Vid en misstänkt bakterieinfektion tas prov som analyseras för att bedöma om man kan behandla bakterien med antibiotika (om den är antibiotikakänslig) eller inte (om den är antibiotikaresistent) och vilken sort av antibiotika som fungerar. Så kallad heteroresistens innebär att majoriteten av bakterierna i provet kan behandlas med antibiotika men att det även finns en mycket liten subpopulation (mindre än 1 procent) som är resistent och kan tillväxa trots antibiotikabehandling.
Det har hittills saknats forskning som förklarar de underliggande mekanismer bakom heteroresistens. Tidigare studier hos både människor och djur har visat att heteroresistens kan leda till att antibiotikabehandlingen inte fungerar på grund av att den resistenta subpopulationen tillväxer istället för avdödas.
Heteroresistens vanligt
I en omfattande studie av forskare vid Uppsala universitet tillsammans med kollegor vid Emory University i USA undersökte forskarna både hur vanligt förekommande heteroresistens är i bakterier isolerade från patienter, samt de underliggande genetiska mekanismerna bakom heteroresistens. Man kartlade förekomsten av heteroresistens hos fyra olika bakteriearter som orsakar bakterieinfektioner hos människor mot 28 olika sorters antibiotika. Resultaten visade överraskande att mer än en fjärdedel av de undersökta kombinationerna av bakterie/antibiotika uppvisade heteroresistens.
– Detta tyder på att man tidigare kraftigt underskattat hur vanlig heteroresistens är hos kliniskt viktiga bakterier, säger Hervé Nicoloff, forskare vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet och försteförfattare till studien.
Kopior av restistensgener
Genom olika genetiska undersökningar kunde man också visa att den bakomliggande mekanismen till heteroresistens var en frekvent förekomst av spontana genamplifieringar av olika resistensgener. De bakterieceller som innehöll endast en kopia av dessa gener var känsliga mot antibiotika medan de celler som innehöll flera genkopior var resistenta.
Dessa genamplifieringar är instabila vilket leder till att en resistent bakterie snabbt kan återgå till att bli känslig igen. Denna instabilitet leder till att heteroresistens är svårt att upptäcka och studera, vilket är ett problem för sjukhuslaboratorierna när de ska bestämma huruvida en bakterie är känslig eller resistent mot ett visst antibiotikum. Som ett resultat av detta kan bakterier klassificeras som känsliga fastän de är resistenta, vilket kan leda till att fel antibiotika används och behandlingen misslyckas.
– Det är viktigt att man utvecklar och implementerar användningen av förbättrade metoder för att snabbt kunna identifiera förekomsten av heteroresistens hos bakterier, säger Dan I. Andersson, professor i medicinsk bakteriologi vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet och huvudansvarig för studien.
Kontakt:
Dan I. Andersson, professor i medicinsk bakteriologi vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, dan.andersson@imbim.uu.se
– Resultaten överraskar. Det är en tydlig skillnad i dödlighet för patienter med olika grad av kognitiv nedsättning. Det krävs mer forskning för att se vad som orsakar skillnaden och om den kan ge en nyckel till nya behandlingar, säger David Bäckström, doktorand vid Institutionen för farmakologi och klinisk neurovetenskap vid Umeå universitet.
I sin avhandling har David Bäckström studerat 182 personer som nyligen utvecklat symtom av Parkinson och närbesläktade sjukdomar. I Parkinsons sjukdom hade överlevnaden att göra med om patienten hade en mild kognitiv störning eller inte vid tiden för diagnos. Personer med normal kognitiv funktion hade en i stort sett normal överlevnad, medan de som hade en kognitiv störning hade en dödlighet som var mer än dubbelt så hög som normalbefolkningen.
Inflammation i nervsystemet
Även Parkinson-patienter med en mycket lätt ökning av mononukleära vita blodkroppar i ryggmärgsvätskan, något som kan tyda på en inflammation i nervsystemet, hade en markant ökad dödlighet.
– Fortsatt forskning kan förhoppningsvis ge svar på om inflammation är orsak till överdödligheten. I så fall finns hopp om att man ska kunna öka överlevnaden genom att behandla inflammationen, säger David Bäckström.
En stor del av Parkinson-patienterna utvecklade demens. Man kunde i studien se en koppling till tre särskilda proteiner i ryggmärgsvätskan i den tidiga sjukdomsfasen. Proteinmönstret gjorde det möjligt att förutsäga demensen. Patienter som tidigt utvecklade demens hade också en ökad dödlighet. Det räcker med några relativt enkla test, som test av luktsinne, kognitiva funktioner, neurologisk undersökning och ryggmärgsvätskeprov för att få mycket information om vilken typ av Parkinsons sjukdom en patient har.
Sjuklig ackumulation i nervceller
– Parkinson orsakas av en sjuklig proteinackumulation i nervceller och det är osannolikt att man kan påverka den sjukdomsprocessen genom att träna hjärnan. Däremot fortsätter vi att forska på om det går påverka risken för kognitiv svikt och därmed prognosen, genom kognitiv träning. Det är inte omöjligt att det fungerar, säger David Bäckström.
För de närbesläktade sjukdomarna multipel systematrofi och progressiv supranukleär paralys var dödligheten mer än tre gånger dödligheten hos normalbefolkningen. För Parkinson-patienter med den milda kognitiva störningen låg dödligheten på 2,17 gånger normalbefolkningen, med 95 procent inom spannet 1,56 – 2,93.
Studien baseras på en screening av Umeå sjukvårdsdistrikt 2004 – 2009 för att hitta alla som insjuknat i Parkinson och liknande sjukdomar, vilket var 182 personer. Dessa undersöktes noggrant och följdes upp under en period om 8 – 14 år. Många patienter i studien har sedermera donerat sina hjärnor till framtida forskning.
Det är inte bara vi människor som påverkas av stress. Alla levande organismer kan uppleva stress när de utsätts för krävande utmaningar.
Celler och mikroorganismer har komplicerade system för att anpassa sig till nya förhållanden. Att förutse hur enskilda celler reagerar på olika förändringar är därför en svår uppgift. Celler kan nämligen ändra sin inre struktur genom att ta upp eller avge olika ämnen.
