Api stýrir stálhendi með hugarafli

Vísindamenn við Pittsburg háskóla í Pennsylvaníu hafa gert apa (Rhesus macaque) kleift að hreyfa vélarm með hugsunum sínum eingöngu. Þetta var gert með því að koma fyrir örflögu undir hauskúpu apanna, örflagan var tengd við 100 raftaugar. Raftaugarnar tengdust síðan inn í tölvu sem túlkaði boðin og hreyfði stálhendina. Á þennan hátt gátu aparnir hreyft arminn og fært banana að andliti sínu til neyslu. Athugið, apinn hefði getað verið lamaður neðan háls og samt verið fær um hreyfa arminn. (sjá myndskeið á myndir af vefsíðu NYTimes eða the Guardian, myndin hér að neðan er af síðu NYTimes).

Reyndar þurfti apinn að æfa sig heilmiklið til að ná valdi á arminum. Hann fékk að horfa á arminn og stjórna honum með gleðipinna (e. "joystick"). Þessu er líkt við þjálfun íþróttamanna, sem fara t.d. í gegnum stangarstökkið í huganum áður en af stað er hlaupið (auðvitað er slík þjálfun ekki bundin við íþróttamenn, allir geta æft sig í huganum en bara við það að hjóla eða hamfletta kjúklinga).

Grein sem lýsir tilraununum er birt í tímaritinu Nature, og rætt eru um hana m.a. í New York Times og the Guardian.

Ég verð að játa að fyrirsögn pistilsins er ónákæm. Vísvitandi notaði ég orðið hugarafl sem hefur þá merkingu að fólk geti látið eitthvað gerast án þess að hreyfa legg né lið (og auðvitað ekki tala!). Ekkert slíkt er á ferðinni hér, tilraunin sannar ekki tilveru yfirskilvitlegra krafta eins og Mulder og Scully eltust við á skjánum hér um árið. Margir hérlendis trúa á einhverskonar yfirskilvitleg fyrirbæri og e.t.v. fylltust viðkomandi hlýlegri eftirvæntingu fyrir fyrirsögninni hér að ofan. Á hinn bóginn er viðbúið að sumum finnist þessi tilraun verulega brjáluð og að nú séu vísindamenn muni næst búa til blending af manni og vél.

Sérkennilegt hvernig sumir eru tilbúinir að trúa eða jafnvel búast við einhverju fjarstæðukenndu, en þegar raunverulegar framfarir verða fara aðrir (eða þeir sömu) í baklás og kyrjar "bönnum símann".

Drápseðli í DNA?

Fólk hefur löngum velt fyrir sér hvort atferli sé arfgengt. Rándýr þrífast ekki nema með því að drepa önnur dýr, þótt vissulega leggist mörg rándýr einnig á hræ af "sjálfdauðu". Atferli er hluti af svipgerð einstaklinga og hlýtur að samþættast formi þeirra og starfsemi. Rannsóknir á atferli eru harla erfiðar því svipgerðirnar eru oft erfiðar í skilgreiningu. Ef einhver hefur áhuga á hjartasjúkdómum, getur viðkomandi t.d. mælt stærð hjartans, blóðþrýsting og styrk kólesteróls. Ef sá sami hefði áhuga á atferli er ekki alveg jafn augljóst hvað skal mæla, í tilfelli örnsins gæti maður talið fjölda músa sem eru étnar, hversu lengi örnin svífur, hversu margar atlögur og svo fram eftir götunum. En það er reglulega erfitt að skilgreina atferli og hegðun lífvera.

En er hegðun arfbundin?

Það eru fjölmargar vísbendingar um að stökkbreytingar í genum geti haft áhrif á atferli! Tilraunadýr með vissar stökkbreytingar, forðast ákveðna lykt, bregðast misjafnlega við taugaboðefnum, reyna mislengi við einstaklinga af gagnstæðu kyni og svo framvegis. Það er líklegt að hluti af þeim mismun í atferli og  manngerðum sem við þekkjum úr daglegu lífi sé tilkominn vegna erfða. Mikilvægt er að við áttum okkur á því að slíkur breytileiki er náttúrulegur. Ómögulegt að staðhæfa að ein gerð atferlis sé annari betri, einfarinn er ekkert endilega betri en samkvæmisljónið, allavega í þróunarlegum skilningi.

