Da umani, riusciamo a percepire meno di un deci-trilionesimo di tutte le onde luminose. “ La nostra esperienza della realtà ”, dice il neuroscienziato David Eagleman, “ è vincolata alla nostra biologia.” 
In questa interessante video-presentazione tenuta a un recente TED, David Eagleman ci spiega come lui voglia cambiare questa situazione. La sua ricerca nei processi cerebrali lo ha portato a creare nuove interfacce — come un " gilet sensoriale " — che permettono di ricevere informazioni sul mondo intorno a noi che prima ci sfuggivano.
TED Talks - David Eagleman: Possiamo creare nuovi sensi per l'essere umano ?
( 
con sottotitoli in Italiano )
Trascrizione integrale del testo
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Siamo fatti di parti molto piccole, ma ci troviamo in un cosmo davvero grande e il punto è che non siamo molto bravi a comprendere la realtà in nessuna delle due dimensioni perché i nostri cervelli non sono ancora abbastanza evoluti per capire il mondo a una tale dimensione.
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Siamo invece intrappolati in questa piccola fetta di percezione, proprio al centro. Ma la cosa strana è che, anche nella parte di realtà che ci è familiare, in realtà non riusciamo a vedere la maggior parte di ciò che avviene. Prendete i colori del nostro mondo, per esempio. Onde di luce, radiazioni elettromagnetiche che rimbalzano sugli oggetti e colpiscono recettori specializzati che stanno nel retro dei nostri occhi. Ma non vediamo tutte le onde che ci sono in realtà. Infatti ciò che vediamo è meno di un decitrilionesimo dell'esistente. Perciò ci sono onde radio, microonde e raggi X e gamma che stanno passando attraverso il vostro corpo proprio ora e ne siete totalmente inconsapevoli, perché non possedete i recettori biologici adatti per percepirli. Migliaia di conversazioni al cellulare stanno passando attraverso di voi proprio in questo momento e ne siete completamente inconsapevoli.
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Ora, non è che queste cose siano intrinsecamente invisibili. I serpenti percepiscono alcuni infrarossi nella loro realtà e le api includono gli ultravioletti nella loro visione del mondo e, certo, costruiamo macchine nei cruscotti delle nostre auto per cogliere segnali di una certa gamma di frequenze radio e costruiamo macchine negli ospedali che colgono raggi X. Ma nessuno di questi può essere percepito in completa autonomia, o almeno non ancora, perché non siamo equipaggiati dei sensori adeguati.
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Dunque, questo significa che la nostra esperienza della realtà è vincolata alla nostra biologia e questo va contro la nozione comune che i nostri occhi, le nostre orecchie e le nostre dita colgono la realtà oggettiva che c'è là fuori. Al contrario, il nostro cervello campiona solo una piccola parte di mondo.
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In tutto il regno animale, animali diversi captano parti diverse della realtà. Per cui, nel mondo cieco e sordo della zecca, i segnali importanti sono temperatura e acido butirrico; nella realtà del pesce coltello, il suo mondo sensoriale è riccamente colorato da campi elettrici e per il pipistrello e la sua ecolocalizzazione, la realtà è costruita a partire da onde di aria compressa. È la fetta di ecosistema su cui possono fare affidamento; in scienza c'è una parola per questo. Si chiama umwelt, che è una parola tedesca che indica il mondo circostante. Ora, presumibilmente, ogni animale dà per scontato che il suo umwelt sia l'intera e oggettiva realtà che c'è lì fuori, perché per quale motivo mai ci si dovrebbe fermare a pensare che possa esistere qualcosa oltre ciò che si riesce a percepire. Al contrario, ciò che facciamo noi tutti è accettare la realtà come ci si presenta.
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Facciamoci un esame di coscienza. Immaginate di essere un cane da caccia. Il vostro intero mondo consiste nell'annusare. Avete un lungo naso che ha 200 milioni di recettori per gli odori e avete narici umide che attraggono e intrappolano le molecole di odore: le vostre narici sono belle grosse, così che possiate inalare tanta aria. Per voi tutto è questione di fiuto.
