Da voce a laser a suono

La nuova tecnologia che usa il laser monocromatico sarà il motore della prossima generazione di apparecchi acustici

Il rumore. Il nostro mondo ne è pieno: dagli schiamazzi di una festa in famiglia, ai suoni di sottofondo delle città. Milioni di storie vengono raccontate dai clacson, dai pullman, dai bambini che piangono, dai cani che abbaiano ma anche dai cantiere e dal martello pneumatico — ognuno può sentirle, se vuole ascoltarle. Per le persone con problemi di udito questo suono di sottofondo può rivelarsi una barriera — un vocio bombardante che sommerge ogni altro suono. Alcuni scienziati hanno trovato il modo di risolvere questo problema di decibel con dei laser molto sofisticati.

La perdita dell’udito è uno dei disturbi sensoriali più diffusi a livello mondiale, e un modo per compensarlo è l’utilizzo di particolari dispositivi — gli apparecchi acustici. Questi dispositivi prendono le onde sonore e le amplificano direttamente all’interno dell’orecchio oppure indirettamente attraverso il cranio, facendo vibrare le ossa intorno all’orecchio trasportando il suono. Purtroppo molte persone non sono aiutate in maniera sufficiente da questi apparecchi, e proprio per questo motivo gli scienziati stanno cercando dei metodi alternativi basati sul laser.

Gentiana Wenzel, del Centro Medico dell’Università del Saarland a Homburg, in Germania, afferma che un primo grande passo è stato quello di codificare le frequenze acustiche utilizzando il laser. Infatti, Wenzel sta testando un dispositivo che traduce in luce le onde sonore, trasmettendole ai tessuti delle orecchie, che assorbono la luce e iniziano a vibrare generando il suono.

“Se applichiamo il laser sul timpano, il timpano comincerà a vibrare. Noi stiamo pensando ad un apparecchio acustico che ha una fonte luminosa e che trasmette le pulsazioni direttamente al timpano, senza il bisogno di altri dispositivi. Oppure pensiamo di inserire una fibra che stimola direttamente gli ossicini o la parte interna dell’orecchio”, Gentiana Wenzel, ricercatrice dell’Universitá del Saarland.

La ricerca di Wenzel, che è ancora in fase iniziale, mostra che l’energia elettrica o meccanica creata dai tradizionali apparecchi acustici può essere creata anche da un apparecchio che usa il laser.

“Se poi implementiamo determinati parametri, le interazioni tra laser e tessuti inducono la trasformazione di energia ottica in energia meccanica. L’energia meccanica risultante da questo processo, attiverà l’udito”, continua Wenzel.

Non c’è ancora un prototipo dell’apparecchio, ma il team di Wenzel ha già introdotto parecchie novità. Hanno creato un laser verde che codifica una ampio spettro di frequenze acustiche, rilevanti per la voce umana.

“Per codificare la voce e la musica bisognerebbe codificare l’intero spettro acustico. La parte più importante del lavoro del mio gruppo è stato quello di trovare un modo per codificare le frequenze della voce, e di suoni più complessi, come quelli della musica, in un laser monocromatico.”

Proprio all’inizio del suo lavoro, Wenzel ha capito di aver bisogno di un laser che sia meno potente di quelli industriali, che tagliano il metallo e molti altri materiali, ma più potente di quelli utilizzati nel settore medico. Ha dovuto creare un laser che calzasse a pennello.

“Abbiamo trovato un’azienda in grado di creare laser su richiesta e abbiamo collaborato. La prima macchina che produceva il nostro laser però era quasi lunga un metro: abbiamo bisogno di un dispositivo molto più piccolo”, continua Wenzel.

Il team di ricercatori sta continuando a lavorare al progetto per poter codificare sempre più frequenze in impulsi laser. Più avanti esamineranno l’efficacia e la sicurezza del dispositivo. Inoltre, penseranno a come renderlo sempre più piccolo, come alimentarlo, ma anche quale costo possa avere.

Wenzel conclude dicendo di voler prima costruire il dispositivo funzionante, poi si penserà ai costi. “Abbiamo bisogno di un dispositivo che migliori la qualità del suono percepito dai pazienti, poi penseremo a come commercializzarlo.”


Tradotto in Italiano. Articolo originale: InsideScience


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