La sperimentazione animale è senz’altro un tema caldo, sia per l’impatto che ha sull’emotività dell’opinione pubblica che per il ruolo indiscusso nella ricerca di base.

L’Europa è forse il continente dove i diritti degli animali sono più tutelati, prova ne sia la direttiva 23/2010 che detta le linee guida da adottare dai singoli paesi, direttiva che è stata via via recepita dai paesi membri. L’Italia ha implementato le linee guida nel 2014 con la legge 26/2014, che nonostante le numerose problematiche non ancora risolte, ha dato una spinta molto forte all’innalzamento dello standard di qualità degli allevamenti e delle procedure. Il punto chiave è giustamente la valutazione del possibile livello di sofferenza esperibile dall’animale, sofferenza che per legge deve essere ridotta al massimo, fino ad un ideale livello zero. La legge quindi ruota tutta intorno a due punti fondamentali: rimpiazzare l’animale ove possible e ridurre al massimo le sofferenze e il numero di animali impiegati, mantenendo la significatività statistica grazie a calcoli precisi (3R: Rimpiazzare, Rifinire, Ridurre). L’iter autorizzativo è molto severo e abbastanza burocratizzato complicando molto la ricerca, fino quasi a scoraggiarla, e questa, va detto, è una delle problematiche che da anni i ricercatori devono gestire. Ma tralasciando gli inevitabili problemi politico-burocratici, un fatto è ormai provato: anche i mammiferi meno sviluppati come i piccoli roditori hanno capacità empatiche importanti e provano sofferenza anche psicologica. Studi di alto livello [1–3] hanno infatti dimostrato come il dolore fisico alteri l’espressione genica, inibisca il funzionamento del nervo vago, stimoli l’attivazione immunitaria e causi, tra le altre alterazioni, un incremento della neuroinfiammazione. Lo stress ha effetti analoghi in maniera dose-dipendente [4,5] e impatta anche sulla termoregolazione e sul funzionamento del tessuto adiposo bruno e dell’ipotalamo [6,7]. Oggi le ricerche analizzano fenomeni e meccanismi cellulari sempre più fini è sofisticati, è ovvio che a fianco dell’importante problema etico ci sia anche il rischio di veder compromessi i risultati delle ricerche qualora dolore e stress non vengano gestiti e impediti. Ma a che punto siamo nella gestione della sofferenza e nell’utilizzo di metodi che possano sostituire l’animale da laboratorio? Da più di vent’anni gruppi di ricerca in vari paesi si dedicano esclusivamente a questi problemi e oggi abbiamo strumenti importanti per quantificare la sofferenza e per ridurla. Esistono metodi di osservazione e valutazione del comportamento che permettono ai ricercatori di quantificare il benessere [8–12] e di trovare le giuste strategie per garantire la serenità degli animali [13–15]. Allo stesso tempo tecnologie di imaging permettono multiple osservazioni su un singolo animale senza procedure invasive, quindi senza causare sofferenza [16,17].

La ricerca stessa sta quindi trovando soluzioni importanti al problema della riduzione del numero di animali e delle loro eventuali sofferenze.

Ma c’è un altro campo di studi estremamente affascinante che sta sviluppando dispositivi artificiali i quali, almeno in parte, riproducono la complessità degli organismi viventi: stiamo parlando della bioingegneria e delle colture cellulari di prossima generazione. Organoidi, colture sotto flusso e organi su chip stanno rivoluzionando la ricerca medica di base: la spinta etica a trovare alternative all’uso dell’animale ha prodotto straordinari strumenti che colmano vuoti importanti nelle metodiche di laboratorio.

Siamo ancora lontani dal poter rimpiazzare l’animale, e ci vorranno forse decenni, ma di sicuro la tecnologia sta già permettendo osservazioni e scoperte che non erano pensabili usando gli animali o le classiche colture cellulari. Ad oggi un laboratorio di medie dimensioni può permettersi l’utilizzo di bioreattori, camere di coltura dove le cellule possono crescere in tre dimensioni, riproducendo in maniera semplificata gli organi di appartenenza, e sotto lo stimolo del flusso del medium di coltura, che mima la circolazione sanguigna. Tutte condizioni impossibili nelle classiche colture cellulari [18,19]. Oppure si possono coltivare cellule dell’epitelio polmonare su un microchip riproducendo le funzioni polmonari per studiare ad esempio l’edema; questo dispositivo può analizzare gli scambi aria-fluidi in tempo reale e può essere connesso ad un computer [20,21] (https://wyss.harvard.edu/media-post/lung-on-a-chip/).

Grande interesse ha poi suscitato la creazione di un organoide cerebrale che, nonostante la ridotta capacità vitale, ha aperto nuovi orizzonti nella ricerca neurologica [22,23]. E ancora, la creazione delle iPS, che sono valse il Nobel al ricercatore che le ha prodotte, permettono di creare una cellula differenziata di qualsiasi organo partendo da semplice cellule di fibroblasti che vengono “trasformati” nella cellula di interesse. Ad oggi questa tecnologia permette di prelevare fibroblasti da pazienti con patologie genetiche, ad esempio la SLA, differenziarli nelle cellule appartenenti all’organo malato e studiare direttamente sul corredo genetico alterato del paziente i meccanismi d’azione o eventuali terapie [24].

Come possiamo vedere, la scienza aiuta la scienza. I problemi anche etici che nascono dalla ricerca scientifica trovano la loro soluzione nel metodo scientifico. Non nelle ideologie, non nella persecuzione di categorie professionali attraverso la gogna mediatica o la disinformazione.

Mai come in questo periodo storico il cittadino è chiamato ad essere consapevole e responsabile delle fonti da cui trae le informazioni, informazioni che lo guideranno in una scelta politica, che sia una raccolta firme o un’altra forma di attivismo civico. Forzature ideologiche hanno drammaticamente portato a scelte politiche sbagliate, a procedure di infrazione che il nostro paese si è trovato a fronteggiare e, ancor peggio, alla paralisi della ricerca di base che, già sotto finanziata, soffre dell’endemico disinteresse da parte delle istituzioni.

