Nasce l’atlante digitale del corpo umano, organi esplorabili in 3D come Google Earth

AGI - Un nuovo atlante digitale consente di esplorare gli organi umani in tre dimensioni con un livello di dettaglio senza precedenti, permettendo di passare dalla visione dell'organo completo fino alle singole cellule. Il progetto, chiamato Human Organ Atlas, è stato presentato su Science Advances da un team internazionale guidato da University College London e dallo European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble. La piattaforma open access, accessibile tramite un normale browser web, offre un'esperienza simile a quella di Google Earth ma applicata all'anatomia umana. Gli utenti possono "navigare" all'interno di organi come cervello, cuore, polmoni, fegato e reni, esplorando le strutture interne con una precisione mai raggiunta prima. Il progetto utilizza una tecnologia di imaging avanzata chiamata Hierarchical Phase-Contrast Tomography (HiP-CT), sviluppata al sincrotrone europeo ESRF. Grazie a una sorgente di luce estremamente brillante, fino a 100 miliardi di volte più intensa rispetto alle TAC ospedaliere tradizionali, i ricercatori possono scansionare organi umani intatti senza distruggerli e poi ingrandire le immagini fino a una risoluzione quasi cellulare, inferiore al micron. Questa tecnologia colma una lacuna storica nella medicina tra radiologia e istologia, permettendo per la prima volta di osservare strutture anatomiche su più scale nello stesso campione. "Per creare lo Human Organ Atlas abbiamo riunito scienziati e medici di nove istituti in tutto il mondo", spiega Peter Lee, professore di ingegneria meccanica all'UCL e responsabile scientifico del progetto.

"Questo consorzio continuerà a crescere e permetterà nuove scoperte su malattie che vanno dall'osteoartrite alle patologie cardiache". Il progetto è nato durante la pandemia di COVID-19 e ha già contribuito a importanti scoperte scientifiche, tra cui la rivelazione di danni microscopici ai vasi sanguigni nei polmoni di pazienti morti per COVID-19. La tecnologia è stata applicata anche allo studio del cuore e di diverse patologie ginecologiche, offrendo nuove informazioni sui meccanismi delle malattie. Attualmente l'atlante include decine di organi provenienti da 25 donatori e centinaia di dataset tridimensionali. Le scansioni coprono 11 tipi di organi diversi, tra cui cervello, cuore, polmoni, fegato, reni, colon, milza, placenta, utero, prostata e testicoli. Le immagini permettono di passare dalla scala dell'organo intero fino a dettagli inferiori a due micrometri, e in alcuni casi fino a 0,65 micrometri. Per rendere accessibili dataset che possono raggiungere dimensioni di centinaia di gigabyte o addirittura terabyte, la piattaforma offre visualizzazione interattiva direttamente nel browser, possibilità di scaricare i dati a diverse risoluzioni e strumenti software per l'analisi.

Implicazioni future e intelligenza artificiale

Secondo i ricercatori, questo tipo di dati tridimensionali ad altissima risoluzione potrebbe diventare una risorsa fondamentale anche per l'intelligenza artificiale, che necessita di grandi dataset anatomici per addestrare algoritmi in grado di individuare malattie o analizzare strutture biologiche complesse. Oltre alla ricerca scientifica, l'atlante potrebbe trasformare anche l'insegnamento dell'anatomia. Studenti e docenti possono esplorare gli organi in modo interattivo, scorrendo sezioni anatomiche e ingrandendo le strutture interne invece di affidarsi esclusivamente a immagini statiche. Secondo Paul Tafforeau, scienziato dell'ESRF e tra i pionieri della tecnologia utilizzata, il progetto rappresenta solo l'inizio. "Stiamo aprendo una nuova finestra sull'architettura interna del corpo umano", afferma. "In futuro potremmo arrivare a immagini dell'intero corpo umano con una risoluzione da dieci a venti volte superiore rispetto a quella attuale".