Médecin influent et philosophe de la médecine occidentale primitive, Galien de Pergame était le médecin des empereurs et des gladiateurs. L'une de ses nombreuses œuvres, « Sur les mélanges et les pouvoirs des drogues simples, " était un texte pharmaceutique important qui aiderait à éduquer d'autres médecins gréco-romains.

Le texte a été traduit au VIe siècle en syriaque, une langue qui a servi de pont entre le grec et l'arabe et a contribué à répandre les idées de Galien dans l'ancien monde islamique. Mais malgré la renommée du médecin, la version survivante la plus complète du manuscrit traduit a été effacée et réécrite avec des hymnes au 11ème siècle - une pratique courante à l'époque. Ces documents réécrits sont appelés palimpsestes.

Une équipe internationale de chercheurs obtient un aperçu clair du texte caché du Palimpseste syriaque Galen avec une étude aux rayons X à la source lumineuse de rayonnement synchrotron de Stanford (SSRL) au laboratoire national d'accélérateur SLAC du ministère de l'Énergie.

Les premiers résultats révèlent plus de mots originaux dans le texte sous-jacent, qui s'étend perpendiculairement à la direction du texte sus-jacent, permettant aux chercheurs de voir plus d'informations de Galien.

"Notre espoir était qu'il y aurait suffisamment de traces d'encre là-bas pour que nous puissions déchiffrer ne serait-ce qu'un mot ou deux, " dit Uwe Bergmann, un scientifique distingué du personnel du Stanford PULSE Institute au SLAC, qui a dirigé le projet d'imagerie par rayons X. "L'écriture distincte que nous pouvons maintenant voir marque un énorme succès."

De nouveaux conseils sur la médecine précoce

Pendant près d'une décennie, une équipe multidisciplinaire de scientifiques et d'universitaires a tenté de découvrir et d'étudier le texte original de Galien à l'aide de techniques avancées d'imagerie et de traitement numérique. Chaque feuille du manuscrit fournit des indices sur l'état des connaissances médicales à cette époque particulière au Moyen-Orient.

« Si vous voulez comprendre la médecine au Moyen-Orient, il faut regarder la traduction et la transmission du savoir, " dit Peter E. Pormann, professeur de lettres classiques et d'études gréco-arabes à l'Université de Manchester. "C'est une énorme partie de l'histoire, et nous espérons que ce texte nous aidera à comprendre comment ils ont géré et traité la maladie historiquement dans cette partie du monde. »

La section du manuscrit examinée au SLAC est apparue pour la première fois en Allemagne au début des années 1900, et les recherches en cours indiquent qu'il était originaire du monastère Sainte-Catherine sur la péninsule du Sinaï. Toutes les pages numérisées à SSRL seront converties en images numériques haute résolution qui seront ajoutées à celles mises gratuitement à disposition en ligne par le Schoenberg Institute for Manuscript Studies des bibliothèques de l'Université de Pennsylvanie.

Quelques feuilles du manuscrit syriaque original avaient été retirées et se sont retrouvées dans des bibliothèques à travers l'Afrique, l'Europe et les États-Unis, y compris ceux de l'Université Harvard, Paris, la péninsule du Sinaï et le Vatican. Ceux-ci ont été imagés à chaque endroit avec des caméras spécialisées, et chaque institution a accepté que ses images soient ajoutées à l'ensemble de données en ligne.

"Notre plan est de réunir numériquement le livre, " dit Michael Toth, président de R.B. Toth Associates, une entreprise privée spécialisée dans la recherche sur le patrimoine culturel qui mène l'étude de ce palimpseste depuis 2009. "Cela permettra au public d'accéder à des études cachées depuis des siècles."

Préservation et défis expérimentaux

Pour recycler le matériel limité disponible pour le parchemin, les scribes du XIe siècle ont nettoyé et remplacé le texte original par des couches de calcium, une forme rudimentaire de voile blanc, puis a écrit un livre de psaumes au-dessus du texte original. Des études antérieures avaient révélé des traces du texte sous les hymnes, mais il était difficile de lire la traduction originale de Galien – les deux textes étaient écrits avec une encre similaire et le texte sous-jacent avait été bien nettoyé.

Avant de commencer les travaux du synchrotron, l'équipe craignait que même avec les puissantes techniques d'imagerie à rayons X de SSRL, le texte pouvait encore être illisible si la quantité de fer dans l'encre restante était trop petite ou si l'encre était trop tachée. L'analyse initiale aux rayons X des encres du livre relié a mis en évidence la difficulté de la tâche à accomplir, avec seulement une faible réponse du texte sous-jacent.