Tredimensionell titt på stressad cell
Chalmersforskarna har nu lyckats mäta exakt hur enskilda jästceller reagerar på en förhöjd salthalt. De kunde slå fast att det var sockerarten glycerol som jästcellerna producerade och dessutom hur mycket och hur snabbt olika celler framställde ämnet.
– Jäst och bakterier har mycket lika system när det gäller att svara på stress. Därför är resultaten intressanta ur en medicinsk synvinkel. Detta kan vara ett steg på vägen för att göra livet svårare för oönskade bakterier som kommer in i vår kropp – ett sätt att försöka slå ut deras försvarsmekanismer, säger Daniel Midtvedt, forskare inom biologisk fysik på Chalmers.
Han och hans kolleger har utvecklat en variant av holografisk mikroskopi som gör det möjligt att studera celler tredimensionellt. Metoden bygger på att en laserstråle först delas upp och sedan sätts samman igen. Medan den ena halvan används för att analysera en mikroorganism lämnas den andra halvan opåverkad. När de båda delarna strålar samman igen svänger de inte längre i fas. Då går det att läsa av förändringar i cellens egenskaper med hjälp av variationerna i fasförskjutningarna.
Cellens produktion vid stress
Genom att undersöka en cell på det här sättet kan forskarna se exakt vad mikroorganismen producerar vid stress. En stor fördel med den nya metoden är att cellerna inte skadas när de undersöks. Forskarna planerar nu att använda den nya metoden i ett stort samarbetsprojekt för att titta på upptag av målsökande biologiska läkemedel.
– Förhoppningsvis kan detta bidra till att vi bättre kan förstå hur läkemedel tas upp och processas av mänskliga celler. Det är viktigt för att kunna utveckla denna nya typ av läkemedel som vi hoppas ska kunna behandla sjukdomar som idag är obotliga, säger chalmersprofessor Fredrik Höök, som även leder forskningscentrumet Formulaex, där AstraZeneca är ledande industripartner.
Men det är inte bara den medicinska forskningen som kan gynnas av kunskapen om de stressade jästcellerna, utan även livsmedelsindustrin.
Förändra jästcellerna för bättre bröd
– Jäst är en viktig mikroorganism vid till exempel bakning och ölbryggning. Där kan det vara värdefullt med kunskap om hur jästcellers fysikaliska egenskaper kan förändras så att produkterna blir precis som vi vill ha dem, säger Daniel Midtvedt.
Metoden som mäter stressreaktionerna
Chalmersforskarna har med hjälp av holografisk mikroskopi studerat biologiska mikroorganismer tredimensionellt för att se hur de reagerar på förändringar i omgivningen. Cellernas stressreaktioner mäts med hjälp av en laserstråle som delas. Medan den ena halvan används för att analysera en cell lämnas den andra halvan opåverkad. När de båda delarna strålar samman igen svänger de inte längre i fas. Det går då att läsa av förändringar i cellens egenskaper med hjälp av variationerna i strålens fasförskjutningar.vDen nya metoden ska nu användas i medicinsk forskning för att utveckla målsökande biologiska läkemedel som kan bekämpa svåra sjukdomar. Forskningsresultaten kan också användas för att förbättra livsmedel där jäst ingår, till exempel bröd och öl.
Kontakt: Daniel Midtvedt, doktor, institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola, midtvedt@chalmers.se
Fredrik Höök, professor, institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola, fredrik.hook@chalmers.se
– De flesta svampodlare använder steriliserade odlingssubstrat, där temperaturen höjs till 121 ºC och 2 bars övertryck. Det är energikrävande och dyrt. Vi har visat att det räcker med 80 ºC, säger docent Shaojun Xiong vid institutionen för skogens biomaterial och teknologi vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) i Umeå.
Förutom att det blir billigare har försöken dessutom visat på många andra positiva effekter.
– En traditionell odlingscykel för svampen shiitake är omkring 120-150 dagar. Vi har nu fått ner den till 90 dagar och dessutom blir skörden större, säger Xiong.
Bioetanol på köpet
Försöken har bland annat gjorts på gallringsrester från björk. När substraten analyserades kemiskt efter skörd av svamparnas fruktkroppar fann forskarna än fler positiva resultat. Svampen livnär sig till stor del på att bryta ned vedens lignin med de enzymer mycelet producerar. Lignin-halten sjönk dramatiskt från 18 procent till 5 procent. Samtidigt fanns nära 90 procent av allt socker kvar, vilket gör det möjligt att framställa etanol av restsubstratet.
– Integrerad odling av svamp och produktion av bioetanol som baseras på den nya och innovativa metod som vi har tagit fram minskar kostnaderna. För svampproduktionen rör det sig om minst en tredjedel lägre kostnader. Dessutom kan svamparnas nedbrytning av substratet ersätta termo-kemisk förbehandling som normalt används för att producera etanol från ved.
Denna termo-kemiska metod står ungefär 30 procent av de totala kostnaderna för etanolens produktion. Svampodling på svensk vedråvara är ett intressant koncept för att i framtiden producera både mat och biobränsle, avslutar Shaojun Xiong, som hoppas att det blir fart på den inhemska odlingen av läckra matsvampar som livnär sig på ved.
Bio4Energy är en forskningsmiljö som tar fram metoder och verktyg för att framställa biodrivmedel, gröna kemikalier och nya material baserade på skogsråvara eller organiskt avfall. Forskare från tre universitet, två institut och industrinätverk ingår i miljön. Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet i Umeå och Luleå tekniska universitet samverkar med RISE Innventia, RISE Energy Technology Center och industripartner.
År 2001 fick arbetslösas barn rätt till förskola. Forskare från Institutet för arbetsmarknads- och utbildningspolitisk utvärdering (IFAU) och Uppsala universitet har undersökt hur detta påverkade barnens hälsa, genom att studera sjukhusinläggningar och förskrivna läkemedel.