In ultima analisi saranno i cittadini le prime vittime della progressive riduzione della ricerca, perché da sempre il livello delle cure mediche e le ricadute tecnologiche nel mondo del lavoro dipendono dalla mole di ricerche che vengono prodotte in un paese. E storicamente i paesi che sono diventati leader mondiali sono sempre stati quelli che hanno investito nella ricerca e nella cultura.

Bibliografia

1.           Ren K, Dubner R. Interactions between the immune and nervous systems in pain. Nat Med [Internet]. 2010;16(11):1267–76. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20948535

2.           Gemes, G., Rigaud, M. Dean, C., Hopp, F.A., Hogan, Q.H., Seagard J. Baroreceptor Reflex is Suppressed in Rats that Develop Hyperalgesia Behavior after Nerve Injury. Pain. 2009;146(3):293–300.

3.           Wang, H. S, K. DP, R.J. B, J. X, D.L. G, et al. Chronic neuropathic pain is accompanied by global changes in gene expression and shares pathobiology with neurodegenerative diseases. Neuroscience [Internet]. 2002;114(3):529–46. Available from: http://ovidsp.ovid.com/ovidweb.cgi?T=JS&PAGE=reference&D=med4&NEWS=N&AN=12220557%5Cnhttp://ovidsp.ovid.com/ovidweb.cgi?T=JS&PAGE=reference&D=emed5&NEWS=N&AN=2002390036

4.           Langford DJ, Crager SE, Shehzad Z, Smith SB, Sotocinal SG, Levenstadt JS, et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science (80- ). 2006;312(5782):1967–70.

5.           Ataka K, Asakawa A, Nagaishi K, Kaimoto K, Sawada A, Hayakawa Y, et al. Bone marrow-derived microglia infiltrate into the paraventricular nucleus of chronic psychological stress-loaded mice. PLoS One. 2013;8(11):1–14.

6.           Calvillo L, Gironacci MM, Crotti L, Meroni PL, Parati G. Neuroimmune crosstalk in the pathophysiology of hypertension. Nat Rev Cardiol [Internet]. 2019 Aug 20;16(8):476–90. Available from: http://www.nature.com/articles/s41569-019-0178-1

7.           Redaelli V, Bosi A, Luzi F, Cappella P, Zerbi P, Ludwig N, et al. Neuroinflammation, body temperature and behavioural changes in CD1 male mice undergoing acute restraint stress: An exploratory study. PLoS One [Internet]. 2021;16(11):e0259938. Available from: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0259938

8.           Roughan J V., Flecknell PA. Behavioural effects of laparotomy and analgesic effects of ketoprofen and carprofen in rats. Pain. 2001;90(1–2):65–74.

9.           Langford DJ, Bailey AL, Chanda ML, Clarke SE, Drummond TE, Echols S, et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 2010;7(6):447–9.

10.        Hess SE, Rohr S, Dufour BD, Gaskill BN, Pajor EA, Garner JP. Home improvement: C57BL/6J mice given more naturalistic nesting materials build better nests. J Am Assoc Lab Anim Sci [Internet]. 2008;47(6):25–31. Available from: http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2687128&tool=pmcentrez&rendertype=abstract

11.        Gouveia K, Hurst JL. Reducing Mouse Anxiety during Handling: Effect of Experience with Handling Tunnels. PLoS One. 2013;8(6):e66401.

12.        Roughan J V, Wright-Williams SL, Flecknell P a. Automated analysis of postoperative behaviour: assessment of HomeCageScan as a novel method to rapidly identify pain and analgesic effects in mice. Lab Anim. 2009;43(1):17–26.

13.        Ciuffreda MC, Tolva V, Casana R, Gnecchi M, Vanoli E, Spazzolini C, et al. Rat experimental model of myocardial ischemia/reperfusion injury: An ethical approach to set up the analgesic management of acute post-surgical pain. PLoS One. 2014;9(4):e95913.

14.        Redaelli V, Papa S, Marsella G, Grignaschi G, Bosi A, Ludwig N, et al. A refinement approach in a mouse model of rehabilitation research. Analgesia  strategy, reduction approach and infrared thermography in spinal cord injury. PLoS One. 2019;14(10):e0224337.

15.        Gouveia K, Hurst JL. Improving the practicality of using non-aversive handling methods to reduce background stress and anxiety in laboratory mice. Sci Rep. 2019;9(1):1–19.

16.        Roughan J V., Bertrand HGMJ, Isles HM. Meloxicam prevents COX-2-mediated post-surgical inflammation but not pain following laparotomy in mice. Eur J Pain (United Kingdom). 2016;20(2):231–40.

17.        Tillmanns J, Carlsen H, Blomhoff R, Valen G, Calvillo L, Ertl G, et al. Caught in the act: In vivo molecular imaging of the transcription factor NF-kappaB after myocardial infarction. Biochem Biophys Res Commun. 2006;342(3):773–4.

18.        Marchesi N, Barbieri A, Fahmideh F, Govoni S, Ghidoni A, Parati G, et al. Use of dual-flow bioreactor to develop a simplified model of nervous-cardiovascular systems crosstalk: A preliminary assessment. PLoS One [Internet]. 2020;15(11 November):1–16. Available from: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0242627

19.        Vozzi F, Mazzei D, Vinci B, Vozzi G, Sbrana T, Ricotti L, et al. A flexible bioreactor system for constructing in vitro tissue and organ models. Biotechnol Bioeng. 2011;108(9):2129–40.