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Di colpo, un bel giorno, avete una rivelazione. Guardate il vostro padrone umano e pensate: "Come dev'essere avere quel penoso, piccolo naso impoverito da umano? (Risate) Come dev'essere quando respiri solo una flebile dose d'aria? Come puoi non sapere che c'è un gatto a un centinaio di metri da qui, o che il vicino era proprio in questo punto sei ore fa?" (Risate)
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Proprio perché siamo umani, non abbiamo mai avuto esperienza di quel mondo di odori, perciò non ci manca, perché siamo fermamente radicati nel nostro umwelt. Ma il punto è, siamo davvero obbligati a restare bloccati qui? Ecco perché, da neuroscienziato, mi interessa il modo in cui la tecnologia potrebbe espandere il nostro umwelt e a come potrebbe cambiare l'esperienza di essere umani.
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Sappiamo già di poter sposare tecnologia e biologia, perché ci sono centinaia di migliaia di persone che camminano intorno a noi con apparecchi acustici e di visione artificiale. Funziona così: si prende un microfono, si digitalizza il segnale e si mette una fascia di elettrodi direttamente nell'orecchio interno. Oppure, nel caso degli impianti retinici, si prende una videocamera, si digitalizza il segnale e si inserisce una griglia di elettrodi direttamente nel nervo ottico. E non più tardi di 15 anni fa, molti scienziati pensavano che queste tecnologie non avrebbero funzionato. Perché? Perché queste tecnologie parlano la lingua della Silicon Valley che non è esattamente lo stesso dialetto dei nostri organi di senso naturali. Ma il fatto è... che funziona: il cervello capisce come usare i segnali.
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Ora, come lo capiamo? Beh, ecco il segreto: Il vostro cervello non sente né vede niente di tutto questo. Il cervello è rinchiuso in una cripta di silenzio e oscurità nel cranio. L'unica cosa che riceve sono segnali elettrochimici che arrivano tramite cavi dati diversi e questo è tutto ciò con cui ha a che fare, nulla di più. Sorprendentemente, il cervello è molto bravo a ricevere questi segnali, estrarne sequenze e assegnargli un significato, così che possa prendere questo cosmo interiore e creare una storia di questo, il vostro mondo soggettivo.
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Ma ecco il punto chiave: il vostro cervello non sa, e non gli importa di sapere, da dove vengono i dati. Qualsiasi informazione arrivi, semplicemente capisce cosa farne. È un tipo di macchina molto efficiente. Essenzialmente, è un generico dispositivo di computazione, riceve qualsiasi tipo di dato e capisce cosa farne e questo, credo, permette a Madre Natura di dilettarsi con ogni sorta di canali di input.
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Io chiamo questo modello evolutivo "T.P." ovvero, senza andare troppo sul tecnico, "Testa di Patata"; uso questo nome per sottolineare che tutti i sensori che conosciamo e amiamo (occhi, orecchie, dita delle mani), sono semplicemente dispositivi plug-and-play ("collega-e-usa"): Li collegate e il gioco è fatto. Il cervello capisce cosa fare con i dati in ingresso. E quando si osserva il regno animale, si trovano parecchi dispositivi periferici. I serpenti hanno recettori termici con i quali percepiscono gli infrarossi, il pesce coltello ha elettrorecettori la talpa dal muso stellato ha un'appendice con 22 tentacoli con i quali percepisce e costruisce un modello 3D del mondo, e molti uccelli hanno la magnetite che permette loro di orientarsi nel campo magnetico del pianeta. Questo significa che la natura non deve continuamente ridisegnare l'intero cervello. Al contrario, una volta stabiliti i principi che regolano le attività cerebrali, la natura deve preoccuparsi solo di disegnare nuove periferiche.
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Ok. Dunque ecco cosa significa: la morale della storia è che non c'è niente di davvero speciale o fondamentale nella biologia con cui siamo venuti al mondo. È semplicemente ciò che abbiamo ereditato da un complesso percorso evolutivo. Ma non è per forza qualcosa a cui dobbiamo attenerci e la prova di questo è ciò che chiamiamo sostituzione sensoriale. Ovvero introdurre informazioni nel cervello tramite canali sensoriali inusuali: il cervello capisce cosa farne.
