You are more transparent than you think - Sajan Saini

Traduttore: Elena Pedretti Revisore: Alessandra Tadiotto

It’s an increasingly common sight in hospitals around the world:

È un'immagine sempre più frequente negli ospedali di tutto il mondo:

a nurse measures our height, weight, blood pressure,

un'infermiera ci misura altezza, peso, pressione sanguigna

and attaches a glowing plastic clip to our finger.

e collega una clip di plastica luminosa al nostro dito.

Suddenly, a digital screen reads out the oxygen level in our bloodstream.

Poi, su uno schermo digitale compare il livello di ossigeno nel nostro sangue.

How did that happen?

Come funziona?

How can a plastic clip learn something about our blood…

Come può una pinza di plastica esaminare il nostro sangue...

without a blood sample?

senza un campione?

Here’s the trick:

Vi svelo il trucco:

our bodies are translucent,

i nostri corpi sono traslucidi,

meaning they don’t completely block and reflect light.

cioè non bloccano, né riflettono, completamente la luce.

Rather, they allow some light to actually pass through our skin,

In effetti, la luce riesce in parte ad attraversare pelle,

muscles, and blood vessels.

muscoli e vasi sanguigni.

Don’t believe it?

Non ci credete?

Hold a flashlight to your thumb.

Appoggiate una torcia al vostro pollice.

Light, it turns out, can help probe the insides of our bodies.

Si è scoperto che la luce può aiutare ad esplorare l'interno dei nostri corpi.

Consider that medical fingerclip—

Pensate a quella clip medicale:

it’s called a pulse oximeter.

si chiama pulsossimetro.

When you inhale, your lungs transfer oxygen into hemoglobin molecules,

Quando inspirate, i vostri polmoni trasferiscono ossigeno nell'emoglobina:

and the pulse oximeter measures the ratio of oxygenated to oxygen-free hemoglobin.

il pulsossimetro misura il rapporto tra emoglobina ossigenata e non ossigenata

It does this by using a tiny red LED light on one side of the fingerclip,

grazie ad una minuscola luce LED rossa che si trova su un lato della clip

and a small light detector on the other.

e a un piccolo rilevatore di luce che si trova sull'altro.

When the LED shines into your finger,

Quando la luce LED illumina il vostro dito,

oxygen-free hemoglobin in your blood vessels absorbs the red light

l'emoglobina nel sangue non ossigenata assorbe la luce rossa

more strongly than its oxygenated counterpart.

in misura superiore rispetto a quella ossigenata.

So the amount of light that makes it out the other side

La quantità di luce che attraversa il dito

depends on the concentration ratio of the two types of hemoglobin.

dipende dunque dalla proporzione tra questi due tipi di emoglobina.

But any two patients will have different-sized blood vessels in their fingers.

Tuttavia, pazienti diversi hanno anche vasi sanguigni di dimensioni differenti.

For one patient, a saturation reading of ninety-five percent

Per un paziente, una misurazione della saturazione pari al 95%

corresponds to a healthy oxygen level,

corrisponde ad un sano livello d'ossigeno,

but for another with smaller arteries,

ma per un altro, con vene più piccole,

the same reading could dangerously misrepresent the actual oxygen level.

lo stesso risultato potrebbe non corrispondere a livelli effettivi.

This can be accounted for with a second infrared wavelength LED.

A questo si può ovviare grazie a un secondo LED a infrarossi.

Light comes in a vast spectrum of wavelengths,

La luce ha un vasto spettro di lunghezze d'onda:

and infrared light lies just beyond the visible colors.

gli infrarossi si trovano appena al di sotto di quelle dei colori visibili.

All molecules, including hemoglobin,

L'efficienza di assorbimento delle molecole, emoglobina inclusa,

absorb light at different efficiencies across this spectrum.

varia col variare della lunghezza d'onda della luce.

So contrasting the absorbance of red to infrared light

Per questo, confrontare l'assorbimento della luce che va da rosso a infrarosso

provides a chemical fingerprint to eliminate the blood vessel size effect.

fornisce un profilo chimico

che elimina le differenze dovute alle dimensioni delle vene.

Today, an emerging medical sensor industry is exploring all-new degrees

L'emergente industria dei sensori medicali sta esplorando

of precision chemical fingerprinting,

metodi di profilazione chimica sempre più precisi,

using tiny light-manipulating devices no larger than a tenth of a millimeter.

grazie a dispositivi che usano la luce non più grandi di un decimo di millimetro.