20.        Zamprogno P, Wüthrich S, Achenbach S, Thoma G, Stucki JD, Hobi N, et al. Second-generation lung-on-a-chip with an array of stretchable alveoli made with a biological membrane. Commun Biol [Internet]. 2021 Feb 5;4(1):168. Available from: https://www.nature.com/articles/s42003-021-01695-0

21.        Huh D, Leslie DC, Matthews BD, Fraser JP, Jurek S, Hamilton GA, et al. A human disease model of drug toxicity-induced pulmonary edema in a lung-on-a-chip microdevice. Sci Transl Med [Internet]. 2012 Nov 7;4(159):159ra147. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23136042

22.        Lancaster MA, Renner M, Martin CA, Wenzel D, Bicknell LS, Hurles ME, et al. Cerebral organoids model human brain development and microcephaly. Nature [Internet]. 2013;501(7467):373–9. Available from: http://dx.doi.org/10.1038/nature12517

23.        Kilic O, Pamies D, Lavell E, Schiapparelli P, Feng Y, Hartung T, et al. Brain-on-a-chip model enables analysis of human neuronal differentiation and chemotaxis. Lab Chip [Internet]. 2016;16(21):4152–62. Available from: http://xlink.rsc.org/?DOI=C6LC00946H

24.        Lattuada C, Santangelo S, Peverelli S, McGoldrick P, Rogaeva E, Zinman L, et al. Generation of five induced pluripotent stem cells lines from four members of the same family carrying a C9orf72 repeat expansion and one wild-type member. Stem Cell Res [Internet]. 2023 Feb;66:102998. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1873506122003476

Le dipendenze da sostanze sono un fenomeno complesso e multifattoriale, coinvolge molti aspetti della vita di un individuo, dalla salute fisica e mentale alle relazioni sociali e lavorative. 

L’OMS definisce la “dipendenza patologica” come “condizione psichica, talvolta anche fisica, derivante dall’interazione tra un organismo e una sostanza, caratterizzata da risposte comportamentali e da altre reazioni che comprendono un bisogno compulsivo di assumere la sostanza in modo continuativo o periodico, allo scopo di provare i suoi effetti psichici e talvolta di evitare il malessere della sua privazione”.

Esistono diversi tipi di dipendenza, tra cui sostanze stupefacenti (eroina, cocaina, cannabinoidi e oppiacei); farmaci antidepressivi, ansiolitici o sonniferi; fumo di sigaretta, alcool.

Cause e prevenzione delle dipendenze

Si pensa che l’insorgenza delle dipendenze sia dovuta a tre fattori: neurobiologici, dovuti a caratteristiche genetiche, a variazioni della disponibilità di alcuni neurotrasmettitori – dopamina, serotonina, noradrenalina – che regolano il tono dell’umore); individuali dovuti a esperienze di vita e alla personalità come ricerca di sensazioni forti, propensione al rischio, desiderio esasperato di successo, bassa autostima; socio-ambientali dovuti all contesto familiare, socio culturale ed economico della comunità in cui il soggetto vive, alle abitudini del gruppo di appartenenza, alla presenza o no di reti di sostegno sociale.

Fattori sociali, culturali sono molto importanti per quanto riguarda l’inizio e il mantenimento (o la recidiva) dell’uso di sostanze. Vedere membri della famiglia e coetanei che utilizzano sostanze aumenta il rischio di iniziare a usarle. I soggetti in terapia trovano molte più difficoltà se sono circondati da altri utenti che utilizzano anche tale sostanza.

La prevenzione è il mezzo più efficace per evitare e ridurre i rischi e i danni alla salute dovuto all’uso e abuso di sostanze psicoattive e alla comparsa di disturbi comportamentali. Le ricerche e le linee guida internazionali propongono l’adozione di approcci strategici multidisciplinari per contrastare e ridurre l’offerta attraverso politiche di regolamentazione dell’accesso; diminuire la domanda modificando gli atteggiamenti delle persone; favorire il coordinamento tra le diverse politiche settoriali. 

Gli interventi possono essere rivolti alla popolazione generale o mirati a individui vulnerabili o con comportamenti problematici prima dell’insorgere della dipendenza.

Come agiscono le droghe

Non tutti i modi di agire delle droghe sono conosciuti, però sappiamo che esiste la corteccia cingolata anteriore, un’area del nostro cervello, importante nella motivazione e nel rinforzo del comportamento.

Nel momento in cui scatta la dipendenza viene iperstimolata, portando alla continua e spasmodica ricerca di quella determinata sostanza o determinato comportamento.

Le droghe coinvolgono lo scambio di informazioni e segnali tra i neuroni del sistema nervoso attraverso i neurotrasmettitori. Questi possono essere stimolanti, come la noradrenalina, adrenalina, dopamina e serotonina, o inibitori, come le endorfine, modulando vari aspetti dell’attività cerebrale. 

Ogni alterazione nell’azione dei neurotrasmettitori, sia di entità che di durata, compromette l’equilibrio fisiologico del cervello.

Le droghe agiscono modificando il rilascio e l’azione dei neurotrasmettitori, influenzando così il loro effetto e la durata.

Indipendentemente dal meccanismo di azione specifico, tutte le droghe aumentano il rilascio di dopamina nella parte del cervello associato alla gratificazione/ricompensa, portando inizialmente a una sensazione di elevata gratificazione. Con il tempo, le attività che solitamente procurano piacere normale diventano meno appaganti, spingendo l’individuo a cercare continuamente dosi sempre maggiori per ottenere una gratificazione sempre più ridotta.

Effetti e conseguenze delle dipendenze da sostanze

Le conseguenze negative sulla salute possono essere principalmente di tre tipi: dirette e dovute agli effetti farmacologici della sostanza e dalla via di assunzione; indirette, come epatite B e C, AIDS, disturbi del sistema nervoso centrale (SNC); sociali legate a comportamenti illegali, violenze, incidenti. 