 

Kveikjan að þessari hugleiðingu var auglýsing sem við settum saman fyrir líffræðinám við Háskóla Íslands (nánari upplýsingar í kennsluskrá HÍ). Þakkir til Róberts Arnar Stefánssonar við Náttúrustofu Vesturlands sem lagði til mynd af arnarunga og Skarphéðins Halldórssonar doktorsnema við líffræðiskor fyrir mynd af frumum.

Hver um aðra þvera

Árni Einarsson hélt erindi um vistkerfi Mývatns fyrr í vor (í námskeiði í líffræðiskor) og lýsti því sem gerist þegar mýflugustofninn er í hámarki. Þá liggja lirfur hver um aðra þvera á botninum og eftir klak hneppast þær í stóra strokka, sem getur gert torveldað öndun, bænahald og aðra mannlega leiki. (Mynd af vefsíðu Rannsóknarstöðvarinnar við Mývatn, tekin af Árna Einarssyni)

Rannsóknirnar eru framhald verkefnis sem Árni og Arnþór Garðarson birtu með Antony Ives í Nature fyrr á árinu (sjá einnig fyrri færslu).  Antony Ives er prófessor við Wisconsin háskóla í Madison, og einbeitir sér að fræðilegri vistfræði, hermílíkönum og tölulegum greiningum. Íslendingar þurfa að eignast sterka vísindamenn á þessu sviði, vegna Mývatns og sérstaklega rannsókna á vistkerfum sjávar. Rannsóknir Ives spanna samspil bráðar og afræningja allt upp í stöðugleika vistkerfa, sjá vefsíðu (mér fannst líka gaman að sjá að Karen Abbott er nýdoktor á tilraunastofunni, hún hélt utan um dýrafræðifótboltann í Chicago þegar ég var þar, kjarnorkukvendi sem óttast hvorki jöfnur né takka).

Annars er von á Anthony Ives til landsins í haust. Til stendur að halda ráðstefnu til heiðurs Arnþóri Garðarsyni sem hefur leitt rannsóknirnar við Mývatn um áratugaskeið. Vonandi er ég ekki að leka leyndarmáli, en lofa samt að bera frekari tíðindi af ráðstefnunni þegar þau berast með bréfdúfunni frá útsendara mínum.

Mýfluguský við Mývatn

Afmæli örverufræðifélagsins - dagskrá

Lokadagskrá hefur verið birt fyrir afmælisfund örverufræðifélagsins. Nokkur yfirlitserindi spanna sviðið, frá rannsóknum á örverum í matvælum til spurninga um stöðu og mikilvægi örvera í vistkerfum (sem tæpt hefur verið á hér - sjá fyrri færslu). Úr auglýsingu:

Örverufræðifélag Íslands fagnar nú 20 ára afmæli sínu og af því tilefni verður hið árlega vorþing með öllu stærra sniði þetta árið. Á morgun, þriðjudaginn 27. maí 2008 kl 13:00-16:30 verður haldin ráðstefna á Háskólatorgi í sal HT101 undir yfirskriftinni "Örverufræðirannsóknir á Íslandi". Haldin verða yfirlitserindi yfir örverufræðirannsóknir á Íslandi síðustu áratugina þar sem farið verður vítt og breytt yfir svið örverufræðinnar.

