Un influente medico e filosofo della prima medicina occidentale, Galeno di Pergamo era il dottore degli imperatori e dei gladiatori. Una delle sue tante opere, "Sulle miscele e sui poteri delle droghe semplici, " era un importante testo farmaceutico che avrebbe aiutato a educare i colleghi medici greco-romani.

Il testo fu tradotto nel VI secolo in siriaco, una lingua che fungeva da ponte tra il greco e l'arabo e aiutò a diffondere le idee di Galeno nell'antico mondo islamico. Ma nonostante la fama del medico, la versione più completa sopravvissuta del manoscritto tradotto fu cancellata e ricoperta di inni nell'XI secolo, una pratica comune all'epoca. Questi documenti sovrascritti sono noti come palinsesti.

Un team internazionale di ricercatori sta ottenendo uno sguardo chiaro sul testo nascosto del palinsesto siriaco di Galen con uno studio a raggi X presso la Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) presso il Laboratorio nazionale dell'acceleratore SLAC del Dipartimento dell'energia.

I primi risultati rivelano più parole originali nel testo sottostante, che corre perpendicolare alla direzione del testo sovrastante, consentendo agli studiosi di vedere più informazioni da Galeno.

"La nostra speranza era che ci fossero abbastanza tracce di inchiostro lì da poter decifrare anche una o due parole, "dice Uwe Bergmann, un distinto scienziato del personale presso lo Stanford PULSE Institute allo SLAC, che ha guidato il progetto di imaging a raggi X. "La scrittura distinta che ora possiamo vedere segna un enorme successo."

Nuovi suggerimenti sulla medicina precoce

Per quasi un decennio, un team multidisciplinare di scienziati e studiosi ha cercato di scoprire e studiare il testo originale di Galeno con tecniche avanzate di imaging e di elaborazione digitale. Ogni foglio del manoscritto fornisce indizi sullo stato delle conoscenze mediche in quel particolare periodo in Medio Oriente.

"Se vuoi capire la medicina in Medio Oriente, bisogna guardare alla traduzione e alla trasmissione della conoscenza, " dice Peter E. Pormann, professore di studi classici e greco-arabi all'Università di Manchester. "Questo è un pezzo enorme di storia, e speriamo che questo testo ci aiuti a capire come hanno gestito e trattato storicamente la malattia in quella parte del mondo".

La sezione del manoscritto in esame allo SLAC è apparsa per la prima volta in Germania agli inizi del 1900, e le ricerche in corso indicano che proveniva originariamente dal Monastero di Santa Caterina nella penisola del Sinai. Tutte le pagine scansionate presso SSRL verranno convertite in immagini digitali ad alta risoluzione che verranno aggiunte a quelle rese disponibili gratuitamente online dallo Schoenberg Institute for Manuscript Studies presso le biblioteche dell'Università della Pennsylvania.

Alcuni fogli del manoscritto siriaco originale erano stati rimossi e finivano nelle biblioteche di tutta l'Africa, Europa e Stati Uniti, compresi quelli dell'Università di Harvard, Parigi, la penisola del Sinai e il Vaticano. Questi sono stati ripresi in ogni luogo con telecamere specializzate, e ogni istituzione ha accettato di aggiungere le proprie immagini al set di dati online.

"Il nostro piano è riunire digitalmente il libro, "dice Michael Toth, presidente di R.B. Toth Associates, una società privata specializzata nella ricerca sul patrimonio culturale che ha guidato lo studio di questo palinsesto dal 2009. "Questo consentirà l'accesso pubblico a una borsa di studio che è stata nascosta per secoli".

Conservazione e sfide sperimentali

Per riciclare il limitato materiale disponibile per la pergamena, Gli scribi dell'XI secolo cancellarono e sostituirono il testo originale con strati di calcio, una forma rudimentale di sbiancamento, e poi scrisse un libro di salmi sopra il testo originale. Studi precedenti avevano rivelato tracce del testo sotto gli inni, ma era difficile leggere la traduzione originale di Galeno:entrambi i testi erano scritti con inchiostro simile e il testo sottostante era stato ben strofinato.

Prima di iniziare il lavoro di sincrotrone, il team temeva che anche con le potenti tecniche di imaging a raggi X a SSRL, il testo potrebbe essere ancora illeggibile se la quantità di ferro nell'inchiostro rimanente fosse troppo piccola o l'inchiostro fosse troppo macchiato. L'analisi radiografica iniziale degli inchiostri nel libro rilegato ha evidenziato la difficoltà del compito da svolgere, con solo una debole risposta dal testo sottostante.

