Matematica e scienze

Per oltre un secolo si è creduto che il cervello fosse diviso in due parti: l'emisfero destro corrispondente al cervello emotivo e l'emisfero sinistro a quello razionale. Oggi sappiamo che tale idea è fuorviante, poiché il tessuto limbico emotivo è equamente diviso tra i due emisferi; di conseguenza, ciascun emisfero ha sia un cervello emotivo sia un cervello razionale. È questo il fulcro scientifico attorno al quale si struttura il modello psicologico proposto dalla neuroanatomista Jill Bolte Taylor. La sua intuizione consiste nell'aver individuato quattro moduli distinti di cellule che compongono la nostra personalità e che l'autrice chiama i Quattro Caratteri: il Carattere 1, ovvero razionale sinistro; il Carattere 2, emotivo sinistro; il Carattere 3, emotivo destro; e il Carattere 4, razionale destro. Poiché ciascuno di essi mostra particolari abilità, prova emozioni specifiche ed elabora pensieri peculiari, osservare il modo in cui i Quattro Caratteri si manifestano e imparare a porli in relazione, tra loro e con gli altri, significa non solo comprendere chi siamo, ma anche decidere come vogliamo essere. Che si tratti di creare relazioni sane, di inserirsi nella società e nel lavoro o di superare una dipendenza, l'«integrazione cerebrale» è lo strumento per la conquista di un nuovo equilibrio, basato sulla capacità di controllare la propria reattività emotiva. In queste pagine, Jill Bolte Taylor porta a maturazione il lungo viaggio al centro del cervello iniziato anni fa e che ha conosciuto uno snodo fondamentale il giorno in cui è stata colpita da un ictus cerebrale che ha annientato, nel giro di pochi istanti, ogni sua facoltà mentale. Il delicato e straordinario percorso che l'ha portata, passo dopo passo, alla ricostruzione delle sue connessioni cerebrali e, per loro tramite, al recupero delle abilità perdute è diventato il terreno di una ricerca sul campo capace di coniugare neuroanatomia e psicologia, e di giungere all'elaborazione di un modello a cui ciascuno di noi può aspirare per realizzare il proprio sé migliore.

Il Lehninger è il libro di biochimica per eccellenza, ed è apprezzato fin dalla prima edizione per come presenta e organizza i contenuti disciplinari e le loro interconnessioni, una tradizione autorevole che questa ottava edizione – dalla struttura rinnovata e nella quale gli autori hanno scelto di enucleare i principi fondamentali all’inizio di ogni capitolo – conferma in pieno. Questa scelta fornisce infatti a chi studia un’impalcatura di conoscenza che facilita la comprensione dei singoli contenuti e la creazione di connessioni tra i concetti approfonditi nel testo. Accanto alla spiegazione dei fondamenti disciplinari, il racconto delle scoperte più recenti e di come opera la ricerca di frontiera fornisce un contesto affascinante per lo studio della biochimica, una disciplina in evoluzione costante. Migliaia di figure, progettate per essere comprensibili anche in modo indipendente dal testo, rendono le basi disciplinari e la ricerca scientifica facilmente accessibili. Le numerose ricadute della biochimica sulla salute umana sono trattate capillarmente nel testo e identificate dall’icona del caduceo. Le schede Medicina approfondiscono patologie e condizioni che influenzano lo stato di salute e illustrano i meccanismi di azione di strategie terapeutiche che agiscono a livello biochimico; inoltre, permettono di scoprire metodi utilizzati per indagare le basi molecolari del funzionamento dell’organismo umano. Al termine di ogni capitolo, una ricca dotazione di problemi ambientati e basati su articoli scientifici permette di mettere in pratica quanto studiato. Un ulteriore supporto per lo studio è dato dai numerosi video che illustrano i processi biochimici, i meccanismi enzimatici, la struttura delle biomolecole, le tecniche di laboratorio e mostrano la risoluzione guidata dei problemi. Inquadrando le icone poste nella prima pagina di ciascun capitolo con l’app Guarda!, è possibile visualizzare con lo smartphone tutti i video, gli esercizi interattivi e le soluzioni ai problemi proposti nel libro.

Il manuale è pensato, come testo di riferimento, a supporto degli insegnamenti della Fisica Tecnica e della Termodinamica, in particolare per i corsi di laurea nelle Scuole di Fisica e Ingegneria. Il testo affronta i principi fondamentali della termodinamica e della trasmissione del calore, riportando anche numerose applicazioni tecniche, in maniera chiara e intuitiva, senza far ricorso a complesse elaborazioni matematiche. L’approccio diretto, tipico di Çengel, accompagna lo studente nella comprensione dei fenomeni, proponendogli un confronto con numerose applicazioni tecniche e con problemi pratici, ampiamente illustrati, che fanno parte integrante della vita quotidiana. A fine libro è incluso un Eserciziario con oltre 300 problemi con le relative soluzioni, mentre sulla piattaforma Connect, accessibile a chi acquista il volume, sono disponibili ulteriori 700 esercizi.