Le droghe possono essere suddivise in diverse categorie in base ai loro effetti: stimolanti, depressivi, allucinogeni e oppiacei. Gli stimolanti, come la cocaina e le anfetamine, aumentano l’attività del sistema nervoso, portando a un incremento temporaneo dell’energia e della vigilanza. I depressivi, come l’alcol e i barbiturici, riducono l’attività del sistema nervoso centrale, provocando sedazione e riduzione dell’ansia. Gli allucinogeni, come l’LSD e la psilocibina, alterano la percezione della realtà, causando allucinazioni visive e uditive. Gli oppiacei, come l’eroina e la morfina, sono potenti antidolorifici che agiscono sui recettori del dolore nel cervello.

Dal punto vista della salute mentale le sostanze causano ansia, depressione, schizofrenia, apatia, paranoia, disturbi bipolari e della personalità.

Dal punto di vista fisico gli effetti delle droghe sono: danni al sistema nervoso centrale, convulsioni, danni irreversibili alla memoria, infertilità, impotenza, malattie cardiovascolari, insufficienza renale, lesioni polmonari, lacerazioni epiteliali e venose, overdose e talvolta morte.

Trattamento delle dipendenze

Il trattamento varia a seconda della sostanza e delle circostanze. È impegnativo e comprende uno o più dei seguenti elementi: disintossicazione acuta, prevenzione e gestione dell’astinenza, cessazione dell’uso, mantenimento dell’astinenza. Le diverse fasi possono essere gestite con l’uso di farmaci, consulenze psicologiche e gruppi di supporto. Trattare una dipendenza significa aiutare l’individuo a interrompere l’uso della sostanza, prevenendo le ricadute e recuperando il proprio ruolo sociale e familiare.

Una volta riconosciuta e diagnosticata la dipendenza, è fondamentale rivolgersi a uno specialista capace di fornire un aiuto reale. Il primo passo per il paziente è decidere di uscirne definitivamente. 

I trattamenti per le dipendenze variano e possono includere terapie farmacologiche, percorsi psicologici con professionisti e approcci innovativi. Tra questi abbiamo la stimolazione magnetica transcranica, che stimola aree specifiche del cervello tramite un campo magnetico e la Mindfulness integrata con la psicoterapia cognitivo-comportamentale, particolarmente efficace nel trattamento delle dipendenze da sostanze e nella prevenzione delle ricadute. 

La scelta del trattamento dipende dal caso specifico e può prevedere una combinazione di approcci. La terapia farmacologica è spesso utilizzata per gestire i sintomi dell’astinenza e prevenire le ricadute. I farmaci aiutano a eliminare i sintomi della disassuefazione e a prevenire il riuso della sostanza.

Tra le psicoterapie più efficaci rientrano la terapia cognitivo comportamentale, l’approccio motivazionale e la terapia dialettico comportamentale. Questi approcci hanno dimostrato risultati significativi nel raggiungimento degli obiettivi terapeutici e nella prevenzione delle ricadute.

Sitografia:

https://www.msdmanuals.com/it-it/professionale/disturbi-psichiatrici/disturbi-correlati-all-uso-di-sostanze/disturbi-da-uso-di-sostanze

https://www.oprs.it/psicologi-e-psicologia-in-sicilia/2023/12/06/dalluso-allabuso-di-sostanze-cause-effetti-possibili-rimedi/

https://www.msdmanuals.com/it-it/professionale/argomenti-speciali/droghe-illecite-e-tossici

https://www.politicheantidroga.gov.it/it/notizie-e-approfondimenti/dipendenze-le-droghe/cosa-sono/

https://www.salute.gov.it/portale/prevenzione/dettaglioContenutiPrevenzione.jsp?lingua=italiano&id=5763&area=prevenzione&menu=obiettivi2020

Nella giornata di sabato 13 aprile alle ore 10 presso l’aula Green Globe dell’Itis Zaccagna Galilei, Il Prof. Yuri Galletti, Presidente dell’associazione Semi di Scienza APS e divulgatore scientifico, ha tenuto una bellissima conferenza sulla sostenibilità e sulle professioni green, offrendo una guida preziosa per il futuro per le classi del triennio di biotecnologie ambientali, automazione, elettronica e chimica dei materiali.

Durante l’intervento, gli alunni sono stati invitati ad esprimere il loro punto di vista in merito a sostenibilità e professioni green mediante la realizzazione di alcuni wordcloud. Questo è servito per  sottolineare l’importanza cruciale di adottare pratiche sostenibili in tutti gli aspetti della vita, inclusi il lavoro e la carriera. In questo modo, il Prof. Yuri Galletti è riuscito a coinvolgere gli studenti e evidenziare come le professioni green stiano emergendo nell’ultimo decennio come  una risposta fondamentale alla sfida al cambiamento climatico e alla crisi ambientale.

Con passione e competenza, facendo riferimento ai dati presenti in letteratura, il Prof. Galletti ha evidenziato quali saranno le qualità lavorative più richieste nel futuro. Ha dissertato circa le diverse opportunità di carriera nel campo della sostenibilità, dalla gestione delle risorse naturali alle energie rinnovabili, dall’architettura sostenibile, alle tecniche agricole green, dalla ricerca ambientale alle biotecnologie bianche e grigie utilizzate oggi in alcune startup di successo che valorizzano gli scarti agricoli dando loro una nuova vita. Attraverso esempi concreti e casi di studio, il Prof. Galletti ha inoltre  dimostrato come le professioni green stiano diventando sempre più centrali nell’economia globale, con un crescente numero di aziende e organizzazioni che cercano esperti e consulenti ambientali in grado di guidare la transizione verso un modello di sviluppo sostenibile.

La conferenza ha anche fornito ai partecipanti preziose informazioni su come intraprendere percorsi di formazione professionale nel campo della sostenibilità.

