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Comunicare mediante l’odore delle emozioni

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Scritto da Sandra Sozzi

Emozioni: chi non si è mai interrogato sul loro significato, sul loro effetto e, perché no, sulle loro origini? Da sempre l’uomo è dominato dal loro sopraggiungere senza poterle governare o gestire però, con l’avanzamento tecnologico, ha iniziato a chiedersi cosa esse siano davvero e ha provato a darne un significato intrinseco.

La maggior parte delle teorie odierne definiscono le emozioni come un processo articolato in più componenti e in evoluzione continua, cioè dotate di un decorso temporale attivato da stimoli interni o esterni. Ma ciò che all’apparenza può sembrare solo un topic psicologico, non soggetto alla rigorosità tecnica, rappresenta anche un affascinante argomento che apre le porte al pensiero scientifico: da cosa e da dove scaturiscono le emozioni? Perché le proviamo? Qual è la loro relazione con la biochimica dell’organismo?

POTION entra nel vivo della questione: le emozioni emettono odori

Il progetto POTION si pone come obiettivo la risposta alle domande sopracitate. In particolare, lo scopo del progetto, coordinato dal Professor Enzo Pasquale Scilingo dell’Università di Pisa, è quello di studiare, attraverso l’analisi del sudore, se le emozioni che proviamo ci inducono ad emettere molecole specifiche, identificabili attraverso l’olfatto.

Si è capito che l’uomo, quando prova emozioni, emette degli odori, i chemosegnali, e la loro analisi chimica è la prima delle due sfide che si pone il progetto POTION, col fine di individuare quali molecole vengono rilasciate durante lo stato emotivo (con particolare riferimento alla felicità e alla paura).

Qual è l’odore della paura? Qual è l’odore della felicità?

La felicità e la paura possono essere considerate emozioni diametralmente opposte perché scatenano risposte comportamentali differenti durante i rapporti sociali: è proprio su questa considerazione che si basa il secondo obiettivo del progetto. Tale obiettivo è quello di sfruttare i risultati dell’analisi chimica dei chemosegnali al fine di riuscire ad ingegnerizzare quelli legati alla paura e alla felicità: ciò potrebbe essere importante, per esempio, per progettare un sistema di rilascio controllato dei chemosegnali per guidare la strategia di risposta sociale. Il sistema di rilascio controllato sarà appositamente gestito da un computer che guiderà la strategia di risposta attraverso un circuito controllato in feedback dallo stato socio-emotivo dei soggetti, valutato attraverso un modello computazionale neurale. 

Questo accade perché, come spiega lo stesso docente universitario, gli odori emessi attraverso le emozioni non solo influenzano le interazioni sociali, ma possono essere trasmessi tra soggetti; nasce quindi un nuovo orizzonte: capire i meccanismi tramite i quali le emozioni possono essere condivise e trasferite da un soggetto ad un altro. L’aspetto interessante di questi meccanismi emozionali è che sono percepiti in maniera inconsapevole e provocano specifiche risposte fisiologiche.

Il progetto nei dettagli

Sintesi dell’organizzazione del lavoro

Nell’ambito del progetto POTION si è pensato di sviluppare il lavoro in 3 step principali e consecutivamente più ambiziosi.

Il primo passo riguarda l’isolamento degli odori: si è pensato di farlo tramite il prelievo controllato di sostanze odoranti presenti nel sudore di un gruppo di soggetti; la necessità di ottenere dati standardizzati apre le porte a non poche difficoltà e problematiche: prime fra tutte l’impossibilità di raggruppare, idealmente, un gruppo di persone perfettamente omogenee da testare, fattore determinante per la buona riuscita della ricerca data la dipendenza dell’odore emanato dal corpo da diversi fattori (tra cui genere, età, orientamento sessuale, formazione).
L’ipotesi di fondo del progetto è che la sensazione, derivata da una determinata emozione, venga trasmessa al sudore e, quindi, viene supposta l’esistenza di una particolare molecola che identifichi univocamente una certa sensazione: si presuppone, cioè, l’esistenza di molecole chimiche correlabili in qualche modo alle varie emozioni.

Dal primo step che riguarda l’estrazione del campione di sudore, si passa al secondo che, invece, mira al suo studio e alla sua analisi al fine di individuare molecole utili riguardo questa ricerca.

Il terzo step è la successiva riproduzione artificiale dei chemosegnali: idea alquanto ambiziosa a causa della grande variabilità dei diversi soggetti in termini di caratteristiche e contesti e che pone come sfida l’individuazione dei fattori chiave che permettono di discernere l’odore di un soggetto da quello di un altro.

