Inviare gli odori attraverso Internet?

Immagina ad esempio un’app per la realtà aumentata che ti permette di puntare il tuo smartphone sul menù di un ristorante e di poter annusare l'aroma di ogni piatto oppure un film che utilizza la realtà virtuale per percepire gli odori dell'ambiente in cui sono immersi i protagonisti. Sono solo alcuni esempi delle possibili applicazioni future di una nuova tecnologia attualmente in fase di sviluppo.

Immagine 1 - La stimolazione elettrica dei neuroni delle cavità nasali può far percepire alle persone aromi che non sono realmente presenti nell'ambiente dove si trovano.

I ricercatori che stanno lavorando agli "odori digitali" sono ancora molto lontani da questo tipo di applicazioni in parte perché il fattore di forma della loro tecnologia lascia ancora a desiderare. Attualmente è necessario attaccare un cavo sul proprio naso in modo tale che gli ho detto di siano in grado di entrare in contatto profondo con i neuroni delle cavità nasali. I ricercatori hanno già pensato a dei miglioramenti da implementare.

Questa ricerca sugli "odori digitali" viene condotta da Kasun Karunanayaka ricercatore senior presso l'Imagineering Institute in Malaysia. Il ricercatore ha iniziato il progetto come studente phd insieme ad Adrian Cheok (ora direttore dell'Istituto e professore presso la City University of London). Adrian Cheok sta lavorando alla creazione di una internet multisensoriale.

«La maggior parte degli esperimenti con l'olfatto digitale che sono stati effettuati precedentemente coinvolgevano l'uso di cartucce chimiche all'interno di dispositivi che venivano collegati a computer o smartphone, invio di un comando al dispositivo innescava il rilascio di sostanze che venivano mescolate insieme per produrre un odore» scrive Karunanayaka.

Considerati questi presupposti il team di Karunanayaka sta collaborando insieme a una startup giapponese chiamata Scentee, tale startup sta sviluppando il primo gadget per smartphone al mondo in grado di produrre stazioni olfattive.

I ricercatori stanno lavorando insieme ai membri della startup per realizzare un'app Scentee che si integra con altre app per aggiungere gli odori alle varie funzioni dello smartphone. Ad esempio l'app potrebbe connettere l'allarme della propria sveglia con l'odore del caffè o potrebbe aggiungere profumi ai testi in modo tale che i messaggi provenienti da amici differenti siano personalizzati con altrettanti aromi distinti.

Ma il team di Karunanayaka sta cercando di trovare un'alternativa ai dispositivi chimici che impiegano cartucce che necessitano di essere sostituite. I ricercatori vogliono inviare gli odori solo attraverso l'utilizzo di segnali elettrici.

Per i suoi esperimenti sono stati impiegati 31 volontari, ad ognuno di essi è stato attaccato al naso un sottile cavo flessibile. Sull'estremità del cavo è stata attaccata una minuscola telecamera e degli elettrodi d'argento. La telecamera è stata utilizzata da ricercatori per navigare i passaggi nasali, in questo modo è stato possibile mettere in contatto gli elettrodi con le cellule epiteliali olfattive che si trovano all'incirca 7 cm al di sopra delle narici. Tali cellule inviano le informazioni al cervello tramite il nervo olfattivo.
Solitamente queste cellule olfattive vengono stimolate dai composti chimici che si legano ai recettori cellulari, invece il team di Karunanayaka ha stimolato tali cellule con una corrente elettrica.

Immagine 2 - il prototipo del dispositivo collegato ad un multimetro digitale. Nella foto è possibile vedere inoltre il cavo a cui è applicata una telecamera endoscopica con 6 led. Credits: Imagineering institute

I ricercatori hanno passato al setaccio la letteratura scientifica per trovare esempi relativi alla stimolazione elettrica delle cellule nasali in questo modo hanno trovato alcuni articoli scientifici in cui veniva descritto che la stimolazione di tali cellule comportava nei soggetti sottoposti agli esperimenti la percezione degli odori.

Pertanto i ricercatori hanno deciso di condurre gli esperimenti utilizzando diversi parametri per la stimolazione modificando sia il valore sia la frequenza della corrente fino a quando non sono state trovate le impostazioni più affidabili nel produrre le sensazioni odorose.

I soggetti hanno descritto più spesso gli odori come profumi oppure come composti chimici. Alcune persone hanno descritto di aver percepito odori come frutta, dolci, menta, legno.

Questo esperimento è stato veramente un prototipo molto scarno  scrive Karunanayaka. Il passo successivo è quello di determinare se alcuni parametri di stimolazione sono collegati in modo attendibile a determinati odori. Inoltre sarà necessario comprendere quanta variabilità esiste tra i vari soggetti. " ci possono essere differenze legate all'età al sesso e all'anatomia umana" scrive il ricercatore.

Tuttavia la domanda più grande è se sarà possibile trovare un modo per produrre questi aromi fantasma senza attaccare un tubo nel naso delle persone. Gli esperimenti sono stati fastidiosi la maggior parte dei volontari. Lo stesso Karunanayaka ammesso che " suona desideravano partecipare ma dopo aver provato una volta non sono più tornati perché non erano in grado di sopportare la sonda nel naso."

Immagine 3 - nella foto un volontario durante uno degli esperimenti. Credits: Imagineering institute

Sono possibili due soluzioni: i ricercatori potrebbero rendere la sonda più piccola, più flessibile e quindi maggiormente sopportabile oppure andare oltre le cellule olfattive del naso stimolando direttamente il cervello.

Come passo successivo dal punto di vista neurotecnologico i ricercatori dell'Imagineering Institute stanno pensando di avviare una collaborazione con Thomas hummel, esperto leader nei disordini olfattivi presso la Technische Universitat Dresden in Germania.

In tale esperimento programmato i volontari da una parte percepiranno odori provenienti da oggetti reali (come ad esempio una rosa) e dall'altra riceveranno una stimolazione nasale.
Durante questi esperimenti i volontari verranno sottoposti a delle scansioni cerebrali con metodi non invasivi come la fMRI.

«Saremo in grado di vedere quali aree nel cervello verranno attivate lezione e potremmo quindi confrontare i due schemi di tali attività» scrive Karunanayaka. «Si attiveranno le stesse aree del cervello?» prosegue il ricercatore. In caso affermativo tale regione cerebrale potrebbe divenire l'obiettivo per la futura ricerca scientifica in questo settore. Ad esempio i ricercatori potrebbero utilizzare un auricolare in grado di fornire una forma non invasiva di stimolazione per innescare quella determinata regione del cervello, in questo modo verrebbero prodotte sensazioni olfattive senza la necessità di un oggetto fisico odoroso oppure di un cavo attaccato al naso.

Tale tecnologia potrebbe servire come ausilio per accelerare un processo rigenerativo: le persone con disturbi olfattivi potrebbero teoricamente indossare un copricapo per acquisire nuovamente alcune funzioni olfattive. Invece le persone che hanno il sistema olfattivo intatto potrebbero avere dei miglioramenti, ad esempio indossando dei visori per la realtà virtuale potrebbe essere possibile vivere un'esperienza sensoriale maggiormente immersiva.