Begränsade effekter på kort sikt
För 2–3-åringarna påverkade tillgången till förskola inte alls risken att behöva sjukhusvård. För 4–5-åringarna finns däremot en temporär ökning av risken för att vårdas på sjukhus för infektioner. Denna effekt finns främst det första året efter reformen och drivs av barn till lågutbildade mammor.
Att dessa barn behöver sjukhusvård kan bero på att de är mer infektionskänsliga, att de inte fått adekvat förebyggande vård, eller på skillnader i smittorisk mellan olika förskolor, menar forskarna.
Minskad risk för astma och allergier i mellanstadieåldern
I 10–11-års åldern finns inte några tecken på att barn som haft tillgång till förskola behöver mer sjukhusvård eller att de förskrivs mer antibiotika. De 10–11-åringar som haft tillgång till förskola medicinerades däremot i lägre utsträckning för astma och allergi. Denna effekt drivs av barn som inte har äldre syskon.
– Det skulle kunna förklaras av att förskolan exponerar de här barnen för en rikare flora av mikroorganismer vilket kan minska risken att utveckla astma och allergier, säger Anna Sjögren som är en av rapportförfattarna.
Resultaten skiljer inte mellan flickor och pojkar och är inte beroende av vilken förälder som är arbetslös.
Rapportförfattarna jämför barn som bodde i 75 kommuner som innan år 2001 inte erbjöd arbetslösas barn plats i förskolan med barn i 75 kontrollkommuner där deltagandet i förskoleverksamheten bland barn med arbetslösa föräldrar inte förändras i och med lagändringen. Studien använder registerdata från 1995–2009. [/textblock]
En viktig, men osäker faktor i klimatforskning är hur alla ekosystem har möjlighet att absorbera den ökande halten av koldioxid. Gräsmarkerna har stor betydelse i det sammanhanget. Områden täckta av gräs och liknande vegetation täcker 29 procent av jordens isfria landyta.
– Dessa gräsmarker har stor betydelse för kollagring, säger Louise C. Andresen, forskare vid Göteborgs universitet och en av forskarna bakom den nya forskningsstudien.
I studien undersökte forskarna hur nitton olika marker, i bland annat Australien, Tyskland, Nya Zeeland, Schweiz, USA och Kina och som utsattes för varierande regnmängder, reagerade på förhöjd koldioxidhalt.
– Den allmänna reaktionen på den höjda koldioxidhalten var att växtligheten ökade med mindre än tio procent, men det fanns stora variationer.
Vårregn påverkar växtlighet
Resultaten visade att det var lättast att förutsäga hur växtligheten reagerade på koldioxid under regnperioderna. Som forskarna förväntat hade vårregn betydande inverkan på gräsmarkerna.
– Gräsmarker, med en väldigt våt vårsäsong, ökade sin växtlighet mest vid en förhöjd koldioxidhalt, säger Louise C. Andresen.
Försök med koldioxid. Bild: Louise C. Andresen
Därtill kommer att marker med mycket torr lågsäsong ökade sin biomassa mer jämfört med marker med våt lågsäsong.
– Det beror på att förhöjd atmosfärisk koldioxid tillåter växter att spara vatten, säger Louise C. Andresen.
– Vi fann att både den extra koldioxiden och den bättre vattenhushållningen hjälpte växten att frodas även i torra ekosystem.
Sammantaget kan olika effekter av hur koldioxid påverkar gräsmarker ta ut varandra, vilket i slutänden kan leda till liten totalt biomassaökning.
– Våra resultat visar att den beräknade ökningen av växtligheten vid förhöjd koldioxidhalt är mindre än vad nuvarande klimatmodeller förutsätter, säger Louise C. Andresen.
Liksom mikroskopet och teleskopet gör molekylära metoder det möjligt att upptäcka nya världar. Alldeles speciellt viktiga är dessa molekylära metoder för att avslöja förhållanden mellan arter som är svåra att studera med traditionella metoder på grund av att de är för små, för tillbakadragna eller för svåra att känna igen.
Visar vad fladdermöss jagar på natten
Ett exempel är fladdermöss. De jagar på natten och det är i princip omöjligt att se vad de fångar. Tidigare fick forskarna gissa sig fram till vad de åt baserat på små insektsfragment i spillningen.
– Nu går det hur lätt som helst att göra detsamma genom att sekvensera det dna som finns i fladdermössens spillning. Det har hjälpt oss att förstå att så olika djur som fladdermöss, fåglar och trollsländor faktiskt delar precis samma bytesdjur, berättar Eero Vesterinen, forskare vid SLU i Uppsala.
Att förstå hur olika arter vävs samman i naturen är fascinerande, men kunskapen om hur arter samspelar med varandra kan också användas praktiskt, bland annat i arbetet med att bevara arter och för att utveckla nya växtskyddsmetoder.
Insekts-dna i mixat svampmos
– För oss som sysslar med skadeinsekter på grödor är dna-metoder bland det bästa som har hänt, säger Mattias Jonsson, forskare vid SLU. Metoderna hjälper oss att identifiera vilka insekter och spindlar som håller skadeinsekterna i schack.
Tre studier som SLU-professorn Tomas Roslin och hans forskargrupp gjort finns nu med ett specialnummer i vetenskapliga tidskriften Molecular Ecology. Och ger en översikt av hur långt forskarna har kommit, när det gäller molekylära metoder och samspelet i naturen.
En tegelkremla (Russula decolorans) med stora mängder insekter i foten. Genom dna-sekvensering kunde forskarna fastställa att de flesta av dem var svampmyggor i familjen Mycetophilidae. Foto: Janne Koskinen.
Med de nya metoderna har forskarna identifierat vilka insekter som lever i våra vanliga matsvampar, vilka insekter som pollinerar fjällsippan i Arktis, och hur klimatförändringen påverkar de verkliga toppredatorerna bland Arktis leddjur – vargspindlarna.