Modalità di attuazione

In merito al primo step, per l’identificazione dei segnali chimici associabili a paura e felicità, è possibile utilizzare una combinazione di approcci analitici con l’obiettivo di raccogliere e caratterizzare le emissioni volatili e semi-volatili prodotte dai diversi soggetti in studio (ai quali vengono evocati stimoli attraverso la visione di scene filmatografiche divertenti, neutrali o paurose, possibilmente utilizzando un casco per realtà virtuale).
Le emissioni verranno raccolte in tamponi assorbenti e recuperate da un dispositivo di campionamento tramite, ad esempio, centrifugazione.

Per l’analisi chimica si utilizzeranno una combinazione di tecniche: in particolare nell’identificazione delle componenti degli odori sarà utilizzata la gascromatografia bidimensionale (tecnica di separazione che sfrutta l’adsorbimento e la ripartizione, facendo in modo che la separazione dei componenti avvenga in funzione dell’affinità di ogni sostanza della miscela con le fasi) accoppiata alla spettrometria di massa ad alta risoluzione (la quale permette di identificare il peso molecolare di un composto, la struttura molecolare, di identificare le componenti di una miscela e di condurre indagini quantitative e studi meccanicistici); mentre la quantificazione dei componenti avviene tramite gascromatografia accoppiata a spettrometria di massa tandem (tecnica spettrometrica che si basa su frammentazioni successive della sostanza in esame).

Fig. 1 Spettrometro di massa.

I risultati attesi e le applicazioni

Altri gruppi di ricerca hanno condotto esperimenti che vanno nella stessa direzione: si è ipotizzato che i processi che un mittente sperimenta durante stati emotivi distintivi siano trasmessi ai destinatari mediante le sostanze chimiche che il mittente produce, stabilendo così una corrispondenza multi-livello tra mittente e destinatario (in particolare vengono esaminate le reazioni facciali ed i processi di regolazione sensoriale in risposta ai chemosignali); per esempio, il ricercatore Gün Semin e i suoi colleghi dell’Università di Utrecht hanno raccolto campioni di sudore da soggetti ai quali sono state mostrate immagini associabili a paura o disgusto; successivamente questi campioni sono stati annusati da un altro gruppo di soggetti.

Per quantificare l’entità della risposta ai diversi chemosegnali è utile fare riferimento a metodi statistici: applicando un test (in particolare “t-test per dati appaiati”) sui dati dei soggetti ai quali venivano mostrati gli “stimoli eccitatori”, si rileva che le frequenze cardiache sono più elevate nella condizione di paura rispetto a quella di disgusto; successivamente, conducendo un’analisi delle varianze sui dati raccolti dal secondo gruppo di soggetti e, tramite un altro tipo di test (“test ANOVA”), si confrontano i risultati (al fine di misurare l’entità dell’attività dei muscoli facciali e ricondursi all’emozione che l’ha generata).

Si è dimostrato che i chemosegnali possono inconsapevolmente fungere da mezzo di comunicazione: la semplice inalazione si è mostrata sufficiente a indurre una risposta nel ricevente che rifletteva l’emozione provata dal mittente mentre produceva il chemosegnale (sia in termini di espressione facciale che di processi di regolazione sensoriale quali variazione della capacità olfattiva e della percezione visiva). 

Fig. 2 Grafici che schematizzano i risultati ottenuti in seguito all’applicazione dei test statistici sui dati: (a) attività del muscolo frontale-mediale; (b) attività del muscolo elevatore del labbro superiore.

Comprendere la natura dei chemosegnali e la loro sfera d’influenza sull’interazione sociale è una chiave molto importante che può aiutare a comprendere il comportamento umano: questo significa che è possibile testare i risultati ottenuti dal progetto sia per scenari clinici che sociali.

Dunque l’impatto risiede non solo nell’ammirabile vantaggio, per la comunità scientifica, di riuscire a proporre nuove diagnosi e trattamenti per diversi disturbi psico-fisici come ansia sociale, fobie, depressione (che sono il risultato di un funzionamento sociale compromesso), ma anche nella società con l’obiettivo di poter migliorare o stabilire relazioni sociali sane aiutando a gestire sentimenti di fiducia, inclusione e serenità in contesti reali e virtuali. 


Fonti e approfondimenti
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Informazioni autore

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Sandra Sozzi

Studentessa di Ingegneria Biomedica all'Università di Pisa con la voglia di mettersi in gioco e di migliorarsi sotto tanti punti di vista. Da sempre affascinata dalla multidisciplinarietà dell'ingegneria applicata al settore medico e interessata alla sua divulgazione

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