L’orientamento bioelettrico è una capacità di alcuni animali che consente loro di percepire l’ambiente circostante con l’aiuto di campi elettrici. Questa capacità si basa su organi speciali chiamati elettrorecettori, in grado di captare ed elaborare i segnali elettrici provenienti dall’ambiente. Animali come il pesce proboscide, il pesce a proboscide o lo squalo possono individuare le prede in questo modo o localizzare i loro nemici, determinati luoghi o i loro conspecifici. Il principio dell’orientamento bioelettrico si basa sul fatto che i campi elettrici generati dagli oggetti presenti nell’ambiente vengono rilevati dagli elettrorecettori. Questi campi elettrici sono creati, ad esempio, dalla contrazione dei muscoli, che generano segnali elettrici, o da processi chimici che creano differenze di carica. Gli elettrorecettori convertono questi segnali elettrici in segnali neurali che possono essere elaborati dal cervello. In questo modo, gli animali possono “vedere” il loro ambiente, anche se non è visivamente percepibile. Per la ricerca e la tecnologia, l’orientamento bioelettrico offre un grande potenziale per lo sviluppo di nuovi metodi di esplorazione dell’ambiente e di nuove tecnologie. Ad esempio, i robot possono essere dotati di elettrocettori per percepire meglio l’ambiente circostante e svolgere i propri compiti con maggiore precisione.

Tra le altre cose, il laboratorio aveva due acquari contenenti pesci con capacità bioelettriche. Il pesce proboscide possiede recettori elettrosensibili che vengono utilizzati per orientarsi in acqua. Non è stato dimostrato scientificamente, ma si presume che questa proprietà sia dovuta al suo habitat. Poiché il pesce proboscide si trova principalmente in acque torbide, le sue proprietà elettriche gli permettono di orientarsi senza dover usare gli occhi per l’orientamento visivo. In questo modo, emette regolarmente segnali che gli forniscono un’immagine spaziale tridimensionale secondo il principio della misurazione del tempo di volo. Gli acquari del laboratorio di biologia di Technorama erano dotati di elettrodi i cui segnali misurati venivano visualizzati con l’ausilio di un oscilloscopio e visualizzati su un monitor sopra l’acquario, oltre a essere riprodotti acusticamente tramite un altoparlante. Quando il pesce proboscide veniva attirato verso l’elettrodo con del cibo, si sentivano dei caratteristici rumori di scricchiolio.

Un altro emozionante esperimento ha illustrato i collegamenti elettrici con l’aiuto di materiali naturali. In un contenitore è stato versato dell’olio e sopra è stato sparso del semolino. Con una macchina paragonabile a una macchina a induzione è stata generata una tensione di 10.000 volt, che è stata trasferita alla miscela eterogenea con l’aiuto di elettrodi. Di conseguenza, i grani di semola si sono orientati lungo le linee del campo elettrico, che sono state così visualizzate. Inoltre, abbiamo potuto approfondire la nostra comprensione del comportamento dei campi elettrici posizionando vari corpi, come una vite metallica, tra gli elettrodi. È stato impressionante quanto sia facile percepire la tensione elettrica.

I muscoli possono essere stimolati con l’aiuto della tensione. Ciò provoca la contrazione dei muscoli. Nel workshop abbiamo potuto sperimentare e sentire questi effetti in prima persona. Ciò è stato possibile con l’aiuto di batterie.

In un altro esperimento abbiamo potuto misurare la tensione del corpo durante le contrazioni muscolari con l’aiuto di tre elettrodi sul braccio e visualizzarla su uno schermo. Quando il muscolo del braccio era teso, la tensione aumentava e quando era rilassato, la tensione diminuiva. Collegando un elettrodo all’altro braccio, è stato possibile misurare il battito cardiaco, proprio come un ECG.

È stato anche detto che anche noi esseri umani siamo in grado di percepire i campi elettrici, ma questa capacità non è così pronunciata in noi come nel pesce proboscide. Abbiamo potuto sperimentarlo in prima persona cercando, a occhi chiusi, di riconoscere i movimenti fatti da un altro studente con un vassoio da portata accanto a noi. È stato molto difficile e dimostra che non abbiamo la stessa capacità del pesce proboscide, che si orienta solo in questo modo.

La domanda che ci siamo posti per tutta la durata del workshop è stata: cosa c’entra Camille Bauer Metrawatt AG con l’orientamento bioelettrico? Rispondere a questa domanda non è stato facile. Camille Bauer Metrawatt AG produce dispositivi per la visualizzazione di diverse variabili di corrente. I nostri dispositivi non producono elettricità e quindi hanno poco a che fare con l’orientamento bioelettrico. Il PQ-5000 Current Link, che utilizza bobine di Rogowski per misurare il campo elettromagnetico, ci mostra che questi campi elettromagnetici sono presenti nella bioelettricità, ma anche nella normale elettricità. Il pesce proboscide è in grado di percepire da solo i campi elettrici grazie a speciali recettori, ma noi umani abbiamo bisogno di un dispositivo, come il PQ-5000 Current Link, per registrare tali campi. Tuttavia, anche con questi eccellenti dispositivi, percepiamo l’elettricità in modo diverso dal pesce proboscide.

Dopo il workshop, abbiamo avuto il tempo di visitare la mostra Technorama. Questa mostra è stata molto suggestiva e ha offerto una varietà di esposizioni interattive ed esperimenti che hanno dato vita al mondo della fisica e della tecnologia. Particolarmente interessanti sono state le mostre sull’ottica, la meccanica e l’elettrotecnica, che offrivano un’ampia gamma di esperimenti, che abbiamo provato tutti. La mostra sulle illusioni ottiche è stata molto impressionante, perché non riuscivamo a spiegarci esattamente come funzionasse un’illusione di questo tipo e perché i nostri occhi ci ingannassero in questo modo. È stato impressionante anche vedere com’è fatto un atomo e come può essere reso visibile. Siamo rimasti tutti stupiti dalle dimensioni dell’atomo.

Nel complesso, la giornata dedicata al progetto presso Camille Bauer Metrawatt AG è stata un grande successo. Abbiamo avuto l’opportunità di approfondire le nostre conoscenze sull’orientamento bioelettrico, di eseguire molti esperimenti su di esso e di scoprire l’affascinante mondo della fisica e della tecnologia al Technorama. Desideriamo ringraziare Camille Bauer Metrawatt AG e in particolare Romina Widmer per l’organizzazione di questa giornata.

Apprendisti di Camille Bauer Metrawatt AG