– Allra roligast var nog svampstudien. Vi tog hela svampen och körde den genom en vanlig köksmixer, och sedan använde vi molekylära metoder för att identifiera insekts-dna i svampmoset. Då kunde vi se vilka insekter som ställer till de största skadorna på svampskörden, utforska hur kräsna olika insekter är när det gäller att välja sina matsvampar och studera hur skogarnas ålder och struktur påverkar svamparnas insektsinnehåll, berättar Tomas Roslin.
Vargspindlarna styr i arktis
När de studerade fjällsippornas insektsbesökare använde de klibbiga blomattrapper som såg ut som fjällsippor.
– Ingen entomolog i världen kunde ha hunnit med att artbestämma de mer än 30 000 insekter som vi fick in om hen använt traditionella metoder. Vi använde insekternas dna och upptäckte därmed att fjällsippan, en av Arktis viktigaste blommor, besöks av hela 1360 olika leddjursarter (insekter och spindlar) Arktis över. Dessutom såg vi stor variation i vem som besökte arten i olika delar av Arktis, säger Tomas Roslin.
Kunskap om hur olika arter hänger ihop är också viktigt för att förutsäga vad ett varmare klimat kommer att innebära.
– Vargspindlarna är Arktis verkliga härskare. De kan vara oerhört talrika och alla djur som har oturen att vara mindre än dem har orsak att bäva. Vi använde bergssluttningar på Nordöstra Grönland för att förstå hur klimatet påverkar vargspindlarnas näringsval. Vi såg till exempel att de föredrar att äta vissa flugor oberoende av klimatet, men att klimatet påverkar hur mycket flugor som finns, säger Tomas Roslin.
Kontakt:
Tomas Roslin, professor, Institutionen för ekologi, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Uppsala, tomas.roslin@slu.se
Cirka en procent av varje organisms arvsmassa, genomet, kodar för tillverkning av en typ av proteiner som kallas helikaser. Dessa är mest kända som motorenzymer som kan veckla ut de dubbelsträngade dna-spiralerna när generna ska läsas av eller kopieras. Om inte dna-helixen vecklas ut kan skador på arvsmassan uppstå, liksom genominstabilitet, något som är starkt kopplad till sjukdomar som cancer.
En ny avhandling vid Umeå universitet fokuserar på gruppen Pif1-helikaser. Jani Basha Mohammad vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik har utfört en detaljerad studie om hur Pif1-helikaser hos jästsvampen Schizosaccharomyces pombe kan hålla genomet oskadat.
Specialiserat helikas
Jani Basha Mohammad och hans kollegor visade att Pfh1 är ett specialiserat helikas som har förmågan att veckla ut dessa dna-spiraler och därigenom bidra till genomintegritet. Enzymet Pfh1 kodas av en speciell gen i Schizosaccharomyces pombe, och det är utarmning av denna gen som leder till skador på dna-spiralen.
I avhandlingen studerades också en annan form av dna som bildar ett fyrsträngat dna i en så kallad G4-strukturer. G4-helixar är mycket stabila spiraler och måste lösas upp av specialiserade helikaser.
Jani Basha Mohammad visade också att Pfh1-helikas effektivt kan ta bort andra dna-hinder från genomet hos jästsvampen. Eftersom dessa typer av hinder också finns hos människor är det mycket troligt att den humana motsvarigheten Pif1, har liknande egenskaper.
Dessutom fann han att Pfh1 kan vira ihop dna-molekyler, en enzymatisk aktivitet som kan vara viktig vid dna-reparation.
Muterad version hos bröstcancerpatienter
Jani Basha Mohammad karaktäriserade vidare olika domäner i Pfh1-proteinet. En av dessa domäner är muterade i humant Pif1 och bärs av vissa bröstcancerpatienter. Denna domän är evolutionär bevarad, och han kunde visa att motsvarande mutation i Pfh1 leder till en felreglerad Pfh1. Dessa felregleringar kan förklara de genomfallsintegritetsfel som finns i bröstcancerfamiljer.
Studier av hur Pfh1 skyddar genomet har varit svåra att utföra tidigare, eftersom dessa protein har varit svåra att rena fram. Genom att optimera reningsprotokollen har Jani Basha Mohammad och hans kollegor kunnat slutföra dessa djupgående mekanistiska studier.
Kontakt:
Jani Basha Mohammad, Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet, jani.mohammad@umu.se
− Om partipolitiska konflikter är önskvärda eller hur de bör hanteras har det rått delade meningar om bland forskare. Men gemensamt är att de ofta har behandlats som om de är ett och samma fenomen, när det i själva verket finns flera sorters konflikter som orsakas av olika saker och har olika konsekvenser, säger Louise Skoog.
Genom intervjuer, dokumentstudier och en enkätundersökning till kommunpolitiker, har hon studerat politiska konflikter i svenska kommuner för att reda ut vad politiska konflikter är, vad som orsakar dem och vilka konsekvenser de får.
Konfliktnivån har stegrats
Det har länge varit en utbredd uppfattning att just kommuner skulle vara befriade från politiska konflikter. Tidigare studier har visat att det inte alls stämmer, vilket även avhandlingen bekräftar. Konfliktnivån i kommunerna har ökat stegvis sedan 1950-talet och är nu enligt andra studier nästan på samma nivå som i riksdagspolitiken. Att få mer kunskap om dessa konflikter är viktigt. Genom att politiker och tjänstemän förstår hur de tar sig uttryck och vad som orsakar dem blir de förhoppningsvis lättare att hantera, menar Louise Skoog.
– Jag menar att vi först och främst bör skilja mellan två sorters konflikter. Dels åsiktskonflikter som blir större när partierna står längre isär, dels konflikter som beror på hur politiker beter sig mot varandra i det politiska arbetet.
De två konfliktformerna har olika konsekvenser för politiska ledare. När politiker beter sig respektlöst mot varandra försvåras deras möjligheter att genomföra sin politik, medan åsiktsskillnader inte alls har sådana negativa effekter.
Hon menar också att konflikter har ett demokratiskt värde, och om man tonar ner dem för mycket ser inte väljarna någon skillnad mellan partierna. Men när politikerna passerar gränsen och börjar behandla varandra respektlöst blir det inte bara en dålig arbetsmiljö för de inblandade, det kan också skada legitimiteten för hela systemet.