Dagskrá:
13:00-13:05        Setning - Viggó Marteinsson formaður ÖRFÍ
13:05-13:50        Umhverfisfræði – Jakob Kristinsson
13:50-14:35        Matvælaörverufræði - Hélène L. Lauzon, Franklín Georgsson og
                   Hannes Magnússon
14.35-15:00        Kaffi - veggspjaldasýning
15:00-15:45        Mannaörverufræði – Karl G. Kristinsson
15:45-16:30        Dýraörverufræði – Eggert Gunnarsson
16:30-             Móttaka á Háskólatorgi

Fyrir utan ráðstefnusalinn verður svo veggspjaldasýning sem fundargestir geta skoðað í kaffihléi og í móttöku eftir ráðstefnuna.
Þeir sem ætla að sýna veggspjöld eru minntir á að mæta tímanlega til að hengja þau upp.  

Bakteríurnar og görnin

Er næsta ævintýri á eftir sögunni um býflugurnar og blómin. Hvorutveggja eru dæmi um samþróun, þar sem tvær tegundir lífvera aðlagast hvor annarri. Með býflugum þróuðust betri sjón og munnpartar, á meðan blómin juku framleiðslu á sætuefnum og jafnvel lendingarmerkjum sem einungis eru greinileg á sjónsviði flugnanna. Mörg fleiri dæmi um samþróun eru þekkt, líka um bakteríur sem vinna mjög náið með öðrum lífverum. Talið er að slík samþróun hafi leitt til samlífs og síðan samruna eins og t.d. þegar heilkjörnungar öðluðust hvatberana. Hvatberarnir eru líffæri inn í frumum sem eiga uppruna sinn í bakteríuríkinni. Maður þarf að þvo sér nokkuð lengi til að losna við þær "bakteríur" af höndunum.

Frétt Reuters skýrir frá nýlegum rannsóknum á fjölbreytileika örvera og tilgátum sem spruttu af þeim niðurstöðum. Segre og félagar birtu grein í Genome Research sem sýnir fram á fjölbreytileika baktería á húð manna. Húð okkar er nefnilega þakin bakteríum sem flestar eru meinlausar (Nicolas Wade ræðir þetta í frétt á vefsíðu New York Times). Það er einungis í undantekninga tilfellum að bakteríurnar snúast gegn líkamanum og reyna að brjótast inn. Ávinningurinn er töluverður því líkaminn eru eins og risastór rjómaterta, sem bakterían getur fjölgað sér í að vild. Vissulega eru varnakerfi til staðar, bæði áunnið ónæmi og meðfætt (innate immunity), sem berja á bakteríum og öðrum sýklum ef þeir reyna að brjótast í gegnum húðina eða slímhimnur. (Michael Zasslof flutti fyrirtaks erindi um meðfædda ómæmiskerfið við líffræðiskor HÍ í síðustu viku - vonandi gefst mér tími til að ræða það hér).

Mikilvægasta lexían er sú að örverur eru ekki endilega hættulegar, við vitum að meltingarvegur okkar fullur af bakteríum sem eru ekki skaðlegar og virðast hjálpa til við niðurbrot fæðu og jafnvel stuðla að þroskun þarmaveggjana. Sýklalyf drepa ekki eingöngu sýkjandi örverur heldur einnig þær sem búa með okkur í bróðerni.

Fyrr á öldum var hreinlæti ábótavant og þegar í ljós kom að margir sjúkdómar voru afleiðing örverusmits var rekinn áróður fyrir snyrtimennsku. Af þeim orsökum voru bakteríur gerðar að Grýlu, þrátt fyrir að örverufræðingar hafi lengi vitað hveru meinlausar og gagnlegar þær eru.

Jeff Gordon við Washington Háskóla í St. Louis (forsíður eru af vefsíðu hans) hefur gengið svo langt að halda fram að bakteríurnar hafi mótað og hvatað þróun spendýra. Þessi tilgáta er kveikjan að fyrirsögn Reuters fréttarinnar sem mbl.is snaraði (án þess þó að keyra villupúka, því þróun er misrituð í titli pistilsins). Af ágripi greinarinnar í Science að dæma (öll greinin er ekki aðgengileg nema með áskrift) röktu Gordon og félagar þróun baktería sem finnast í görnum nokkura spendýra. Þeir álykta að þróunartré bakteríana fylgi þróunartré spendýranna, sem sýnir að tegundirnar hafi þróast saman um tugmilljóna ára skeið.

