Quando un medico vuole capire se qualcosa non va, una prima opzione è usare il tatto. La palpazione è infatti uno degli strumenti diagnostici più antichi e ancora oggi insostituibili, perché le proprietà meccaniche dei tessuti – quanto sono rigidi, quanto elastici, quanto cedono sotto pressione – offrono informazioni che nessuna immagine riesce a restituire. Il problema, se si tenta di passare dall’uso delle mani a strumenti high-tech, è che qualsiasi contatto fisico con un tessuto rischia di alterarlo, e in certi casi di danneggiarlo irreparabilmente. Giuliano Scarcelli, professore ordinario di bioingegneria all'Università del Maryland e direttore del Center for Translational Engineering and Medicine, ha messo a punto un modo per aggirare questo limite: misurare le proprietà meccaniche di qualsiasi tessuto biologico usando soltanto la luce, come se si facesse una fotografia, senza toccare nulla.
Lo strumento che ha sviluppato sfrutta un fenomeno descritto per la prima volta nel 1922 dal fisico francese Léon Brillouin: le molecole di qualsiasi materiale, vibrando in funzione della propria temperatura, generano minuscole onde acustiche interne. Quando un fascio di luce attraversa il materiale, una piccolissima frazione dei fotoni risente di queste onde acustiche, cambiando leggermente frequenza (ossia il colore). L’entità di questo effetto dipende dalla rigidità e dalla viscosità del materiale, offrendone una sorta di “impronta digitale meccanica”. Il fenomeno è noto da tempo e già utilizzato per analizzare materiali inerti come vetri e cristalli, ma applicarlo ai tessuti biologici è sempre parso complesso: meno di uno su un miliardo di fotoni esce dal materiale con l’informazione utile, e la traccia lasciata dall’effetto Brillouin è talmente lieve da richiedere uno strumento capace di individuare differenze di colore un milione di volte più piccole di quelle che tipicamente gli spettrometri sono in grado di rilevare.