– Politiker som har olika åsikter måste lära sig att behandla sina motståndare med respekt. Det vinner alla på, säger hon.
En sammansättnings betydelse är inte given utifrån de ingående ordleden, och inlärningen av sammansättningar – liksom språkinlärning i stort – tar lång tid och kräver riklig repetition. Innan betydelsen uppfattas som självklar behöver man höra ett ord eller språkligt mönster många gånger.
I sin avhandling undersöker Lisa Loenheim hur enspråkiga gymnasieelever med svenska som modersmål och flerspråkiga gymnasieelever med svenska som andraspråk (det vill säga med en senare start för svenskan) tolkar sammansättningar av olika slag.
– Jag undersöker tolkningen av frekventa sammansättningar, till exempel iskall, mindre frekventa som solvarm, samt nybildade eller påhittade sammansättningar, exempelvis zebralejon, säger Lisa Loenheim.
Enklare med sammansättningar som hanteras som helheter
Resultatet visar att eleverna är mer överens om betydelsen hos frekventa sammansättningar – som hanteras som helheter – än ovanliga sammansättningar, där betydelsen i högre grad ”pusslas” fram. Men även påhittade sammansättningar tolkas relativt samstämmigt om de följer ett etablerat mönster.
– Zebralejon tolkas exempelvis i stor utsträckning jämförande, som ’ett randigt lejon’, trots att det rör sig om en nybildning.
Resultatet förklaras med att jämförelse är ett etablerat och frekvent använt mönster i språket och en grundläggande princip för förståelse. Samma princip förklarar varför de flerspråkiga eleverna i stor utsträckning tolkar den mindre frekventa sammansättningen solvarm jämförande, ’varm som solen’. När sammansättningen som helhet inte är bekant analyseras den utifrån sina delar. I det här fallet följer de flerspråkiga informanterna ett frekvent, jämförande mönster som dessutom är bekant från en liknande, vanlig sammansättning, nämligen iskall ’kall som is’.
– Elever med svenska som modersmål är på grund av mer omfattande svenskspråkig input i högre grad bekanta med sammansättningen solvarm som en helhet. De har hört ordet fler gånger och känner därför till att den etablerade betydelsen är ’varm av solen’, det vill säga ett orsaksförhållande.
Exemplet visar att betydelsen hos en sammansättning i många fall inte kan räknas ut utifrån de ingående orden utan kräver att sammansättningen som helhet är bekant, det vill säga att den är befäst som en enhet i det mentala lexikonet. Sådan befästning kan ta lång tid och kräver upprepade möten med ordet.
Svårare med adjektiviska led
Enligt ordbildningslärorna är det, med vissa undantag, det sista ledet i en sammansättning som anger huvudbetydelsen (en barnvagn är exempelvis en sorts vagn). Men i sin avhandling visar Lisa Loenheim att saken inte är fullt så enkel om man studerar språkbruket. Regeln om huvudledet sist får stort genomslag vid substantiviska sammansättningar, särskilt i tolkningarna från de som har svenska som modersmål. Men vid sammansättningar med två adjektiviska led förefaller regeln satt ur spel.
– En stor del av eleverna tolkade gulgrön som huvudsakligen gul med en grön nyans, det vill säga det första ledet i sammansättningen antas uppbära huvudbetydelsen, i strid med gängse språkregler. Anmärkningsvärt nog gällde detta särskilt de som har svenska som modersmål. De flerspråkiga var mer benägna att göra en kopulativ tolkning där båda leden är likvärdiga – gulgrön är ’gul och grön’. De följer alltså ett mönster som är etablerat för kontrasterande adjektiviska sammansättningar som svartvit och sötsur.
Loenheim drar slutsatsen att regeln om huvudledet sist är etablerad vid substantiviska sammansättningar men inte vid sammansättningar med två adjektiviska led.
ST-läkaren Cecilia Fredlund, knuten till Linköpings universitet, har studerat förekomsten av ungas sexhandel, orsakerna till den och specifikt även hur unga använder sig av sex för att skada sig själva. Hennes resultat visar att cirka 1,5 procent av dagens gymnasieungdomar sålt sex och att det finns olika orsaker till varför de gör det. I avhandlingen delas de in i tre grupper:
De som säljer sex för känslomässiga orsaker som att de vill ha närhet, uppmärksamhet eller mår psykiskt dåligt.
De som är i behov av droger eller vill ha pengar av andra skäl.
De som säljer sex av mer positiva orsaker som att det ses som roligt eller spännande.
I de två första grupperna är fördelningen av pojkar och flickor jämn, i den tredje dominerar pojkar något.
Olika behandling beroende på orsak
– För att vården ska kunna ge rätt behandling är det viktigt att förstå att unga kan sälja sex av olika skäl. Om det beror på psykisk ohälsa behöver de exempelvis psykoterapi. Missbrukar de och är i behov av snabba pengar behövs även insatser mot missbruket. Om de säljer sex för att det är spännande eller roligt kanske andra insatser behövs, som riskprevention eller preventivmedelsrådgivning, säger Cecilia Fredlund.
Avhandlingen visar att ungefär en av fyra av de som sålde sex gjorde det främst i självskadande syfte. Att sälja sex för att skada sig själv är ett sätt. Andra exempel på ett sexuellt självskadebeteende är att ha sexuella kontakter som man inte är intresserad av, eller att utsätta sig för fysiskt våld och smärta.
Sex som självskada är ett sätt att hantera svåra känslor och dämpa ångest. Självskadan leder till en tillfällig känsloreglering som lättar i stunden.
De som använder sex som självskada har mer trauman
En slutsats i avhandlingen är att unga som säljer sex och som använder sex som självskada ofta har mer traumasymtom än andra unga. De har många gånger egna erfarenheter av sexuella övergrepp eller andra svåra händelser tidigare i livet.
– Personer som använder sex som självskada söker för många olika besvär i vården och det tycks finnas ett stort behov av stöd och behandling. Många upplever sitt beteende som skamfyllt och vi inom vården frågar inte. Om vi får mer kunskap om mekanismerna som driver beteendet kan vi ge bättre och snabbare hjälp, säger Cecilia Fredlund.
