna, e ora è il momento di esplorare la quantistica in questo campo.
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