This microscopic technology,

Questa tecnologia microscopica,

called integrated photonics,

chiamata fotonica integrata,

is made from wires of silicon that guide light—

consiste di cavi in silicone che canalizzano la luce,

like water in a pipe—

come acqua in una tubatura,

to redirect, reshape, even temporarily trap it.

per deviarla, rimodellarla e persino intrappolarla temporaneamente.

A ring resonator device, which is a circular wire of silicon,

Un cavo circolare in silicone, detto risonatore ad anello,

is a light trapper that enhances chemical fingerprinting.

cattura la luce migliorando la profilazione chimica.

When placed close to a silicon wire,

Quando viene avvicinato ad un cavo in silicone,

a ring siphons off and temporarily stores only certain waves of light—

l'anello cattura ed incamera temporaneamente solo onde luminose

those whose periodic wavelength fits a whole number of times

il cui periodo di lunghezza d'onda rientra più volte

along the ring’s circumference.

nella sua circonferenza.

It’s the same effect at work when we pluck guitar strings.

È lo stesso principio di quando si pizzicano le corde di una chitarra.

Only certain vibrating patterns dominate a string of a particular length,

A seconda della loro lunghezza, le corde hanno schemi vibratori diversi

to give a fundamental note and its overtones.

che generano una nota fondamentale e i relativi suoni armonici.

Ring resonators were originally designed

I risonatori ad anello sono stati pensati

to efficiently route different wavelengths of light—

per incanalare in modo efficiente luci di lunghezze d'onda diverse -

each a channel of digital data—

un canale di dati digitali per ognuna -

in fiber optics communication networks.

nei sistemi di telecomunicazione in fibra ottica.

But some day this kind of data traffic routing

Un giorno, però, questa tecnologia potrebbe essere adattata

may be adapted for miniature chemical fingerprinting labs,

per creare minuscoli laboratori di profilazione chimica

on chips the size of a penny.

su chip grandi quanto una monetina.

These future labs-on-a-chip may easily, rapidly,

Questi futuri "laboratori su chip" potrebbero rilevare

and non-invasively detect a host of illnesses,

in modo facile, veloce e non invasivo tutta una serie di malattie

by analyzing human saliva or sweat in a doctor’s office

attraverso l'analisi di saliva o sudore, nello studio del dottore

or the convenience of our homes.

o nella comodità della nostra casa.

Human saliva in particular

La saliva umana, in particolare,

mirrors the composition of our bodies’ proteins and hormones,

rispecchia la composizione degli ormoni e delle proteine dei nostri corpi

and can give early-warning signals for certain cancers

e può segnalare precocemente la presenza di alcuni tipi di tumori

and infectious and autoimmune diseases.

e malattie infettive o autoimmuni.

To accurately identify an illness,

Per identificare una malattia in modo preciso,

labs-on-a-chip may rely on several methods,

i laboratori su chip potrebbero affidarsi a svariati metodi,

including chemical fingerprinting,

compresa la profilazione chimica,

to sift through the large mix of trace substances in a sample of spit.

per separare le tracce delle diverse sostanze presenti nella saliva.

Various biomolecules in saliva absorb light at the same wavelength—

Varie biomolecole della saliva assorbono la luce alla stessa lunghezza d'onda,

but each has a distinct chemical fingerprint.

ma ciascuna mantiene un profilo chimico specifico.

In a lab-on-a-chip, after the light passes through a saliva sample,

Quando la luce attraversa un campione di saliva, gli anelli sistemati

a host of fine-tuned rings

su un laboratorio su chip

may each siphon off a slightly different wavelength of light

potrebbero incanalare ciascuno una diversa lunghezza d'onda di luce

and send it to a partner light detector.

e trasferirla ad un corrispondente rilevatore.

Together, this bank of detectors will resolve

Assieme, questi rilevatori di luce determineranno

the cumulative chemical fingerprint of the sample.

il profilo chimico completo del campione di saliva.

From this information, a tiny on-chip computer,

Da questa informazione, un minuscolo computer su chip,

containing a library of chemical fingerprints for different molecules,

dotato di un database del profilo chimico delle diverse molecole,

may figure out their relative concentrations,

potrebbe determinarne le rispettive concentrazioni,

and help diagnose a specific illness.

facilitando così la diagnosi di una specifica malattia.

From globe-trotting communications to labs-on-a-chip,

Dalla telecomunicazione globale ai laboratori su chip,

humankind has repurposed light to both carry and extract information.

l'uomo ha imparato ad usare la luce per trasportare e ricavare informazioni.

Its ability to illuminate continues to astonish us with new discoveries.

La capacità di far luce continua a stupirci con nuove scoperte.