Università degli Studi di Siena Comunicati stampa

16/05/2007
SIENA - Il processo della visione simulato al calcolatore
La retina viene colpita dalla luce, e nei primi milionesimi di miliardesimo di secondo si sviluppa la reazione fotochimica che sta alla base del processo visivo. Studiando questo tempo infinitesimale, 150 femtosecondi, un gruppo di ricerca dell'Università di Siena, in parte finanziato dal contributo della Fondazione Monte dei Paschi, è riuscito a svelare la chiave di lettura del processo che porta alla visione.
Ci sono voluti diversi anni di ricerche ai membri del gruppo coordinato dal professor Massimo Olivucci, del dipartimento di Chimica dell'Ateneo senese, per mettere a punto un programma che permette, utilizzando potenti calcolatori, di simulare quello che succede in 150 femtosecondi.
Questo lavoro teorico apre delle notevoli prospettive per la comprensione di uno dei misteri fondamentali della biologia: come gli organismi viventi riescano a sfruttare la luce come fonte di energia e per compiere diverse operazioni utili. I dettagli di questo lavoro sono riportati nel numero dell'8 maggio della autorevole rivista scientifica "Proceeding of the National Accademy of Sciences of the United States of America".
Olivucci, direttore del laboratorio di Chimica e fotochimica computazionale del dipartimento di Chimica di Siena, lavorando con un gruppo internazionale costituito da Luis Manuel Frutos (Università di Alcala, Spagna), Tadausz Andruniow (Università di Wroclaw, Polonia), Fabrizio Santoro (CNR di Pisa) e Nicolas Ferre (Università della Provenza, Francia) ha costruito e applicato una procedura di calcolo che consente di seguire nel tempo i movimenti degli atomi di una molecola colpita dalla luce. Il costo di questi calcoli è così elevato che solo eventi brevissimi, come l'attivazione del recettore rodopsina, la proteina che costituisce il sensore della luce nel nostro occhio, possono in pratica essere simulati.
L'idea dietro queste ricerche è quella di usare i calcolatori elettronici come "microscopi" per ottenere informazioni su quello che succede nell'infinitamente piccolo. In particolare, si vogliono visualizzare i movimenti dei singoli atomi di una molecola: oggetti che misurano un decimo di milionesimo di millimetro.
Lo studio sul recettore visivo fatto a Siena apre future prospettive per diverse applicazioni pratiche. Ad esempio, nel medio termine può essere impiegata per studiare processi come la fotosintesi - un modello fondamentale per l'utilizzazione dell'energia solare - oppure il processo di riparazione dei danni al DNA causati dalle radiazioni ultraviolette.