Benvenuti nell’internet degli odori

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Di Federico Martelli | ott 22 2018, 9:19pm

Benvenuti nell’internet degli odori – Abbiamo parlato con i ricercatori che riescono a simulare gli odori con gli stimoli elettrici.

Una delle cose più frustranti di navigare su internet è che gli unici sensi coinvolti sono la vista e l’udito. Spesso però è un vero peccato che il tatto, l’olfatto e il gusto vengano esclusi dal flusso di informazioni digitali da cui siamo raggiunti. Anche questi sensi sono collegati alle emozioni e ai ricordi e contribuiscono a formare la nostra esperienza del mondo — senza contare che la loro inclusione nell’esperienza digitale aprirebbe una grande quantità di applicazioni, da quelle legate al mondo del cibo, fino a quello del sesso virtuale e, sopratutto, potrebbe concedere agli amanti che non hanno la possibilità di vedersi dal vivo di sentirsi più vicini.

Kasun Karunanayaka dell’Imagineering Institute in Malesia sta lavorando alla riproduzione digitale del senso dell’olfatto. Karunanayaka collabora con uno dei ricercatori più importanti in questo campo, Adrian Cheok che dirige l’Imagineering Institute — intervistato già in passato da Motherboard riguardo il suo lavoro per creare un “Internet multisensoriale” — e con la startup giapponese Scentee per realizzare un’app che aggiunge odori alle funzioni dello smartphone. Grazie alla tecnologia che ha elaborato, le persone con disturbi olfattivi potrebbero riacquistare alcune funzioni olfattive, oppure sperimentare esperienze in VR integrate con tecnologie di stimolazione cerebrale per fornire agli utenti un’esperienza sensoriale più ricca.

Uno dei suoi ultimi esperimenti ha l’obiettivo di riprodurre gli odori senza passare attraverso la stimolazione chimica delle cellule olfattive. Il suo team ha creato uno strumento che sfrutta gli stimoli elettrici. Mettendo a contatto degli elettrodi con le cellule dell’epitelio olfattivo che inviano informazioni dal nervo olfattivo al cervello e modificando la quantità e la frequenza degli stimoli elettrici, il suo team è riuscito a riprodurre una serie di sensazioni olfattive. L’obiettivo della sperimentazione è quello di arrivare in futuro a riprodurre gli stimoli raggiungendo direttamente il cervello, senza ficcare un tubo su per il naso della gente, dato che molti dei volontari che hanno partecipato ai test non riuscivano a sopportarlo. Ne ho parlato direttamente con Karunanayaka via mail.


Motherboard: Come funziona la stimolazione elettrica delle cellule nasali?
Kasun Karunanayaka: Lo scopo del nostro studio era stimolare elettricamente l’epitelio olfattivo umano e descrivere le sensazioni corrispondenti. La stimolazione elettrica può provocare la depolarizzazione nelle cellule nervose e quindi con un’ampiezza di depolarizzazione sufficiente può indurre delle sensazioni o delle reazioni. Si può affermare che la stimolazione elettrica dei recettori olfattivi può riprodurre alcune sensazioni olfattive allo stesso modo in cui può produrre sensazioni gustative (nella pratica nota come elettrogustometria.)

Cosa si intende per depolarizzazione? Su quali meccanismi biologici si basa il vostro studio?
Il naso umano è parte del sistema chemiosensoriale, che aiuta a discriminare una vasta gamma di odori e sapori. Quando le molecole odorose entrano nell’epitelio olfattivo, si legano ai recettori olfattivi. Poi, i recettori olfattivi innescano una serie di segnali all’interno delle cellule che si traducono nell’apertura e chiusura dei canali ionici. Questo aumenta la concentrazione di ioni positivi all’interno delle cellule olfattive (un effetto noto come depolarizzazione). Questo effetto fa sì che le cellule olfattive rilascino pacchetti di segnali chimici chiamati neurotrasmettitori, che danno vita a un impulso nervoso.