A causa della natura delicata del vecchio manoscritto, il dipartimento di conservazione delle biblioteche della Stanford University ha preparato con cura le pagine per l'imaging a raggi X.

"Una delle parti più potenti di questo tipo di analisi è che non devi interrompere il testo sovrastante. Puoi vedere sotto la superficie senza alcun danno al manoscritto, "dice Kristen St. John, capo dei servizi di conservazione presso le biblioteche della Stanford University. "Non devi mettere a repentaglio una parte del documento per conoscere l'altra."

I conservatori di Stanford hanno separato le pagine dell'antico libro rilegato in pelle, e montato ogni pagina in un tappetino personalizzato. I tappetini si inseriscono quindi con precisione in un telaio in alluminio montato su un palco controllato da computer per la scansione al sincrotrone.

"Per immaginare in sicurezza il manoscritto qui, abbiamo dovuto pensare a un modo speciale per montarlo, "dice Sam Webb, uno scienziato del personale presso la SSRL. "Generalmente, fissiamo semplicemente i nostri campioni con nastro adesivo o viti. Non puoi farlo esattamente con un manoscritto millenario."

Applicazione di nuove tecnologie per rivelare la storia mancante

Prima che il manoscritto arrivasse a Stanford e SLAC, il team di ricerca aveva tentato di vedere le differenze negli inchiostri sovrastanti e sottostanti con una tecnica chiamata imaging multispettrale. Illuminavano le pagine con visibili, luce ultravioletta e infrarossa per migliorare i diversi colori all'interno degli inchiostri. Sebbene potessero identificare e leggere il testo sottostante su molte pagine, non riuscivano ancora a leggerlo sugli altri.

Questo ultimo studio ha applicato una versione aggiornata di una tecnica di imaging complementare, Fluorescenza a raggi X (XRF), che il team aveva sviluppato in precedenza per decifrare teorie matematiche nascoste in una copia di un'opera di Archimede che era stata anche riscritta, con dipinti falsi aggiunti in cima al testo di quattro pagine.

Con la tecnica XRF, i raggi X di sincrotrone eliminano gli elettroni vicino ai nuclei degli atomi di metallo, e questi fori sono riempiti con elettroni esterni risultando in una caratteristica fluorescenza a raggi X che può essere rilevata da un rivelatore sensibile.

Questi raggi X fluorescenti possono penetrare attraverso strati di testo e calcio, e il testo nascosto di Galeno e il più recente testo religioso emettono fluorescenza in modi leggermente diversi perché i loro inchiostri contengono diverse combinazioni di metalli come il ferro, zinco, mercurio e rame.

"Ci interessa anche la composizione di fondo della pergamena e il calcio che ricopre il testo originale, "dice Nicholas Edwards, un ricercatore associato presso SSRL. "Queste informazioni aggiuntive potrebbero consentirci di distinguere tra gli strati del testo".

Setacciare digitalmente gli strati di inchiostro

Per il documento di Galeno, una scansione richiede circa 10 ore per ciascuna delle 26 pagine. L'esperimento ha raccolto grandi quantità di dati sfumati dalle scansioni a raggi X, e i ricercatori stanno ora applicando strumenti di elaborazione dei dati, compreso l'apprendimento automatico, per estrarre le informazioni che cercano.

"Nascosto in tutti questi dati, ci sono informazioni che cercano di uscire, "dice William Sellers, un esperto in elaborazione dati e direttore del dipartimento di zoologia dell'Università di Manchester. "E ci sono troppi dati per essere esaminati solo dagli umani".

I venditori hanno sviluppato algoritmi che addestrano un computer a riconoscere diverse parti del manoscritto. Il data mining si traduce in immagini colorate degli strati di testo e pergamena che studiosi e conservatori possono esaminare.

"Come conservatore, questa è un'interessante opportunità di lavorare con una gamma completamente diversa di strumenti analitici a cui in genere non abbiamo accesso nel lavoro quotidiano di conservazione, " St. John dice. "Ci aiuta a imparare cosa è possibile nel nostro campo, poiché comprendiamo meglio i materiali con cui lavoriamo."

Una volta completate le scansioni, il team continuerà ad analizzare le parole di Galen in queste nuove visioni del documento logoro.