Il DNA delle nostre cellule, il genoma, è un messaggio dal passato, inviatoci dai nostri antenati e contenente le istruzioni che permettono alla cellula uovo fecondata di formare l’organismo complesso che siamo, e di farlo funzionare. Da qualche anno è tecnicamente possibile leggere cosa c’è scritto nel genoma: conosciamo l’alfabeto (le quattro basi che formano i cromosomi) e il lessico (cioè il significato dei geni), ma siamo ben lontani dal capirne la sintassi, cioè come ogni gene risponde al funzionamento degli altri e ai messaggi dall’ambiente. Oggi riusciamo per esempio a prevedere le malattie più semplici, quelle che dipendono da un gene solo, ma non ancora quelle più complesse. Abbiamo però imparato tante cose che finora ci sfuggivano. La sfida è orientarsi in questa complessità. In queste pagine Guido Barbujani ha raccolto forse più domande che risposte, ma la scienza, o almeno la buona scienza, funziona così: ogni nuova scoperta ci mette di fronte a questioni inedite.

Solo cittadini informati saranno capaci di scegliere e costruire una democrazia fondata anche su una cittadinanza scientifica Chi siamo, da dove veniamo, quale sarà il nostro futuro. Nell'epoca delle scienze della vita queste domande si caricano di nuovi significati; d'altra parte i tempi incerti della pandemia hanno reso ancora più urgente una riflessione radicale su una quotidianità trasformata, sui nostri modi di produzione e di consumo, sulle nostre relazioni collettive, sul rapporto con la natura e con il pianeta, sul nostro stesso modello di civiltà. Ripercorrendo le tappe fondamentali della ricerca biologica, questo libro racconta la storia straordinaria delle nostre conoscenze, dalle origini della vita fino alle scoperte più avanzate, come quella che consente di modificare e riscrivere il genoma di qualsiasi essere vivente. Un vademecum per abitare la complessità del nostro mondo e prepararsi a quello del futuro.

Perché facciamo quel che facciamo? Che cosa determina il comportamento? Le neuroscienze cognitive dimostrano che la volontà è dovuta esclusivamente a meccanismi nervosi. A scelta avvenuta, essi informano i centri dell’autocoscienza nei lobi prefrontali. La decisione è presa col concorso di meccanismi nervosi cognitivi ed emotivi. Ogni esperienza, grazie alla plasticità cerebrale, modifica struttura e funzionamento del cervello e quindi condiziona volontà, riflessioni e comportamenti futuri. Si è convinti d’essere liberi di scegliere e la convinzione illusoria che la volontà sia libera è un evento nervoso costante, frutto della selezione evolutiva che ha dato all’uomo il senso della responsabilità, senza il quale la specie umana si sarebbe verosimilmente autodistrutta. Con una breve disamina storica dei dilemmi filosofici del libero arbitrio, il libro è un’introduzione divulgativa agli studi sui meccanismi nervosi della volontà e sull’illusione benefica che essa sia libera.

A guardarli da lontano possono sembrare creature spaventose, con le loro zampette formicolanti, orride antenne e piccole ali ronzanti, che passano la loro esistenza guizzando e svolazzando tra la polvere e il buio. Eppure se solo si prova ad avvicinarsi, ecco che appaiono iridescenze arcobaleno, corpi color smeraldo e ali blu violaceo maculate di crema. Ecco che i loro movimenti si fanno ordinati e organizzati come quelli di un esercito, le loro strategie rivelano un acume geniale, la loro forza si mostra sorprendente. Ecco che davanti ai nostri occhi si manifesta un microcosmo affascinante e meraviglioso, del cui ruolo fondamentale nella sopravvivenza della vita sul nostro pianeta non ci rendiamo sufficientemente conto. Dave Goulson ci porta a scoprire l’universo degli insetti, in tutta la sua complessità e vulnerabilità: dalla loro importanza evoluzionistica e di tutela degli ecosistemi, fino alle loro sorprendenti abilità – come i bruchi delle licene azzurre del timo, che si fingono larve di formica rossa per farsi nutrire con l’inganno, o i paffuti bombi, che sono in grado di memorizzare le posizioni di punti di riferimento e tappeti fioriti. Tra storia e biologia, confronto dei dati e proposte concrete, quella di Goulson è una dettagliata analisi dei gravi pericoli che gli insetti stanno correndo – basti pensare che in soli cinquant’anni l’impoverimento dei terreni e l’uso massiccio di pesticidi ne hanno ridotto la popolazione del 75% –, delle ripercussioni che ciò ha sulla nostra stessa esistenza e delle azioni che ognuno di noi può compiere, personalmente e attraverso le istituzioni, per invertire questa tendenza fatale. “Terra silenziosa” ci spinge a guardare con rinnovato interesse e partecipazione ai piccoli esseri che si muovono in ogni istante attorno a noi e ai modi in cui siamo interconnessi: perché dare vita a un ambiente più verde, variegato e brulicante di insetti non è solo possibile, è necessario.