 

Cosa avete capito grazie al vostro studio?
Su circa un quarto dei partecipanti dei 31 partecipanti ai nostri test, le combinazioni di stimoli da 1 mA e 70 Hz e quella da 1 mA e 10 Hz hanno prodotto sensazioni olfattive di odori profumati, dolci e che risultavano chimici. I partecipanti hanno riferito invece di aver provato intense sensazioni di dolore e formicolio per le combinazioni di 1 mA e 180 Hz o 4 mA e 70 Hz. Una piccola parte di loro ha riferito di avere sperimentato dei flash visivi con una stimolazione di 4 mA e 70 Hz. Crediamo che questo tipo di risultati suggeriscono che ci può essere un percorso elettrico per riprodurre il senso dell’olfatto negli esseri umani.

Abbiamo in programma di estendere questo esperimento a un numero maggiore di partecipanti e continuare a lavorare con quelli che hanno già segnalato delle sensazioni olfattive. Vogliamo sottoporli a diversi parametri di stimolazione elettrica, modificando la frequenza, la corrente e il periodo di stimolazione. Prevediamo così di identificare vari modelli di stimolazione che possono riprodurre in modo efficace diverse sensazioni olfattive. Il passo successivo sarebbe quello di confrontare la differenza tra la percezione degli odori elettrici e la percezione degli odori naturali, studiando le parti del cervello che vengono attivate dalle stimolazioni corrispondenti. Se entrambe le tecniche di stimolazione dovessero attivare approssimativamente le stesse aree del cervello, potremmo sostenere che la stimolazione elettrica può riprodurre le stesse sensazioni olfattive che hanno una base chimica.

 

Come funzionavano gli strumenti che avete sviluppato in precedenza?
Questo è il primo dispositivo per riprodurre le sensazioni olfattive con stimoli elettrici che abbiamo realizzato ed è parte di un progetto di ricerca a lungo termine per riprodurre sensazioni di gusto e olfatto attraverso la realtà aumentata. Nel 2011, abbiamo presentato per la prima volta una tecnologia digitale per riprodurre i sapori attraverso la stimolazione elettrica. Abbiamo presentato di recente un’altra tecnologia per riprodurre i sapori che utilizza invece la stimolazione termica alla conferenza IEEE VR 2018. Invece, nel 2016, abbiamo proposto per la prima volta l’idea di riprodurre le sensazioni olfattive utilizzando la stimolazione elettrica. Successivamente, nel 2017 abbiamo sviluppato un Olfactometer da laboratorio — un sistema di emissione degli odori computerizzato su base chimica. Inoltre, abbiamo collaborato con Scentee.

A cosa state lavorando con Scentee?
Scentee è il primo device compatibile con mobile al mondo che riproduce gli odori. Si inserisce nel jack audio degli iPhone o dei dispositivi Android e può riprodurre odori o fragranze utilizzando applicazioni per smartphone. Il profumo viene rilasciato attraverso un motore a ultrasuoni che ha un serbatoio rimovibile. Il dispositivo può riprodurre solo un aroma alla volta. Il rilascio dell’aroma viene attivato attraverso un’input sul touchscreen, un messaggio di testo in arrivo o una notifica sui social network. Inoltre, può essere utilizzato in varie applicazioni come l’allarme della sveglia o per l’aromaterapia.

 

Come vedete il futuro di questo tipo di tecnologie? Con quale formato verrano trasferiti i dati?
Oggi le applicazioni di realtà aumentata si basano principalmente sull’audio e sul video ma la digitalizzazione del tatto e del gusto è già stata realizzata sperimentalmente a livello di ricerca e diventerà uno standard in futuro. Con la digitalizzazione dell’olfatto, potremo sperimentare digitalmente cinque sensi di base in realtà aumentata e l’esperienza utente diventerà più completa. Questo creerà più applicazioni e opportunità in campi come l’interazione umana con il computer, i videogiochi, la medicina e l’e-commerce.

Per quanto riguarda i dati che verranno trasferiti in formato digitale, nel caso di esperienze di tipo continuo, dovremmo trasmettere un flusso di dati digitali come facciamo per l’audio e il video. Tuttavia, la gamma dei valori e la struttura dei dati potrà essere definita solo dopo aver trovato i corretti parametri di stimolazione per riprodurre ogni sensazione olfattiva.