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Potrebbe sembrare fantascienza, ma il primo articolo che lo dimostra è stato pubblicato su Nature nel 1969. Uno scienziato di nome Paul Bach-y-Rita mise delle persone cieche su una sedia da dentista modificata, impostò una fonte video e pose un oggetto davanti all'obiettivo che poi sarebbe stato percepito come un pungolare alla schiena tramite una griglia di solenoidi. Quindi, ponendo una tazza di caffè davanti all'obiettivo, lo si sentiva nella schiena e sorprendentemente, i ciechi diventavano piuttosto bravi a determinare quale fosse l'oggetto inquadrato dalla telecamera soltanto sentendolo sulla schiena. Ora, ci sono state diverse interpretazioni moderne di questo meccanismo. Ci sono occhiali che ricevono dati video di ciò che ci sta di fronte e li tramutano in un panorama sonoro, così che, quando le cose si muovono, si avvicinano e si allontanano, si sente un "Bzz, bzz, bzz". Suona come una sorta di cacofonia, ma dopo qualche settimana, i ciechi iniziano a capire molto bene cosa sta di fronte a loro, solo sulla base di ciò che sentono. E non bisogna per forza passare dalle orecchie: il sistema si serve di una griglia elettrica tattile sulla fronte, così qualsiasi sia la cosa di fronte al video, la si sente sulla fronte. Perché la fronte? Perché non la si usa per nient'altro.
9:50
L'incarnazione più moderna si chiama Brainport ed è una piccola griglia elettrica da posizionare sulla lingua così che la fonte video venga tramutata in piccoli segnali elettrici tattili e i ciechi diventano così bravi a usarla che possono lanciare una palla in un cesto o attraversare percorsi con ostacoli complessi. Possono arrivare a vedere attraverso la lingua. Sembra una follia vero? Ma ricordate, la visione in fondo non è altro che segnali elettrochimici che attraversano il cervello. Il cervello non sa da dove vengono questi segnali. Ma capisce cosa farne.
10:33
Nel mio laboratorio mi interesso di sostituzione sensoriale per sordi, e questo è un progetto che ho intrapreso con un laureando nel mio laboratorio, Scott Novich, che lo sta conducendo per la tesi. Ed ecco ciò che volevamo fare: volevamo far sì che i suoni del mondo fossero convertiti in un modo per cui i sordi potessero capire cosa veniva detto. E volevamo farlo grazie al potere e all'ubiquità dei dispositivi portatili, volevamo essere sicuri che questo potesse funzionare su telefoni e tablet e volevamo che fosse qualcosa di indossabile, qualcosa che si potesse indossare sotto i vestiti. Quindi ecco il concetto. Io parlo, il suono che emetto viene captato dal tablet e viene mappato su un gilet ricoperto di motori vibranti, come i motori dei cellulari. Quindi, mentre parlo, il suono è tradotto in una sequenza di vibrazioni sul gilet. Beh, non è solo concettuale: il tablet trasmette Bluetooth e sto indossando il gilet proprio ora. Quindi, mentre parlo (Applausi) il suono è tradotto in sequenze dinamiche di vibrazioni. Sto sentendo il mondo sonoro intorno a me.
12:00
Stiamo testando questo dispositivo con persone sorde ed è venuto fuori che in breve tempo la gente comincia a sentire, cominciano a capire il linguaggio del gilet.
12:13
Lui è Jonathan. Ha 37 anni. Ha una laurea magistrale. È nato con una forma di sordità acuta, che significa che c'è una parte del suo umwelt che non è per lui accessibile. Abbiamo allenato Jonathan con il gilet per quattro giorni, due ore al giorno ed eccolo, il quinto giorno.
12:32
Scott Novich: You.
12:35
David Eagleman: Scott dice una parola, Jonathan la sente sul gilet e scrive sulla lavagna.
12:41
SN: Where. Where.
12:45
DE: Jonathan è in grado di tradurre questa complicata sequenza di vibrazioni in una comprensione di ciò che viene detto.
12:51
SN: Touch. Touch.