Moltitudini di microrganismi sono presenti in tutti gli alimenti, con l’eccezione di quelli sterili. Svolgono spesso un ruolo positivo e protecnologico, come nel caso degli alimenti fermentati, o sono in grado di produrre sostanze antimicrobiche che consentono la biopreservazione da altri microrganismi patogeni e alteranti; oppure possono anche essere responsabili del deterioramento degli alimenti o agenti di malattie a trasmissione alimentare. Negli ultimi anni tuttavia si è venuta a determinare una nuova visione del mondo microbico, non più focalizzata su una singola popolazione ma che si allarga, con uno sguardo d’insieme, verso la “comunità” dei microrganismi di un certo ambiente: si parla a questo proposito di microbiota; e anche, estendendo lo studio alla totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, di microbioma. Microbiologia alimentare applicata supera l’idea della microbiologia degli alimenti come disciplina che studia soprattutto la contaminazione da microrganismi per passare a descrivere invece il ruolo fondamentale che i microrganismi hanno nella trasformazione e nella conservazione degli alimenti stessi, e l’altrettanto significativo impatto sulla salute e sul benessere della persona. Dopo un’ampia introduzione sui diversi aspetti dell’ecofisiologia dei microrganismi e sulle tecniche di controllo dello sviluppo batterico, il testo tratta i vari gruppi di alimenti, suddivisi tra prodotti fermentati e non fermentati, e si conclude con una parte dedicata ai probiotici e al microbiota umano. Si affrontano inoltre, con competenze di diversa natura, le principali procedure per l‘identificazione e la tipizzazione dei microrganismi negli alimenti, sia come target per indagini di tipo igienico-sanitario, sia per la ricerca di batteri di interesse tecnologico, ovvero associati a trasformazioni alimentari.

Quali sono i tipi di energia nel mondo? Quanta ne consumiamo, da dove viene e quanta ne consumeremo nei prossimi anni? Esiste

Cento storie emozionanti, divertenti, bizzarre e incredibili per imparare come funziona il corpo umano, come siamo diventati ciò che siamo e come possiamo evitare la nostra stessa estinzione. Lo sapevate che ci sono molti più batteri sulla Terra che stelle nell’universo osservabile? E che all’interno e sulla superficie di un singolo corpo umano arriviamo a contarne fino a cento trilioni? La storia dell’umanità, la vita quotidiana, il nostro benessere fisico, il nostro ambiente: tutto è influenzato da queste minuscole creature di cui fino a poco tempo fa ignoravamo l’esistenza. Non c’è quasi nulla in questo mondo in cui i microrganismi non siano presenti. I microrganismi nelle rocce, ad esempio, si sono adattati in modo ottimale al loro ambiente e quasi nulla li può infastidire. Persino se un asteroide si schiantasse sulla Terra non riuscirebbe a raggiungerli... Ma spesso batteri e virus sono visti come dei semplici germi “cattivi” da cui proteggersi, invece senza di loro non ci sarebbero cioccolato, birra, pane, formaggio... Ecco perché, nel loro libro, Florian Freistetter e Helmut Jungwirth hanno scelto di parlare degli innumerevoli aspetti affascinanti di cui si occupano questi esseri infinitesimali piuttosto che di malattie o epidemie. I microrganismi, infatti, influenzano la temperatura della Terra e possono aiutarci a combattere il cambiamento climatico. Hanno plasmato l’architettura, l’arte e la religione. Ci potrebbero addirittura dare una mano a bloccare la diffusione delle scorie radioattive (rendendole non trasportabili con l’acqua) se ne dovessimo aver bisogno. I microbi erano qui molto prima di noi e continueranno a esserci ancora a lungo dopo che ce ne saremo andati. Ce n’è voluto di tempo per scoprirli e ancora di più per riuscire a raccontare le loro storie. La loro esistenza è stata messa in dubbio, screditata, accettata e ignorata, ma i microrganismi sono ovunque. La loro storia è la nostra storia.

Come funziona la scienza? come pensa uno scienziato? possiamo utilizzare i suoi schemi mentali per difenderci da fake-news e disinformazione? Cosa succede se applichiamo questi schemi al problema dei nostri giorni, il cambiamento climatico e il futuro della Terra? In oltre quattrocento pagine avvincenti e scorrevoli, la cassetta degli attrezzi di uno dei più autorevoli scienziati del tempo presente.

Che cosa significa «umano» all'epoca dell'intelligenza artificiale e della rivoluzione digitale? Perché sentiamo il bisogno di