Hon poängterar att kunskapen om sex som självskadebeteende även bör uppmärksammas inom skolan och rättsväsendet. Skolan bör ta upp det i sin sexualundervisning och rättsväsendet behöver kunskap om de psykologiska mekanismerna bakom ett sexuellt riskfyllt agerande för att kunna göra en rättssäker bedömning.
Kontakt:
Cecilia Fredlund, läkare, knuten till Forskningsenheten för Barn och ungdomspsykiatri (BUP) vid Centrum för Social och Affektiv neurovetenskap (CSAN), Linköpings universitet, cecilia.fredlund@liu.se
– Genom att studera konflikten utifrån ett kombinerat makt- och rättviseperspektiv ser vi att samers politiska handlingsutrymme blir väldig litet, säger David Harnesk, forskare vid Lund University Centre for Sustainability Studies.
Han och kollegan Mine Islar studerade tillsammans med studenten Sofia Stafström gruvkonflikten under tidsperioden 2013-2014. De identifierade maktförhållanden mellan olika aktörer såsom myndigheter, civilsamhället, journalister, företag och samer. De har utgått från tre maktrelationer: makt över, mer makt, en annan makt.
De fann att myndigheter och företag har makt över samer eftersom investeringar och behovet av ekonomisk tillväxt dominerar det politiska samtalet. Gruvinvesteringar uppfattas som lösningen på problem som förlust av arbetstillfällen och avfolkning. Renskötseln som är avgörande för samers kultur och försörjning erkänns inte som ett tillräckligt viktigt värde i dessa politiska avvägningar.
Mer makt handlar om att starkare aktörer såsom myndigheter och företag har större handlingsutrymme än samer. Enligt lag är det företaget som vill utvinna mineraler som ska ta fram en konsekvensbeskrivning av hur gruvan kan påverka området, och i dessa processer har samer haft väldigt begränsat inflytande. Det gör att företaget får mer makt i att göra sin åsikt hörd än samer, som inte heller får ekonomisk kompensation för att delta i processerna, som dessutom ofta kan vara väldigt utdragna.
Väldigt små möjligheter att påverka
En annan makt handlar om att en part kan utöva motstånd mot en annans makt eller begränsa den. Till exempel utövade miljöaktivister och vissa samer en annan makt över företaget som vill etablera gruvan genom att blockera provsprängningar i området, en insats som dock stoppades genom polisens ingripande. Media i sin tur utövade en annan makt över samer genom att begränsa deras möjligheter att öka sitt motstånd genom att skapa en offentlig debatt. Under hela 2013, nämndes konflikten endast ett dussintal gånger. Men genom motståndet blev konflikten till slut en riksnyhet.
– Vår forskning visar att samer, då i alla fall, hade väldigt små möjligheter att påverka. De rådande maktförhållandena är svåra att rucka på och kräver institutionella förändringar, säger David Harnesk.
Gruvkonflikten i Kallak (Gállok)
2013 ansökte företaget Beowulf Mining om en bearbetningskoncession för att utvinna järnmalm i Kallak (Gállok på lulesamiska) i Jokkmokk. Kallak ligger inom ett område där samer har rätt att bedriva renskötsel och dessutom inom ett för renskötseln känsligt område. Det finns ett stort motstånd mot gruvan bland samer och många andra aktörer eftersom etableringen kan få negativ påverkan på möjligheter att bedriva renskötsel och på miljön. Företaget och lokalpolitiker framhåller i sin tur att etableringen kan skapa många nya arbetstillfällen och bidra till en ekonomisk och social utveckling av området. Idag väntar parterna på ett beslut. Länsstyrelsen i Norrbotten har sagt nej till etableringen med hänsyn till rennäringen men beslutet har överklagats till den tidigare regeringen.
Provborrningar på gång i norra Kallak, 18 november 2010.
Bild: Badricks [CC BY-SA 3.0], from Wikimedia Commons
Kamp för starkare rättigheter
Han och Mine Islar anser att motståndet i gruvkonflikten spelat en viktig roll för att skapa en annan makt för samer inom det politiska landskapet. Samer har sedan länge kämpat för att staten ska erkänna dem som ett urfolk med särskilda mark- och landrättigheter, i enlighet med ILO-konventionen 169 som antogs 1989.
ILO-konventionen stipulerar att urfolkens markrättigheter ska erkännas och respekteras. Sverige har inte ratificerat konventionen, trots kritik av FN för att staten inte uppfyller internationella åtaganden gentemot samerna. Historiskt har Sverige också en lång historia som kolonialmakt där samers land har tagits i anspråk för att, exempelvis, bygga ut vattenkraften inom området under det tidiga 1900-talet.
– Samer kämpar för att erkännas starkare rättigheter till marken som behövs för att de ska kunna delta i beslutsprocesser som den i Kallak på ett meningsfullt sätt. Statens ovilja att fatta beslut i frågan kan av många ses som ytterligare bevis på en nedvärdering av samers kultur.
Komplex konflikt
Men konflikten handlar också om olika sätt att se på landsbygdsutveckling, menar forskarna. Rennäringen ställs mot de ekonomiska vinningar som en gruvetablering kan betyda för Norrland där många orter avfolkas i brist på arbetstillfällen, och de konkurrensfördelar som en stark mineral- och gruvnäring kan ge Sverige.
– Konflikten är väldigt komplex, där olika behov och viljor måste jämkas. Samtidigt står vi inför stora hållbarhetsutmaningar. I framtiden utmanas samers möjligheter att bedriva renskötsel ännu mer på grund av klimatförändringarna. Det gör det än viktigare att beslut om dessa områden kan fattas i samråd med alla som bor där, vilket kräver andra villkor än de som råder nu, avslutar David Harnesk.
Mittuniversitetet medverkar i ett forskningsprojekt där ambitionen är att plåstren ska bidra till att förbättra hälsa och idrottsliga prestationer.