In conclusione, la conferenza ha sottolineato, in accordo con le direttive ministeriali in merito a orientamento ed educazione civica, quanto importante sia sensibilizzare i giovani verso le tematiche e le professioni green e ha motivato e ispirato quest’ultimi a considerare il loro ruolo fondamentale nel plasmare il futuro del pianeta. Alla conferenza, organizzata dalle Prof.sse Maria Cristina Matelli, Chiara Colotti e dal Prof. Riccardo Canesi, hanno presenziato  anche i docenti: Laura Bontardelli, Carla Albertino, Elisa Pinarelli, Simonetta Simoncini, Giulia Garibbo, Mariangela Mazzeo e Luca Bardini. Si ringrazia per l’organizzazione anche il personale ATA del plesso Galilei che ha contribuito alla buona riuscita dell’iniziativa in questione e dell’intero ciclo di conferenze dal titolo Ambiente e Lavoro nel terzo millennio.

Due giorni dedicati alla divulgazione scientifica, come piace a noi.

Comunicare alle studentesse e agli studenti di ogni ordine e grado è una nostra missione, mentre divulgare al grande pubblico rappresenta una grande sfida. Da 6 anni, come associazione di promozione sociale, proviamo a portare avanti iniziative per lasciare semi di conoscenza, con l’obiettivo di rispondere a domande fondamentali. Promuoviamo inoltre una maggiore consapevolezza sulle grandi criticità globali, in primis il cambiamento climatico.

Ci divertiamo e ci siamo divertiti tantissimo con la scuola secondaria di primo grado “Silvestro Gherardi” di Lugo (RA) e presso l’Asineria di Reggio nell’Emilia durante il festival delle scienze naturali.

La scienza è metodo e comunità, lo abbiamo dimostrato!
Chi di scienza è amatore, a lungo andar avrà onore.

Yuri Galletti – Presidente Semi di Scienza

1. Per condividere una o più attività con i divulgatori e le divulgatrici dell’associazione.
2. Per proporre nuove attività.
3. Per condividere competenze e conoscenze scientifiche con noi e con le persone coinvolte nei nostri progetti.
4. Per il sapere comune.
5. Per curiosità.
6. Per passione.
7. Per il solo motivo di volerci donare un contributo per realizzare un nostro progetto.
8. Perchè credete in noi.
9. Perchè amate la scienza.
10. Perchè la scienza è metodo e comunità.

Il presidente Yuri Galletti

Chi di scienza è amatore, a lungo andar avrà onore…

Si è concluso il progetto di Citizen Science “Profili Antropici”, finanziato dall’8 per Mille Chiesa Valdese, grazie al quale abbiamo quantificato i rifiuti abbandonati su tre spiagge caratterizzate da diverse condizioni ambientali e di utilizzo da parte dei cittadini lungo la costa toscana e individuato possibili misure di regolamentazione che possono essere adottate dagli amministratori locali.

Le tre spiagge monitorate sono state Bocca di Serchio (Marina di Vecchiano, PI), Cala del Leone (LI), Lillatro (Rosignano, LI).

La maggior parte dei rifiuti trovati sono oggetti o frammenti di oggetti in plastica, e a ogni campionamento e in ogni spiaggia è stata superata la soglia precauzionale della Strategia marina europea per il buono stato ecologico: 20 rifiuti /100m.

L’inquinamento tossico da rifiuti di plastica mina la salute umana, contribuisce alla perdita di servizi ecosistemici e culturali e genera cambiamenti ambientali dannosi su larga scala e a lungo termine, mettendo a rischio la sostenibilità degli ecosistemi marini e costieri. Per essere affrontato, richiede l’adozione di misure normative a livello internazionale, nazionale e locale. L’identificazione degli oggetti maggiormente presenti nel marine litter è essenziale per definire le priorità delle politiche ambientali al fine di prevenire la dispersione della plastica e promuovere un’economia circolare.

Abbiamo condiviso i dati raccolti nell’ambito del progetto Profili Antropici con le tre amministrazioni comunali (Marina di Vecchiano, Livorno, Rosignano) e sottomesso un abstract per la X edizione del Simposio Internazionale “Il Monitoraggio Costiero Mediterraneo: problematiche e tecniche di misura” organizzato dall’Istituto di BioEconomia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IBE) in collaborazione con la Società Italiana di Selvicoltura ed Ecologia Forestale (SISEF), che si terrà a Livorno dall’11 al 13 Giugno 2024 presso il Museo di Storia Naturale del Mediterraneo.

Di seguito i risultati del progetto in forma sintetica:

Per guardare l’intervista: https://www.youtube.com/watch?v=rYZJ68HQnao

Consigliamo la visione dei contenuti pubblicati da Agenzia Stampa Giovani (http://www.stampagiovanile.it/) per monitorare lo svolgimento della COP, si tratta di un gruppo di giovani che assieme alla dott.ssa Laiti osservano l’andamento dei negoziati prima da remoto ed in seguito in presenza a Dubai.

I problemi di fondo

Nel ripensare ai tanti problemi che investono l’insegnamento delle scienze nella scuola secondaria di primo grado, mi soffermerò solo sulle decisioni che hanno contribuito a determinare i miei cambiamenti di rotta, quelle che mi hanno fatto pensare di aver fatto le scelte giuste.

Parto dall’inizio, dal numero di oredella cattedra di Matematica e Scienze , di norma 6 per classe, poche per l’enormequantità di temi da trattare.Con che cosae come riempirle?È  stato subito chiaro che avrei dovuto fare i  conti con le mie carenze culturali. Ero infatti consapevole che la mia laurea in Biologia mi avrebbe supportato solo in parte eche anche solo pensando ai viventi, con i quali peraltro avevo un po’ di familiarità,la vastità dei temi da affrontare era scoraggiante.

La ricerca di percorsi di formazione si imponeva, mase mi sentivo in difficoltà con la biologia, figuriamoci con la matematica! E così quest’ultimafiniva quasi sempre per avere il sopravvento.Inoltre i vari corsi disattendevano spesso le aspettative che vi riponevo,avrei avuto bisogno di orientamenti ‘semplici’ invece di esempi “alti”, proposte “normali” invece che “speciali”, mapoiché così non era,il tirocinio l’ho fatto prevalentemente sui miei sbagli. Il primo, è stato quello di affidarsi totalmente al libro di scienze.

