Atlante digitale del corpo umano: organi esplorabili in 3D come su Google Earth

Un nuovo strumento digitale promette di rivoluzionare il modo in cui scienziati, medici e studenti studiano l’anatomia umana. Si tratta di un atlante tridimensionale che consente di esplorare gli organi del corpo con un livello di dettaglio mai raggiunto prima, permettendo di passare dalla visione dell’intero organo fino alle singole cellule. Il progetto rappresenta un importante passo avanti nella ricerca biomedica e nella didattica universitaria.

Nasce lo Human Organ Atlas

Un team internazionale di ricercatori guidato dalla University College London e dallo European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble ha sviluppato lo Human Organ Atlas, un atlante digitale presentato sulla rivista scientifica Science Advances.

La piattaforma è open access e può essere consultata tramite un semplice browser web. L’esperienza di navigazione ricorda quella di Google Earth: gli utenti possono muoversi all’interno di organi come cervello, cuore, polmoni, fegato e reni, esplorando progressivamente le loro strutture interne.

Questa modalità interattiva consente di osservare il corpo umano a diverse scale, offrendo agli studiosi un nuovo modo per analizzare l’anatomia e comprendere i meccanismi delle malattie.

La tecnologia HiP-CT dietro le immagini ad altissima risoluzione

Il cuore del progetto è una tecnologia di imaging avanzata chiamata Hierarchical Phase-Contrast Tomography (HiP-CT), sviluppata presso il sincrotrone europeo ESRF.

Questa tecnica utilizza una sorgente di luce estremamente potente, fino a 100 miliardi di volte più intensa rispetto alle TAC ospedaliere tradizionali. Grazie a questa luminosità straordinaria, i ricercatori possono eseguire scansioni di organi umani intatti senza danneggiarli.

Le immagini ottenute possono poi essere ingrandite fino a raggiungere una risoluzione quasi cellulare, inferiore al micron. In pratica, è possibile passare dalla visione dell’intero organo ai dettagli microscopici delle sue strutture.

Questo approccio permette di colmare una storica distanza tra radiologia e istologia, due discipline che finora analizzavano il corpo umano a scale completamente diverse.

“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’University College London e responsabile scientifico del progetto.

“Questo consorzio continuerà a crescere e permetterà nuove scoperte su malattie che vanno dall’osteoartrite alle patologie cardiache”.

Un progetto nato durante la pandemia

Il progetto ha preso forma durante la pandemia di COVID-19, quando la comunità scientifica cercava strumenti sempre più avanzati per comprendere gli effetti del virus sul corpo umano.

Grazie alla nuova tecnologia, i ricercatori hanno già identificato danni microscopici ai vasi sanguigni nei polmoni di pazienti deceduti a causa dell’infezione da coronavirus.

Successivamente la tecnica è stata utilizzata anche per studiare il cuore e diverse patologie ginecologiche, fornendo nuove informazioni sui meccanismi biologici alla base di varie malattie.

Un database anatomico in continua espansione

Attualmente lo Human Organ Atlas comprende decine di organi provenienti da 25 donatori e centinaia di dataset tridimensionali.

Le scansioni coprono 11 diversi tipi di organi, tra cui:

• cervello

• cuore

• polmoni

• fegato

• reni

• colon

• milza

• placenta

• utero

• prostata

• testicoli

Le immagini permettono di passare dalla scala dell’organo intero fino a dettagli inferiori ai due micrometri, e in alcuni casi fino a 0,65 micrometri.

Poiché i dataset possono raggiungere dimensioni enormi — da centinaia di gigabyte fino a diversi terabyte — la piattaforma offre strumenti di visualizzazione interattiva direttamente nel browser, oltre alla possibilità di scaricare i dati a diverse risoluzioni per analisi più approfondite.

Le prospettive future: ricerca, didattica e intelligenza artificiale

Secondo gli scienziati coinvolti nel progetto, questi dati tridimensionali ad altissima definizione potrebbero diventare una risorsa preziosa anche per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale applicata alla medicina.

Gli algoritmi di machine learning, infatti, necessitano di grandi quantità di dati anatomici per essere addestrati a riconoscere anomalie, individuare patologie e analizzare strutture biologiche complesse.

L’atlante potrebbe inoltre trasformare l’insegnamento dell’anatomia. Studenti e docenti possono esplorare gli organi in modo dinamico, navigando tra sezioni anatomiche e ingrandendo le strutture interne invece di affidarsi esclusivamente a immagini statiche nei manuali.

Secondo Paul Tafforeau, scienziato dell’ESRF e tra i pionieri della tecnologia HiP-CT, il progetto rappresenta solo il primo passo.

“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”.

Una nuova frontiera per lo studio del corpo umano

Lo Human Organ Atlas segna dunque un’importante evoluzione nella visualizzazione dell’anatomia umana. Grazie alla combinazione di imaging avanzato, piattaforme digitali e accesso aperto ai dati, il progetto potrebbe accelerare la ricerca medica e offrire nuove opportunità di formazione per le prossime generazioni di medici e scienziati.