12:55
DE: Ora non lo sta facendo... (Applausi) Jonathan non lo fa consapevolmente, perché le sequenze sono troppo complicate, ma il suo cervello comincia a sbloccare la sequenza che gli permette di capire cosa significano i dati e ci aspettiamo che, indossando il gilet per circa tre mesi, abbia un'esperienza uditiva diretta, nello stesso modo in cui, quando un cieco passa il dito sul braille, il significato arriva diretto dalla pagina senza alcuna mediazione cosciente. Questa tecnologia ha il potenziale di cambiare le carte in tavola, perché l'altra unica soluzione per la sordità è l'impianto cocleare, che richiede una chirurgia invasiva. E questo può essere 40 volte meno costoso di un impianto cocleare, il che rende questa tecnologia fruibile globalmente, anche nei paesi più poveri.
13:59
I nostri risultati con la sostituzione sensoriale sono stati molto incoraggianti, ma ciò che ci ha fatto pensare molto è l'addizione sensoriale. Come possiamo usare una tecnologia simile per creare un senso completamente nuovo, per espandere l'umwelt umano? Per esempio, possiamo inserire dati da Internet in tempo reale direttamente nel cervello di qualcuno affinché possa sviluppare un'esperienza percettiva diretta?
14:26
Ecco un esperimento che stiamo conducendo in laboratorio. Un soggetto sente un flusso di dati dal Net in tempo reale per cinque secondi. Poi appaiono due bottoni e deve fare una scelta. Non sa cosa sta succedendo. Compie una scelta e riceve un feedback dopo un secondo. Ora, ecco il punto: Il soggetto non ha idea del significato delle sequenze, ma stiamo testando se migliori nella scelta di quale bottone spingere. Non sa che ciò che stiamo inviando sono dati in tempo reale dalla Borsa e che sta effettuando decisioni di acquisto e di vendita. (Risate) E il feedback gli dice se ha fatto la cosa giusta o no. Cio che stiamo vedendo è se è possibile espandere l'umwelt umano così che arrivi ad avere, dopo qualche settimana, un'esperienza percettiva diretta dei movimenti economici del pianeta. Ma di questo ve ne parleremo più tardi per vedere quanto funziona. (Risate)
15:21
Ecco un'altra cosa che stiamo facendo: Durante gli interventi di questa mattina, abbiamo automaticamente cercato su Twitter l'hashtag TED2015 e abbiamo fatto un'analisi d'opinioni automatica, ovvero: le persone stanno usando parole positive, negative o neutre? E mentre ciò avveniva, io l'ho sentito e così sono collegato alle emozioni collettive di migliaia di persone in tempo reale ed è un nuovo tipo di esperienza umana, perché ora posso sapere come state e quanto vi sta piacendo tutto questo! (Risate) (Applausi) È un'esperienza più grande di quella che un umano può avere di solito.
16:10
Stiamo espandendo anche l'umwelt dei piloti. In questo caso, il gilet sta captando nove differenti misure da questo quadrimotore: inclinazione, rotazione, ondeggiamento, orientamento e direzione e questo migliora l'abilità del pilota di volare. È come se, essenzialmente, la sua pelle sia estesa lassù, lontano.
16:31
E siamo solo all'inizio. Ciò che abbiamo in mente è prendere una moderna cabina di pilotaggio piena di strumenti che, invece di essere letti, siano sentiti. Viviamo in un mondo di informazioni e c'è una grande differenza tra l'accedere a tanti dati e viverli.
16:53
Penso che non ci sia fine alle possibilità all'orizzonte dell'espansione umana. Immaginate un astronauta in grado di sentire lo stato complessivo dell'intera Stazione Spaziale Internazionale, o, sulla stessa linea, di sentire i valori invisibili della vostra salute, come gli zuccheri nel sangue e lo stato del vostro microbioma, o di vedere a 360 gradi o vedere a infrarossi o ultravioletti.
17:22
Perciò il punto è: andando verso il futuro, saremo sempre più in grado di scegliere i nostri dispositivi periferici. Non dobbiamo più aspettare i doni sensoriali di Madre Natura al suo ritmo, ma, come ogni bravo genitore, ci ha dato gli strumenti che ci servivano per uscire e crearci la nostra propria traiettoria. Perciò la questione è: in che modo volete uscire e fare esperienza dell'universo?
17:51
Grazie.
17:53
(Applausi)
18:10
Chris Anderson: Lo senti? DE: Sì.