– Plåstren liknar dagens tekniska hjälpmedel som bärs på kroppen, till exempel en sportklocka eller ett pulsband runt bröstkorgen, men de ska inte ses som en ersättare till dagens aktivitetsarmband snarare som ett komplement. Med den här tekniken kan vi i framtiden göra mätningar vid normal träning utomhus på sådant som idag bara kan testas i fysiologiska laboratorier, säger Hans-Christer Holmberg, professor vid Nationellt vintersportcentrum, Mittuniversitetet.
Optimera träningen med hjälp av plåster
De smarta plåstren är tunna och tillverkas med en kretskortteknik där små moduler av vanliga elektronikkomponenter är monterade i ett mjukt gummimaterial och sammankopplade med ledningar av flytande metallegering. Forskarna vill nu testa de smarta plåstren på de svenska landslagen i alpint och längdskidåkning för att på sikt kunna hjälpa elitidrottare att optimera träningen och samtidigt minska risken för skador.
– I plåstren lagras information om viktiga kroppsfunktioner som sedan skickas till en smartphone genom överföring via fettvävnaden i vår kropp. Överföringen är säker eftersom det inte går att lyssna av informationen utan att komma i direktkontakt med personens hud, förklarar Klas Hjort, professor i materialvetenskap, Uppsala universitet.
Mäter hur åkstilens effektivitet
– Redan idag går det att mäta hur effektiv åkstilen är men med mer data som kopplar rörelse, kroppsbelastning och ansträngning till hur snabbt man tar sig fram kan man lättare förbättra sin åkning, säger han.
En bredare målgrupp för projektet är patienter med hjärtproblem, eller patienter som återhämtar sig efter ett benbrott eller en operation. I förlängningen skulle plåstren kunna ge äldre personer ökad trygghet genom att de varnar vid en långsam försämring av hälsan, exempelvis hjärtat, balansen eller olika muskler.
Kontakt:
Professor H-C Holmberg, Nationellt vintersportcentrum vid Mittuniversitetet, Östersund, hc.holmberg@miun.se, 070-405 89 60
I augusti 2016 upptäckte SLU-forskaren Jonas Olivà av en slump Sveriges första kända utbrott av skogsskadesvampen Diplodia sapinea, i en 15 hektar stor tallplantering utanför Arlanda. Skadorna var mycket iögonfallande med nästan 9 av 10 träd hårt angripna.
Visserligen hade fruktkroppar från D. sapinea påträffats på många platser i södra Sverige redan 2013, men man hittade då mycket begränsade symptom och förmodade därför att någonting hämmar sjukdomen i svensk skog. Olivas fynd 2016 visade dock tydligt att verkligheten är mer komplicerad än så.
I en ny studie undersöker Olivà och skogspatologiprofessor Jan Stenlid, tillsammans med forskare från flera andra europeiska länder, orsakerna till att utbrottet utanför Arlanda skedde just där och då.
Samma kloner som tidigare
– Vår första tanke var att utbrottet orsakats av att en mer aggressiv form av svampen introducerats till Sverige, säger Laura Brodde, vid institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi på SLU.
Vi undersökte det genom att med dna-teknik jämföra svampindivider från det angripna området med sådana som påträffats i Sverige vid tidigare tillfällen.
Laura Broddes resultat visade att de D. sapinea-kloner som återfanns i de skadade träden hade påträffats i Sverige tidigare. Den vanligast förekommande klonen i utbrottet hittades redan 2013, och orsakade då inte några större skador. Det gör det osannolikt att angreppet 2016 beror på att en särskilt aggressiv version av svampen introducerats nyligen.
Inom 5 kilometer från utbrottet hittades enskilda angripna träd i hälften av de undersökta bestånden. Denna frekvens sjönk till ca ett av tio bestånd mellan 5 och 30 km från utbrottet. Denna avtagande gradient tyder på att sjukdomen snarare spridits från utbrottsområdet och utåt, än på att nya utbrott skett på många platser samtidigt. Vad detta säger om ursprunget i utbrottsområdet är däremot oklart, men det är möjligt att träden var infekterade redan då de planterades. Rapporter om D. sapinea i svenska plantskolor kom redan på 1960-talet, men har inte förekommit i nutid.
Torka i maj ger större skador
– D. sapinea kan befinna sig i ett vilstadium i värdträden under lång tid utan att skada dem, för att sedan utveckla sjukdomen när de yttre förutsättningarna är gynnsamma, berättar Laura Brodde.
Svampen har exempelvis ansetts gynnas av höga temperaturer och torka, vilket förmodats stressa träden och sänka motståndskraften. Laura Brodde och hennes kollegor undersökte därför vädrets påverkan på skadefrekvensen i det drabbade området.
Ett tallbestånd hårt angripet av Diplodia sapinea. Bild: Álvaro Camisón Caballero
– Svampen angriper och dödar årsskotten, säger hon. Det gör att träden får flera toppar, och genom att räkna antalet årsskott sedan toppen delades kan man uppskatta vilket år en sådan skada har skett. Om man gör det i ett helt bestånd kan man få en bild av vilka år angreppen varit omfattande. Genom att korrelera detta med historisk väderdata från SMHI har vi försökt undersöka sambandet mellan temperatur och angrepp. Vi kopplade också detta till årlig tillväxt på träden genom att studera årsringarna.
Laura Brodde konstaterade att utbrotten har pågått i området sedan 2007, och att frekvensen har ökat från år till år. Åren 2013 och 2016 delades särskilt många toppar och tillväxten var låg, vilket tyder på extra hårda angrepp de åren. Dessutom var temperaturen och torkan i maj särskilt hög, vilket kan ha orsakat torkstressade och angreppskänsliga årsskott.
Slösaktigare träd känsligare
I det angripna området hittades svårt angripna träd intill nästan helt oskadda. Det tyder på att inte bara torkan eller värmen, utan även trädfysiologiska egenskaper påverkar omfattningen av ett Diplodia-angrepp. Efter ingående studier kunde Laura Brodde konstatera att de träd som klarade sig bäst hade flera gemensamma egenskaper.