I manuali scolastici

Qui si apre un capitolo spinoso perché i testi di scienzedovrebbero avere come interlocutori privilegiati i ragazzi ma sono invece scritti per gli insegnanti.D’altra parte le case editrici puntano sulle adozioni e sono solo interessate a capire che cosa motiva le scelte dei docenti. Ecco che, nell’intento di accontentare tutti, i testi finiscono per avere un taglio enciclopedico, relegando in secondo piano l’aspetto linguistico e quello sperimentale. Il linguaggio utilizzato è quello dell’adulto e ovviamente comunica all’adulto, il discente viene inevitabilmente bypassato; non potendo, da bambino, parlare come un adulto nella maggior parte dei casi impara a mente. E poi descriverei problemi non è la stessa cosa che esplorarli e analizzarliinsieme agli alunni.Le risposte vanno cercate e non è detto che siano subito quelle giuste, vanno argomentate, discusse, condivise. Oggi che abbiamo un mare magnum di informazioni a portata di clic, a maggior ragione, insegnare il pensiero critico è una priorità.

La nascita degli Istituti Comprensivi ha per me rappresentato un punto di svolta fondamentale perchémi ha motivato a diventare una figura di riferimento delle materie scientifiche e in questo ruolo ho potutoporre attenzione all’aspetto sequenziale dei concetti e a quello trasversale, uscendo in questo modo dall’isolamento della cattedra orario.Mi sono resa conto che non è possibile ad esempio far distinguere, comparare, classificare se non si costruiscono i processi di osservazione e descrizione. La scommessa è stata quindi armonizzare, riprendere, anticipare e/o approfondirealcuni saperi essenziali quali saper manipolare, osservare, confrontare, mettere in ordine e classificare, riconoscere l’appartenenza a un insieme.Ricercare e instaurare alleanze con altri docenti è stato anche un modo per dedicare più spazio alle scienze allargandone i confini.

L’aula come palestra didattica

Una volta realizzato che non potevo affidarmi esclusivamente al libro di testo,mi sono interrogata su quali esperienze proporre. Non potevo che stare con i piedi per terra e partire dalle piccole cose. C’erano comunque le Indicazioni Nazionali a rassicurarmi²: “La valorizzazione del pensiero spontaneo dei ragazzi consentirà di costruire nel tempo le prime formalizzazioni in modo convincente per ciascun alunno. La gradualità e non dogmaticità dell’insegnamento favorirà negli alunni la fiducia nelle loro possibilità di capire sempre quello che si studia, con i propri mezzi e al proprio livello”.

Forte di questi suggerimentiho cominciatoper prima cosa a curare i “preparativi del viaggio”interessandomi a ciò  che i miei alunni avevano fatto alla scuola primaria, non limitandomi a una semplice ricognizione degli argomenti trattati.  Richiamare alla mente esperienze pregresse comporta infatti la ricostruzione di un puzzle a più mani, attività impegnativa, ma anche produttiva perché non si è soli e si possono mettere a fuoco oltre al problema affrontato anche difficoltà, dubbi, errori. Ho verificato che una delle attività comunemente svolta alla scuola primaria è quella della germinazione del seme effettuata con varie modalità,ricorrendo acotone idrofilo umido, mezze bottigliette di plastica riempite con segatura, vasetti con terriccio, vassoireperiti al negozio di agraria, approcci diversi che inducono a confrontare le diverse esperienze.Solitamente i ricordi vengono riportatidagli alunni in modo “disordinato” e diventa necessario riorganizzarli chiedendo ad esempio di riprodurre un esperimento svolto o di ricostruire ciclo vitale di una pianta dalla semina alla raccolta di nuovi semi. Saranno gli alunni stessi, indotti dalle richieste di chiarimento dei compagni,  a organizzare in modo logico e comprensibile la loro esposizione fornendo all’insegnante informazioni utili per capire cosa hanno imparato e come ragionano.

Un’altra abitudine didattica maturata ha riguardato la comprensione del significato ditermini scientifici. Tale attenzione deriva dalla convinzione che raccontare la storia delle parole aiuta a comprendere non solo il loro significato, ma anche le idee che le accompagnano,cosa che favorisceanche la  costruzione di connessioni. Sono stati così indagati i significati di cellula, fotosintesi clorofilliana, microbiologia, protozoo solo per citare alcuni termini. Non solo. Nelle scienze sono comuni parole composte e conoscere il significato di prefissi e prefissoidi, come di suffissi e suffissoidi permette di giocare a montare e smontare le parole come fossero costruzioni lego. Per darel’idea basta pensare a quelle che si possono formare con bio, eco, geo, micro.

Fuori dall’aula

Fare dell’aula una palestra didattica non significa però restarvi sempre confinati, moltissime sono le occasioni per uscirne. Indubbiamente la cosa più facile ètrasferirsi in un’aula attrezzata a laboratorio scientifico, ma nell’ indagine sui viventi sarà proprio dai territori esterni che proverranno le esperienze più significative, quelle che permetteranno di mettere dare senso e spazio a ciò che è stato trattato in classe.

Alcune di queste esperienze si sono rivelate particolarmente incisive per promuovereprocessi quali osservare, descrivere, classificare, stabilire relazioni, fare congetture.L’indagine sulla diversità dei viventi offre così tante occasioni che c’è solo l’imbarazzo della scelta e non c’è da meravigliarsi che le piante rappresentino il primo terreno da esplorare, non c’è bisogno di andarle a scovare, basta fare un passo fuori dalla scuola per incontrarealberi solitamente ignorati. A parte ilriconoscimento di pini e cipressinon mi è mai infatti capitato che qualcuno indicasse con il nome comune il leccio, la farnia, il tiglio, il platano che stavano proprio lì in prossimità dell’ingresso di scuola. Una buona occasione per dedicareloro un po’ di attenzione  scoprendo così  inaspettati caratteri comuni.  Chiamarli per nome diventa a questo punto un’esigenza, sancisce l’appartenenza a un insieme  con determinate proprietà e fa capire il senso del riconoscimento. Si dà il nome a qualcosa che si distingue, ma quale nome?  Si fa strada un primo concetto di specie (è alla specie e non all’individuo che si dà il nome, quello di genere nasce invece dalla ricerca di un indizio di parentela). Si scoprono così i nomi generici e quelli specifici a costituire una gerarchia.