18:12
In realtà, questa è stata la prima volta che ho sentito un applauso sul gilet. È bello. È come un massaggio. (Risate)
18:18
CA: Twitter sta impazzendo. Twitter sta impazzendo. Dunque, quell'esperimento sulla Borsa. Questo è il primo esperimento i cui risultati durerebbero per sempre, giusto? se avete successo?
18:30
DE: Beh, è giusto, non dovrei più scrivere al NIH.
18:33
CA: Allora, giusto per essere scettici per un minuto, intendo, è fantastico, ma non è forse vero che ci sono prove del funzionamento della sostituzione sensoriale ma non necessariamente dell'addizione sensoriale? Intendo, non è possibile che il cieco veda attraverso la lingua perché la corteccia visiva è già lì, pronta a processare e che questo sia una parte necessaria?
18:54
DE: È un'ottima domanda. In realtà non abbiamo idea di quali siano i limiti teorici del tipo di dati che il cervello può ricevere. La storia generale, però, è che sia estremamente flessibile. Quando una persona diventa cieca, ciò che chiamiamo corteccia visiva viene presa in consegna da altre cose, tatto, udito, vocabolario. Questo ci dice che la corteccia è una sorta di arco a una freccia. Elabora solo certi tipi di computazione sulle cose. Quando guardiamo al braille, per esempio, si tratta di persone che colgono informazioni attraverso le dita. Quindi non credo ci sia alcuna ragione per ritenere che esista un limite teorico di cui conosciamo il confine.
19:32
CA: Se questo si dimostrasse vero, verresti sommerso di richieste. Ci potrebbero essere tante applicazioni per una cosa del genere. Sei pronto per questo? Quale potenzialità ti esalta di più? DE: Beh, penso che ci siano molte possibili applicazioni. Riguardo alla sostituzione sensoriale, le cose che menzionavo poco fa degli astronauti nelle stazioni spaziali, che spendono così tanto tempo a monitorare, mentre potrebbero semplicemente captare cosa sta succedendo, perché se c'è un'applicazione per questa tecnologia, sono i dati multidimensionali. La chiave è: i nostri sistemi visivi sono ottimi per cogliere macchie e bordi, ma non lo sono altrettanto per ciò che è diventato il nostro mondo, ovvero schermi con tanti, tanti dati. Dobbiamo procedere a carponi tramite i nostri sistemi attentivi. Perciò questo è un modo, in pratica, per percepire lo stato di qualcosa. proprio come, dallo stato del tuo corpo, percepisci di essere in piedi. Penso a macchinari pesanti, sicurezza, sentire lo stato di un'industria della tua attrezzatura, ecco qualche applicazione per cui funzionerebbe.
20:25
CA: David Eagleman, è stato un intervento straordinario. Grazie mille.
20:28
DE: Grazie a te, Chris. (Applausi)
Trovi tutti i link ai post "TED Talks" già pubblicati qui sotto :
1° Elizabeth Gilbert sul genio
2° Il Cervello in tempo reale: C.deCharms
3° Al Gore sulle recenti modificazioni climatiche
4° Matthieu Ricard e l'abitudine alla felicità
5° Hans Rosling: I dati cambiano la Mentalità
6° Rebecca Saxe: Come si forma il giudizio morale
7° Jill Bolte Taylor: Racconto di un Ictus in diretta
8° Pranav Mistry: Nuove Tecnologie Sesto-Senso
9° Ramachandran: I Neuroni plasmano la Civiltà
10° Hans Rosling: Ascesa Asiatica come e quando
11° Rob Hopkins: Verso un Mondo senza Petrolio
12° Jamie Oliver: Educazione al Cibo per i Bambini
13° Bertrand Piccard: Avventura a Energia Solare
14° Dan Barber: Mi sono innamorato di un pesce
15° Aimee Mullins: L'opportunità delle avversità
16° Dan Buettner: Come vivere fino a 100 anni
17° Eric Topol: Il futuro senza fili della Medicina
18° James Randi demolisce le Frodi Paranormali
19° Richard Sears: Pianificare la fine del petrolio
20° Si può "affamare" il cancro con la dieta ?