Þessar niðurstöður eru mjög forvitnilegar en samt engin sönnun fyrir því að bakteríur hafi stuðlað að þróun spendýra.  Því miður er vegurinn frá snjallri tilgátu að staðhæfingu ansi stuttur, sérstaklega í fréttamiðlum. Blessunarlega eru bakteríur yfir umræðuna hafin og verða búnar að skipta sér 24 sinnum áður en dagurinn er úti.

Bakteríur stuðluðu að þóun spendýra

"remote contact"

Jodie Foster lék í myndinni "contact" sem byggð var á sögu Carl Sagan, mannsins á bak við "Cosmos" seríu um alheiminn sem naut fádæma hylli á síðustu öld. Það er nægileg tenging fyrir mbl.is til að birta "frétt" um hjúskaparstöðu ungfrú Foster undir tækni og vísindi. Blöðin, 24 stundir, Morgunblaðið og Fréttablaðið helga fleiri tugi síða á dag í myndir af vellöguðu fólki, tíðindi af hjúskaparstöðu þess og persónulegum harmi. En þau geta ekki hunskast til að halda haus þegar kemur að tíðindum af vísindum, sem takast á við hið sérkennilega viðfangsefni raunveruleikan.

Hvernig ætli vitneskja um fyllerí stjarnanna hjálpi okkur við fiskveiðistjórnun?

Eða að berjast við HIV?

Nýta orku sólar?

Nennti ekki að slípa af þessu nöldurtóninn og læt þetta flakka í undirfötunum, með túrbínutopp, koníaksglas í hendi og þrjá plokkaða kjúklinga á LSD í bandi.

Eftirskrif. Merkilegt nokk voru þessi mistök leiðrétt snaggaralega. Gagnrýnin á ofuráherlsu á froðufréttir stendur samt óhögguð. Vonandi læra hlutaðeigendur eitthvað af atinu, yðar auðmjúkur er að fletta upp orðinu fljótfærni.

 

Jodie Foster skiptir um kærustu

Nafnið á bakvið genið

Sköpunargleði er mannfólki í blóð borin, líka þeim sem stunda vísindi. Rannsóknir byggja á góðaum tilgátum, sem liggja nefnilega ekki á lausu. Að auki þarf snjallar leiðir til að prófa tilgátur og sérstaklega til að geta greint á milli tveggja útskýringa á einhverju fyrirbæri. Vísindamenn finna sköpunargleði sína líka annan farveg, t.d. liggja gen vel við höggi erfðafræðinga. Altítt er að erfðafræðingar gefi genum nöfn út frá svipgerð eða galla sem fram kemur þegar gen stökkbreytist. T.d. skýrði Morgan fyrsta gen sitt white af því að augu flugunnar hættu að vera rauð þegar genið stökkbreyttist. Nokkur af mínum uppáhalds genum úr ávaxtaflugum eru:

cheap date verða fullar af engu,  aðalmarkmiðið með stefnumóti er að drekka ekki satt?

disco   afleiðing eru liðamótalausir fætur með viðeigandi sprikli (nafnið er reyndar stytting á disconnected, en það er smáatriði)

doublesex   viðkomandi verður tvíkynja, með öllum þeim kostum sem því fylgir!

reaper, grim, sickle     tengjast öll dauða...reyndar stýrðum frumudauða sem er bráðnauðsynlegur (án hans værum við með sundfit)                        

lunatic fringe    reyndar er nafnið svipgerðinni flottari,  genið tengist þroskun t.d. myndun taugavefs (hver þarf svo sem á taugum að halda...)

Ég lærði nokkur af þessum nöfnum þegar ég fór í líffræði við Háskóla Íslands, en fleiri með því að vinna við ávaxtaflugur í doktorsnáminu. Vefsíðan Clever gene names heldur utan um nokkur góð genanöfn.

