Dopo essere stato nascosto per secoli, i segreti all'interno dei manoscritti medievali potrebbero presto venire alla luce.

Fondendo due tecniche di imaging, l'imaging iperspettrale visibile e la fluorescenza a raggi X, un team interdisciplinare di ricercatori della Northwestern University ha sviluppato un nuovo, tecnologia non distruttiva che dà accesso a testi medievali nascosti all'interno di antiche rilegature.

Tra il XV e il XVIII secolo, i rilegatori riciclavano le rilegature da pergamene medievali in nuovi materiali di rilegatura per libri stampati. Mentre gli studiosi sanno da tempo che i libri di questo periodo spesso contengono frammenti nascosti di manoscritti precedenti, non hanno mai avuto i mezzi per leggerli.

"Per generazioni, gli studiosi hanno pensato che queste informazioni fossero inaccessibili, così pensavano, 'Perché preoccuparsi?'", ha detto Marc Walton, scienziato senior presso il Centro per gli studi scientifici della Northwestern University-Art Institute di Chicago (NU-ACCESS). "Ma ora l'imaging computazionale e i progressi nell'elaborazione del segnale aprono un modo completamente nuovo di leggere questi testi".

Parzialmente sostenuto dalla Fondazione Andrew Mellon, la ricerca è stata pubblicata online sulla rivista Analytica Chimica Arts . Walton della Northwestern Engineering è coautore dello studio con i professori di ingegneria elettrica e informatica Aggelos Katsaggelos e Oliver Cossairt. Emeline Pouyet, un borsista post-dottorato in NU-ACCESS, servito come primo autore del documento. Richard Kieckhefer, professore di religione e storia al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern, e Arthur Woll, ricercatore senior presso la Cornell High Energy Synchrotron Source, anche contribuito allo studio.

Il libro responsabile dell'innesco dello studio è una copia del poeta greco Esiodo Lavori e giorni dal 1537. Acquistato dalla Northwestern nel 1870, la copia è l'unica impronta rimasta che conserva la sua rilegatura originale in pergamena scanalata. Sebbene fosse questa rilegatura che originariamente attirò l'attenzione dei bibliotecari nordoccidentali, era il suggerimento di scrivere sotto la pergamena sulla lavagna del libro che suscitava nuove domande.

Quando i ricercatori di NU-ACCESS hanno studiato il legame, hanno notato che il rilegatore ha cercato di rimuovere la scritta sulla lavagna, probabilmente tramite lavaggio o raschiatura. Il tabellone del libro, però, conservava due spettrali colonne di scritte circondate da commenti marginali, che erano ancora visibili attraverso la pergamena sulle copertine anteriore e posteriore del libro.

"L'inchiostro sotto ha degradato la pergamena, così potresti iniziare a vedere la scrittura, "Pouyet ha detto. "Ecco dove è iniziato lo studio analitico."

Walton e Pouyet originariamente usavano una tecnica di imaging iperspettrale a luce visibile per visualizzare la scrittura, ma diede scarsi risultati a causa del degrado irregolare della pergamena. La tecnica ha effettivamente reso la scrittura un po' più chiara, ma non abbastanza chiara per la lettura dello storico Kieckhefer. Prossimo, la coppia ha provato l'imaging a fluorescenza a raggi X utilizzando uno strumento portatile. La tecnica ha fornito le prime informazioni sulla composizione dell'inchiostro; però, il testo era ancora illeggibile a causa della scarsa risoluzione spaziale.

Alla ricerca di una fonte di immagini più potente, Walton e Pouyet hanno inviato il libro alla Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS) a Ithaca, New York, dove la sorgente di raggi X luminosi e il sistema di rilevamento rapido hanno permesso di ottenere un'immagine completa del testo principale e dei commenti marginali nell'intera rilegatura. Quando i ricercatori hanno inviato a Kieckhefer la scrittura con immagini più chiare, lo riconobbe subito come codice di diritto romano del VI secolo, con note interpretative riferite al diritto canonico scritte a margine.

Walton e Pouyet ipotizzano che la pergamena in origine potesse essere stata utilizzata in un ambiente universitario in cui il diritto romano veniva studiato come base per la comprensione del diritto canonico, che era una pratica comune nel Medioevo. La scrittura legale è stata quindi probabilmente coperta e riciclata perché era obsoleta poiché la società aveva già abbattuto le leggi romane per implementare il codice della chiesa.

"Quando hai lo strumento giusto, l'analisi è molto più semplice, "Ha detto Walton. "Ma il problema è che non puoi sempre portare libri inestimabili su una linea di luce di sincrotrone spesso fuori portata. Volevamo essere in grado di utilizzare i nostri strumenti di laboratorio per fare questo tipo di lavoro".

La coppia ha poi contattato i professori di informatica della Northwestern Katsaggelos e Cossairt per aiutarli a esplorare nuovi modi di immaginare il libro.

"Abbiamo dovuto sviluppare nuovi metodi per fare l'analisi che altrimenti non avremmo avuto, " ha detto Walton. "Non c'è niente che esiste in commercio che possiamo usare semplicemente per immaginare questo libro e leggere la scrittura nascosta".

"C'è un vasto numero di lunghezze d'onda nello spettro elettromagnetico, e ogni lunghezza d'onda ha i suoi vantaggi e svantaggi, " disse Katsaggelos, il Joseph Cummings Professore di Ingegneria Elettrica e Informatica. "Alcuni di loro possono penetrare più in profondità nel campione, alcuni di loro hanno una risoluzione migliore, e così via."

Utilizzando un algoritmo di apprendimento automatico sviluppato dal suo team, Katsaggelos ha scoperto che non una tecnica di imaging ma una fusione di due avrebbe prodotto i migliori risultati. Il suo team ha combinato l'imaging iperspettrale visibile, che include lunghezze d'onda all'interno dello spettro della luce visibile per fornire un'elevata risoluzione spaziale, con imaging a fluorescenza a raggi X, che fornisce una risoluzione ad alta intensità. L'algoritmo ha informato i ricercatori del contributo relativo di ciascuna modalità per produrre l'immagine migliore.

"Combinando le due modalità, abbiamo avuto i vantaggi di ciascuno, " Katsaggelos ha detto. "Siamo stati in grado di leggere con successo ciò che era all'interno della copertina del libro."

L'immagine della fusione dei dati di Katsaggelos era così chiara da rivaleggiare con l'immagine del testo principale prodotta dai potenti raggi X di CHESS.

Sebbene questo mistero del testo nascosto nella rilegatura di Esiodo Lavori e giorni ora è stato risolto, Walton e Pouyet credono che il loro lavoro sia appena iniziato.

"Abbiamo sviluppato le tecniche ora in cui possiamo entrare in una collezione museale e guardare molti altri di questi manoscritti riciclati e rivelare la scrittura nascosta al loro interno, " ha detto Walton. "Questo è davvero l'inizio di un'iniziativa molto più ampia".