La chimica dei Light Flash

Quando mi hanno invitato a partecipare al 33° Carnevale della Fisica con argomento “Le basi fisiche della conoscenza chimica” ospitato dal sito www.chimicare.org, ho pensato subito al modello per i Light Flash sviluppato dal nostro gruppo. Non è il mio campo, per cui perdonate le possibili inesattezze.

In uno dei primi post di questo blog (Gli effetti dei raggi cosmici sull’uomo – i Light Flash) vi ho parlato di come la radiazione cosmica avesse effetti evidenti sulla fisiologia umana. In particolare, uno degli effetti più noti e particolari è il fenomeno dei Light Flash (lampi di luce). Questo fenomeno consiste nel fatto che gli astronauti, in condizioni di poca luce o di buio completo, percepiscono dei lampi anomali, anomali nel senso che non sono realmente prodotti dalla interazione della luce con il sistema visivo umano. Questo fenomeno è particolare perchè permette all’uomo di “vedere” la radiazione senza l’utilizzo di strumenti o rivelatori, al pari dei replicanti di Blade Runner.

… ho visto i raggi b balenare nel buio vicino alle porte di Tannhauser

E’ stato chiaro fin da subito che questo fenomeno doveva essere in qualche modo collegato con le particelle della radiazione cosmica, ma non se ne conoscevano i meccanismi o i siti di interazione. I Light Flash (LF) vengono percepiti dagli astronauti in molteplici forme, tra cui linee, punti o distribuzioni varie.

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Questo fenomeno è stato a lungo studiato con vari esperimenti a bordo di veicoli spaziali. In particolare è stato studiato durante le missioni Apollo, Skylab, Apollo-Soyuz Test Project, sulla stazione spaziale MIR con gli esperimenti Sileye 1 e Sileye 2, e sulla Stazione Spaziale Internazionale con gli esperimenti Alteino/Sileye 3 nella sezione russa della stazione ed ALTEA nel modulo americano USlab. Questa è una foto dell’astronauta americana Sunita Williams durante una sessione di misura CNSM effettuata nel 2007.

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Una misura CNSM richiede che un’astronauta indossi una cuffia EEG  e si inserisca nel casco che sorregge i rivelatori di particelle di ALTEA. Per 90 minuti dovrà segnalare con un apposito push-button l’avvenuta percezione di LF. In questo modo è possibile andare a identificare quale particella ha scatenato il lampo, in che punto dell’apparato visivo ha interagito e quanta energia ha rilasciato. I possibili siti di interazione sono gli occhi, il nervo ottico oppure la corteccia visiva. In realtà sono stati riportate anche altri tipi di sensazioni (olfattive) scatenate dall’interazioni con la radiazione, ad indicare che la radiazione potrebbe interagire in modo più ampio ed ancora sconosciuto con altre zone cerebrali, rappresentando quindi una fonte di rischi ancora ignota.

Per capire il meccanismo chimico con cui la radiazione cosmica possa attivare la catena elettrofisiologica della visione si è cercato di sviluppare un modello che permettesse alla radiazione di attivare la molecola della rodopsina, contenuta nei coni (uno degli organi deputati alla visione e ospitati sulla retina), che è appunto alla base della visione. In particolare si è pensato ad un modello dove la radiazione, passando nell’occhio, produca perossidazione lipidica (produzione di radicali liberi) nella membrana dei coni e vengano quindi prodotti, grazie ad un processo noto come chemiluminescenza, fotoni che attivano il meccanismo fisiologico della visione.

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Questo processo è stato riprodotto in provetta confrontando l’attivazione della rodopsina in seguito all’esposizione alla luce con quella prodotta in seguito all’irraggiamento. Si è anche visto che producendo radicali mediante processi chimici la molecola della rodopsina viene comunque attivata. I risultati sembrano supportare questo modello per cui possiamo concludere che uno dei possibili meccanismi per il quale l’uomo è in grado di vedere la radiazione potrebbe essere questa attivazione indiretta della rodopsina tramite perossidazione lipidica e chemiluminescenza.

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2 risposte a La chimica dei Light Flash

  1. Pingback: #33 Carnevale della Fisica: "Le basi fisiche della conoscenza chimica" | Chimicare - divulgazione e cultura della chimica

  2. Mattia ha detto:

    Complimenti collega carnevalista!
    Davvero bello ed interessante il tuo articolo! Bravo!

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