Stefnumót við rostung

Spurði Albin einhverntíman, "hvað myndir þú gera ef" 900 kílóa rostungur kemur hlaupandi til þín? Persónur Ulf Löfgrens höfðu alltaf ævintýraleg ráð á takteinum.  Natalie Angier þáði ráð frá  Ronald J. Schusterman  við Californíu háskóla í Santa Cruz (fullt af myndum á akademísku heimasíðunni, undir the animals). Myndin hér að neðan er af síðu New York Times.

Ronald ráðlagði henni að láta þá ekki ýta sér til hliðar...aha!

Í hreint dásamlegum pistli í New York Times rekur Natalie sitt fyrsta stefnumót við rostung, og kynnir okkur fyrir líffræði þeirra og þróunarlegu sérstöðu. Í ljós kemur að andlit þeirra eru ákaflega næm, t.d. finnst þeim dáldið eins og litlum börnum gott að láta blása framan í sig. Einnig eru veiðihárin bæði skynfæri og lúta af stjórn, eins og Dr. Reichmuth lýsir.

"ef þú setur fiskögn á veiðihárin fjærst munninum, bifast hárin og flytja ögnina yfir snjáldrið og upp í munninn"

á upprunalegri ensku:

“that if you drop a little piece of fish on the whiskers away from the mouth, they can walk it along the whiskers, across the muzzle and into the mouth.”

Ég skora á fólk að kíkja á grein Angiers og njóta lystisemdana, þótt illa hærð við séum í andliti. 

Lauklykt af erfðabreyttum tómat?

Greint var frá því í lauknum (the Onion) að vísindalega útlítandi menn hefðu erfðabreytt tómat, og gert hann þannig dýrari í sölu (e. Tomato Genetically Modified To Be More Expensive). þessi bylting gerir bændum kleift að selja afurðir sínar dýrar en áður. Að auki þurrka erfðabreyttu tómatarnir út fjórar tegundir af maríuhænum.

Laukurinn er eins og einhverjir hafa áttað sig á rit af léttara taginu. Fyrirsögnin á pistli dagsins er í þeim anda og ber ekki að taka bókstaflega. Blaðið spinnur iðulega í kringum visindaleg efni, oft mjög haganlega eins og eftirfarandi dæmi sanna.

Vísindamenn einangra Pepsiþol-genið. Hvorki Wellcome trust, né Íslensk erfðagreining hafa staðfest þessa niðurstöðu.

Kansas bannar þróun. Kansas reyndi að banna kennslu á þróunarkenningunni, en tók síðan til annara ráða.

Vísindaráð bandaríkjanna hefur komist að því að vísindi eru ERFIÐ. 'Law of Difficulty' á við í öllum greinum raunvísinda.

Og síðan uppáhaldið mitt, á mörkum vísinda og lýgi...

Byltingarkennd innlegg sameina fimm gervivísindi. Kæru vísindamenn, ef ykkur vantar auka pening eru mikil mikil sóknarfæri í gervivísindum. Það nægir að rymja fræðilega hljómandi orð íklædd(ur) hvítum slopp með gleraugu.

Mbl.is á mjólkurdufti

Minni er hluti af greind. Hvað á maður að halda þegar mbl.is birtir sömu fréttina (Áhrif brjóstamjólkur á greind barna) tvisvar sama mánuðinn? Les starfsfólk mbl.is ekki sitt eigið blað? Eru ritstjórarnir minnislausir? Heldur starfsfólk mbl.is að lesendur séu minnislausir?

Það sem eftir stendur er að grein Þóru Kristínar í 24 stundum er um margt læsilegri og skýrari en upprunalega fréttin í mbl.is. Og fréttamiðlar ættu að hvetja sitt starfsfólk til að kvitta fyrir pistlunum, og tilgreina hvaða ritstjóri ber ábyrgð á hverju blaði/vefútgáfu. Öll berum við ábyrgð á orðum okkar og gjörðum.

Lengri brjóstagjöf eykur greind