En raison de la nature délicate du vieux manuscrit, le département de préservation des bibliothèques de l'université de Stanford a soigneusement préparé les pages pour l'imagerie par rayons X.

"L'une des parties les plus puissantes de ce type d'analyse est que vous n'avez pas à interrompre le texte sus-jacent. Vous pouvez voir sous la surface sans endommager le manuscrit, " dit Kristen St. John, chef des services de conservation des bibliothèques de l'Université de Stanford. "Vous n'avez pas à compromettre une partie du document pour en apprendre davantage sur l'autre."

Les conservateurs de Stanford ont séparé les feuilles de l'ancien livre relié en cuir, et monté chaque page dans un tapis personnalisé. Les tapis s'insèrent ensuite précisément dans un cadre en aluminium monté sur une platine commandée par ordinateur pour le balayage au synchrotron.

"Afin d'imager en toute sécurité le manuscrit ici, nous avons dû penser à une façon spéciale de le monter, " dit Sam Webb, un scientifique du SSRL. "D'habitude, nous sécurisons simplement nos échantillons avec du ruban adhésif ou des vis. Vous ne pouvez pas exactement faire cela avec un manuscrit millénaire."

Appliquer une nouvelle technologie pour révéler l'histoire manquante

Avant que le manuscrit n'arrive à Stanford et au SLAC, l'équipe de recherche avait tenté de voir des différences dans les encres sus-jacentes et sous-jacentes avec une technique appelée imagerie multispectrale. Ils ont illuminé les pages de visible, lumière ultraviolette et infrarouge pour améliorer les différentes couleurs dans les encres. Bien qu'ils puissent identifier et lire le texte sous-jacent sur de nombreuses pages, ils ne pouvaient toujours pas le lire sur les autres.

Cette dernière étude a appliqué une version mise à jour d'une technique d'imagerie complémentaire, Fluorescence aux rayons X (XRF), que l'équipe avait développé plus tôt pour déchiffrer des théories mathématiques cachées dans une copie d'un ouvrage d'Archimède qui avait également été réécrit, avec des peintures contrefaites ajoutées au-dessus du texte de quatre pages.

Avec la technique XRF, les rayons X du synchrotron assomment des électrons proches des noyaux des atomes métalliques, et ces trous sont remplis d'électrons externes résultant en une fluorescence X caractéristique qui peut être captée par un détecteur sensible.

Ces rayons X fluorescents peuvent pénétrer à travers des couches de texte et de calcium, et le texte caché de Galien et le texte religieux plus récent ont une fluorescence légèrement différente parce que leurs encres contiennent différentes combinaisons de métaux tels que le fer, zinc, mercure et cuivre.

"Nous nous intéressons également à la composition de fond du parchemin et au calcium qui recouvre le texte original, " dit Nicholas Edwards, un chercheur associé à SSRL. "Ces informations supplémentaires peuvent nous permettre de distinguer les couches du texte."

Passer au crible numériquement les couches d'encre

Pour le document Galien, une numérisation prend environ 10 heures pour chacune des 26 pages. L'expérience a collecté de grandes quantités de données nuancées à partir des scans aux rayons X, et les chercheurs appliquent désormais des outils de traitement des données, y compris l'apprentissage automatique, pour extraire les informations qu'ils recherchent.

"Caché dans toutes ces données, il y a des informations qui essaient de sortir, " dit William Sellers, expert en informatique et directeur du département de zoologie de l'Université de Manchester. "Et il y a tout simplement trop de données pour que les humains seuls puissent les passer au crible."

Les vendeurs ont développé des algorithmes qui entraînent un ordinateur à reconnaître différentes parties du manuscrit. L'exploration de données produit des images colorisées des couches de texte et de parchemin que les chercheurs et les restaurateurs peuvent examiner.

« En tant que conservateur, c'est une opportunité intéressante de travailler avec une gamme entièrement différente d'outils analytiques auxquels nous n'avons généralement pas accès dans le travail quotidien de conservation, " St. John dit. " Cela nous aide à apprendre ce qui est possible dans notre domaine, à mesure que nous comprenons mieux les matériaux avec lesquels nous travaillons."

Une fois les analyses terminées, l'équipe continuera d'analyser les paroles de Galien dans ces nouvelles vues du document éculé.