Si comprende così che le querce sono molto diverse tra loro, che non tutte hanno foglia lobata, ma tutte hanno le ghiande.

L’esplorazione del fuori scuola porterà ad allargare il campo di osservazionee a promuovere unavisione sistemica.Si può far didattica laboratoriale ovunque, ma constatare che la vita si manifesta con adattamenti ambientali è qualcosa che lascia il segno. Allontanarsi dalla scuola diventerà pertanto un bisogno  naturale e potrà succedere, come è avvenuto nella mia esperienza, di arrivare fino al mare.

Ricordo la scopertadell’ ambiente dunalecome la più arricchente dal punto di vista formativo, sia per me che per i miei alunni,viste le scarse aspettative che avevamo:“Che ci sarà mai di interessante su una distesa di sabbia?”D’altra partenell’immaginario collettivo la sabbia evoca il deserto. Altro che deserto! La ricchezza di vita è stupefacente tanto più se vista inottica sistemica. Quante persone  sono ad esempio in grado di mettere in relazione le cosiddette “palle di mare”(nome scientifico egagropile) con il disfacimento della Posidonia oceanica? Scoprireio stessa che erano residui fogliari fibrosi di una pianta marina, e non alghe come comunemente si crede, mi ha spronatoa mettere a frutto la meraviglia di tale scoperta.Sicuramente lo stessostupore l’avrebbero provato i miei alunni e da questo alla voglia di vedere, al saper vedere e al problematizzare, il passo sarebbe stato breve.

Il discorso didattico, nel mio caso è iniziato proprio dalle ‘palle di mare’  per indagare non solo la loro genesi, ma soprattutto la loro composizione e utilità (tutto serve nell’economia della natura!)

La raccolta di vari reperti ci ha permesso di capire che le fibre vegetali disgregate dal moto ondoso si  riaggregano a formare strutture arrotondate.

Non è stato poi difficile comprendere la loro importanza nella formazione delle dune. È bastato osservare la loro presenza in uno spaccato dunale. Cosa ci stavano a fare lì dentro, lontano dalla battigia?

Una volta  verificato in classe il potere imbibente delle egagropile (incredibile quanta acqua riescono ad assorbire!) si è fatta strada l’ipotesi che l’acqua piovana intrappolata al loro interno costituisse una riserva di acqua dolce per le piante che possono mettervi radici creando così l’impalcatura dunale.

Certo non tutte servono a fare duna e gli accumuli spiaggiati (banquettes)di posidonia che si ritrovano su molti litorali spalmati sulla battigia vengono malvisti dai bagnanti che li considerano un rifiuto e come tale un elemento di disturbo. Si può invece scoprireche costituiscono un materiale che può essere raccolto ed utilizzato per vari scopi, trasformandolo da rifiuto a preziosa risorsa ambientale ed economica³.Purtroppo durante le nostra uscite in riva al mare abbiamo anche potuto constatare che in spiaggia si accumulano altri tipi di rifiuti del tutto innaturali riscontrandoquanto la plastica abbia invaso e alterato questo ambiente. Si apre a questo punto un altro campo di indagine per capire da dove provenga tutta questa  plastica e come va gestita. Portarsi in classe i problemi emersi durante le uscite è un bel modo per superare l’idea che le scienze siano confinate nei libri e che i concetti e le abilità costruiti a scuola siano forme inerti di istruzione. È un occasione peraffrontare i problemi in modo critico e imparare ad assumersi la responsabilità delle proprie azioni.

Le risorse museali

Alle risorse naturali, ben si affiancano quelle dei musei non distanti da scuola. Nella mia esperienza Orto Botanico e Museo di Storia Naturale hanno rappresentato luoghi significativi che hanno ben supportano il lavoro di classe.

Certo è necessario avere le idee chiare e non delegare a chi solitamente in tali luoghi guida i laboratori per le scuole; prima di tutto serve conoscere le risorse museali per capire come poterle utilizzare in modo laboratoriale. Il vasto campionario di esemplari lì rintracciabili permetterà di

rafforzare il concetto di biodiversità e rivelerà  caratteri adattativi non ancora esplorati. Le piante delle serre e dell’idrofitorio dell’ Orto Botanico saranno utilissime per tali scopi. Rilevare ad esempio l’esistenza di foglie carnose, lucide come se fossero ricoperte di cera, trasformate in spine, pelose sulla pagina inferiore, permetterà di espandere il concetto di variabilità e condurrà a fare congetture sempre più argomentate. Due opportunità offerte anche dal Museo di Storia Naturale.

Tra le tante esperienze possibiline segnalo unasui pesci di acqua dolce che si è rivelata particolarmente proficua, e non c’è da stupirsi visto che gli  animali vivi ela grande varietà di forme e colori (sorprendente per pesci d’acqua dolce)esercitano di per ségrande attrattivafacilitando il confronto e la scoperta della relazione forma-funzione⁴.

Le diverse forme e le diverse posizioni di bocca e pinne hanno permesso infatti di inferire aspetti rilevanti della vita animale, quali il modo di spostarsi in acqua, l’alimentazione, il rapporto preda-predatore. È un percorso di affinamento dell’osservazione lento e graduale, quello che porta a comprendere che occhi posti nei pressi della superficie dell’acqua e bocca rivolta verso l’alto rappresentano un adattamento all’alimentazione di insetti e piccoli pesci, e a capire come anche le pinne situate in prossimità della coda siano adatte a spiccare salti per catturare prede.