21° Helen Fisher: Perché amiamo e tradiamo
22° Tan Le: Cuffia per leggere le onde cerebrali
23° J.Assange: Il mondo ha bisogno di Wikileaks
24° Hans Rosling: Cresce la popolazione globale
25° Derek Sivers: Tenetevi per voi i vostri obiettivi
26° C. Anderson: I Video stimolano l'Innovazione
27° Stefano Mancuso: L'intelligenza delle piante
28° Steven Johnson: Da dove provengono le Idee
29° Brian Skerry: Splendore e Orrore degli Oceani
30° Kristina Gjerde: Leggi Acque Internazionali
31° Marcel Dicke: Mangiare insetti: perché no ?
32° Amber Case: Siamo diventati tutti dei Cyborg
33° Hanna Rosin: I dati sull'ascesa delle Donne
34° N. Hertz: Quando non dare ascolto agli esperti
35° Patricia Kuhl: il Genio linguistico dei Bambini
36° Hans Rosling: Lavatrice magica e rivoluzione
37° Cynthia Breazeal: Arrivano i Personal Robot
38° M.Jakubowski progetta Macchine open source
39° H.Fineberg: Siamo pronti per la Neo-evoluzione?
40° Eli Pariser: Attenti alle " Gabbie di Filtri " in rete
41° Stephen Wolfram: Calcolare la teoria del tutto
42° Hong: Automobili per conducenti non vedenti
43° Alice Dreger: Il destino è scritto nell'anatomia
44° D.Kraft: Il futuro della Medicina é nelle App
45° C.Seaman: Fantastiche Foto dei Ghiacci Polari
46° Dave deBronkart: Vi presento l'e-Patient Dave
47° Fischer: Un Robot che vola come un Uccello
48° Julian Treasure: 5 modi per ascoltare meglio
49° M.Pagel: Le Lingue hanno cambiato l'Umanità
50° Huang: La democrazia soffoca la crescita economica ?
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53° Pamela Meyer: Come smascherare i bugiardi
54° Anna Mracek: Un aereoplano che puoi guidare
55° Christoph McDougall: Siamo nati per correre ?
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57° Daniel Wolpert: La vera ragione del Cervello
58° Plait: Come proteggere la Terra dagli asteroidi
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60° Britta Riley: Un Orto nel mio Appartamento
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63° Mikko Hypponen: 3 tipi di Attacchi Informatici
64° Peter van Uhm: Perché ho scelto un fucile
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67° Vijay Kumar: Robot che Volano e Cooperano
68° Susan Cain: Il potere degli introversi
69° Paul Snelgrove: Un Censimento dell'Oceano
70° Sherry Turkle: Siamo tutti Connessi ma Soli ?
71° Lisa Harouni: Un'introduzione alla Stampa 3D
72° Brain Greene: Il nostro è l'unico Universo ?
73° Hans Rosling: Religioni e Bambini
74° Tali Sharot: Naturale inclinazione all'Ottimismo
75° William Noel e il codice perduto di Archimede
76° P. Diamandis: L'abbondanza è il nostro futuro
77° M.Banzi: Arduino Immaginazione Open-source
78° M.Little: Test per il Parkinson con 1 Telefonata
79° Peter Norvig: La classe di 100 000 studenti
80° J.Enriquez: I nostri figli di una specie diversa ?
81° D.Koller: Imparare dall'Istruzione Web Online
82° S.Sankar: La nuova simbiosi Uomo-Computer
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85° Maurizio Seracini: La vita segreta dei dipinti
86° Killingsworth: Essere felice ? Stai nel presente
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98° Todd Humphreys: Come ingannare un GPS
99° P.Singer: " Altruismo Efficace " come e perché
100° Rodney Brooks: Perché ci affideremo ai Robot
101° D.Wolpert: La vera ragion d'essere del cervello
102° Kelly McGonigal: Come farsi amico lo Stress
103° Russell Foster: Perché Dormiamo ?
104° McCallum: Aiuti Tecnologici per Non Vedenti
105° R.D'Andrea: Potenza Atletica dei Quadricotteri
106° G.Giudice: L'Universo é sul filo di un rasoio ?
107° Hypponen: La NSA ha tradito la Fiducia di tutti
108° Rose George: I segreti del Trasporto Marittimo
109° M.Annunziata: La nuova era dell'Internet Industriale
110° S.Herculano: Cos'ha di speciale il cervello umano ?
111° Diana Nyad: Non mollare, non mollare mai !
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