Esplorazioni in lungo e in largo

Prima di concludere la mia riflessione voglio rafforzare tre aspetti che sono alla base dell’insegnamento scientifico (e non solo),ricorrendo all’immagine mentale dell’esplorare “in lungo e in largo”. Ho già parlato di esplorazione e di curricolo verticale, ma mi fa piacere associarli adesso anche a una visione trasversale che chiama in causa anche altre discipline.

L’esplorazione non è altro che l’approccio ai problemi, un’azione di ricerca che si sviluppa in varie direzioni, di cui due mi appaiono privilegiate per fare cultura: la continuità nel tempo (lungo, in questo caso dà l’idea di una durata che si protrae per tutto l’arco del I ciclo d’istruzione) e l’attraversamento di vari ambiti disciplinari (largo,suggerisce un ampliamento di vedute e il superamento di barriere culturali) .

Mentre l’indagine per problemi si sta diffondendo nell’insegnamento, non mi pare di poter dire altrettanto delle “estensioni” in lungo e in largo.

Per osservare non basta attivare tutti i canali percettivi (i nostri strumenti naturali),servono anche le parole adatte per descrivere le proprietà percepite e la conoscenza degli ordinatori logici del testo descrittivo, servono in pratica competenze linguistiche.

A questo punto diventa utile e necessario coinvolgere l’insegnante di lettere per  costruire un percorso specifico,  sperimentarlo incompresenza, in pratica procedere “in lungo e in largo” anche per passare il messaggio che le materie scolastiche hanno bisogno di interagire e dialogare tra loro:anche la geografia, la storia, la tecnologia, l’arte contribuiscono ad ampliare la visuale con le connessioni che permettono di fare.

Conoscere ad esempio la storia della scoperta dei microrganismi, o gli esperimenti che hanno permesso di superare teorie errate come ad esempio quella della generazione spontanea o che hanno portato a conquiste come la vaccinazione, fa comprendere quanto possa essere lungo, difficile, rigoroso, il cammino della scienza e mette in guardia da idee estemporanee e posizioni negazioniste.

Fondamentali sono le connessioni con la matematica, più facili da individuare e gestire in quanto rientrano a pieno titolo nell’insegnamento delle Scienze. Utilissimo il campo sterminato dei dati statistici per analizzare e prevedere fenomeni, per dare significato ai grafici. Utilissimo per imparare a leggere e interpretare diversi tipi di grafici, leggere e interpretare fenomeni come ad esempio quello dei cambiamenti climatici che ci colloca al centro di un cambiamento epocale unico, articolato in molteplici aspetti⁵. Ecco che i numeri e le loro rappresentazioni diventano il riferimento irrinunciabile per spiegare le tante “crisi” che avvertiamo intorno a noi e ci permettono di individuarne le interconnessioni. Si farà strada la convinzione che solo su basi scientifiche saremo in grado di assumere comportamenti non autodistruttivi.

Conclusioni

Nel fare scienze nel primo ciclo d’Istruzione quello che più conta non sono tanto le conoscenze, ma gli atteggiamenti e i processi di pensiero: porsi interrogativi e imparare a smontare la complessità individuando componenti, processi, relazioni, isolando le questioni senza però perdere di vista il loro legame con altri elementi del sistema e campi del sapere. Si tratta poi di ragionare attorno a organizzatori del pensiero scientifico quali: diversità, cambiamento, interazione, adattamento, macroscopico, microscopico….e  per questo ogni essere vivente è uno scrigno ricolmo di opportunità didattiche.

Sono consapevole di averne colte solo alcune, ma l’idea di fondo era sottolineare come un’attività possa diventare esemplaredal punto di vista metodologico e come taletrasferibile in altri contesti, su altri “oggetti”, non solo viventi.Certo è che si deve fare i conti con i diversi punti di vista di genitori e anche di colleghi che non condividono la scelta di dedicare molto tempo a ragionare su un solo ambiente o su alcuni alberi o pesci. Fortunatamente i ragazzi comprendono che andare oltre la superficialità dà un grande potere e se all’inizio fanno una gran fatica, alla fine riconoscono di poter affrontare il nuovo senza timore perché possiedono gli strumenti cognitivi per farlo. Tanto basta per ripagare anche la fatica dell’insegnante.

1. https://www.naturalmentescienza.it/NATrivista/NATURALMENTE%20tutto.mp4

2.https://www.miur.gov.it/documents/20182/51310/DM+254_2012.pdf

3. https://www.isprambiente.gov.it/it/attivita/formeducambiente/educazione-ambientale/progetti-ed-iniziative-1/posidonia-spiaggiata-una-risorsa-ambientale

4.https://www.msn.unipi.it/wp-content/uploads/2015/09/Presentazione-Simone-Farina-PESCI-PARTE-2.pdf

Articolo di: Lucia Stelli, socia di Semi di Scienza ed ex insegnante di matematica e di scienze

Domenica 7 maggio saremo di nuovo insieme ad Affresco del Clima con l’omonimo gioco per i più grandi e un laboratorio per i più giovani!
Maggiori dettagli sulla pagina del Festival dello Sviluppo Sostenibile.

Questa volta ad accoglierci è la meravigliosa Biblioteca delle Oblate nel cuore di Firenze!

Prenotazioni contattando la Biblioteca:
email bibliotecadelleoblate@comune.fi.it
telefono 055 2616512

Gli autori:

Marco Capocasa, antropologo e biologo nutrizionista, vice-segretario dell’Istituto Italiano di Antropologia, si occupa dello studio delle relazioni fra diversità genetica e culturale delle popolazioni umane. Già autore di Italiani. Come il DNA ci aiuta a capire chi siamo (Carocci, 2016) e Intervista impossibile al DNA. Storie di scienza e umanità (il Mulino, 2018).

Davide Venier, nutrizionista impegnato a favore di una corretta divulgazione scientifica, mirata alla promozione di un atteggiamento consapevole e responsabile riguardo ai temi dell’alimentazione e della nutrizione umana.

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