– Vi märker tydligt att de träd vars livsstil kräver större tillgång på vatten är känsligare för angrepp. Vi märker också att de träd som har högre halter av lösligt socker och stärkelse i sina vävnader är mer motståndskraftiga. Dessa faktorer hänger ihop.
Individer som har en hög vattenförbrukning växer i regel snabbare, och har därför mindre tillgängligt socker. Man kan se det som att trädet lever slösaktigt; allt kapital investeras i tillväxt; längre skott och bredare årsringar. Men när sådana träd får brist på vatten, kan de inte längre underhålla sina expanderade vävnader, vilka torkstressas. Eftersom de dessutom har mindre socker, har de mindre energi för sitt försvar. Denna sockerbrist kan förutom den högre tillväxten också till stor del bero just på att de är mer angripna, och därför förlorat mycket fotosyntetisk vävnad.
Slutligen kunde Laura också med hjälp av sporfällor konstatera att träden genererade mer sporer ju mer angripna de var.
Lång uppbyggnad före utbrott
Jonas Olivà har formulerat en hypotes kring utbrottet 2016.
– Vi tror att D. sapinea är utbredd i Sverige, men att upprepade mindre angrepp under flera års tid kan krävas för att generera en tillräckligt stor smitthärd (inokulum) för att orsaka större skador, säger han. Detta skedde mellan åtminstone 2007 och 2016 utanför Arlanda. Till slut var mängden sporer tillräckligt stort i beståndet för att orsaka allvarliga skador när tillfället väl kom, vilket det gjorde senvåren 2016. Varmt väder orsakade torka, och de träd som använder vatten flitigast, som växer snabbast och som har minst sparade resurser, var mest känsliga för denna torka. Dessa träd dukade under snabbast i utbrottet.
I ljuset av detta borde utbrotten ha avlöst varandra under 2018, den torraste sommaren i mannaminne.
– Det gjorde de också, på Gotland, säger Jonas Olivà. Där var det torrt redan under maj månad, då de angreppskänsliga skotten växer till. Men i övriga landet slog inte torkan till förrän under juni, då skotten redan hade vuxit färdigt och blivit resistenta. I april och maj låg ännu snö kvar i stora delar av landet, vilket gjorde att det fanns vatten i marken även om det inte föll någon nederbörd.
Kan förebyggas
Diplodia sapinea har alla förutsättningar att orsaka stora skador i Sverige; i princip inga faktorer utgör ett permanent hinder för dess spridning. Stora utbrott inträffar i samband med torka, men troligen inte utan att ett stort inokulum först har kunnat byggas upp. Detta verkar ske under flera år, varför en viktig åtgärd för skogsägare kan vara att hålla efter skador på ett tidigt stadium och genast klippa ner alla angripna grenar. Sjukdomens symptom kan lätt förväxlas med exempelvis Gremmeniella och knäckesjuka, vilket kan vara en orsak till att de ibland missas. Skogsägare rekommenderas att lära sig känna igen symptom och skicka prover på skadade träd för analys.
Kontakt: Laura Brodde, doktorand, Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi
Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala, laura.brodde@slu.se
Diplodia sapinea angriper bland annat vår vanliga tall (Pinus sylvestris), svarttall (P. nigra) och rödtall (P. resinosa). Sjukdomen dödar tallens årsskott, inklusive toppskottet. Följande år bildar tallen nya skott och blir buskig. Det ger sämre virke och träden kan i värsta fall dö. Svampen infekterar friska tallbarr under deras första växtsäsong. Träden som påverkas mest av sjukdomen är yngre planterade tallar, och sjukdomen förekommer sällan i äldre träd om de inte är stressade. I första hand angrips toppar och barr av träd som blivit försvagade av stress från torka, av skador på rötter, av brist på näringsämnen i marken, av att ha växt för skuggigt, av skador som vållats av väder (kraftiga vindar, hagel och så vidare) och av insekter. D. sapinea orsakar en blödning på stammen och grenarna, och kan medföra att tallen dör, särskilt om blödningen sker på trädets lägre grenar. Stamblödningarna utsöndrar ett slags harts som kan göra att döda infekterade barr klibbar ihop med andra delar av trädet efter att de fallit av. Det här kan bidra till ytterligare infektioner i trädet. Det tydligaste tecknet på att en tall är infekterad är att årsskott och toppar dör eller att den har bruna, hämmade skott med korta, bruna barr.
25 670 människor dog och 130 000 skadades allvarligt i trafikolyckor på europeiska vägar under 2016. Ny digital teknik och intelligenta fordon förväntas leda till färre mänskliga misstag, vilket är den främsta orsaken till trafikolyckor i dag.
På samma sätt kan intelligenta transportsystem, med uppkopplade och automatiserade fordon, leda till mer hållbar och kostnadseffektiv vägtransport. Vägtransport står för en femtedel av Europas utsläpp av växthusgaser och är den största anledningen till luftföroreningar i städer.
Ett intelligent transportsystem måste kunna kommunicera
Inom området intelligenta transportsystem (ITS) pågår ett samarbete mellan länder, industrier och forskningsgrupper för att säkerställa att intelligenta fordon utvecklas till att bli säkra och effektiva. ITS kan beskrivas som tekniker och tillämpningar som ger intelligens åt vägar och fordon. För att ITS verkligen ska vara intelligent, och för att förbättra kvaliteten på transporten, måste de olika delarna i systemet kommunicera och dela information med varandra. Detta kommunikationssystem heter Kooperativt ITS (på engelska Cooperative ITS, C-ITS).
Nikita Lyamin, doktorand vid Högskolan i Halmstad, har de senaste fyra åren arbetat med de kommunikationsstandarder som används för att stödja C-ITS. Forskningen har gjorts i samverkan med industrin, bland annat med företagen Hitachi och Kapsch TrafficCom.
– C-ITS är ett steg i riktning mot att, med hjälp av trådlös teknik, stödja realtidsuppkoppling mellan fordon samt mellan fordon och väginfrastruktur, trafiksignaler och andra trafikanter. Målet är säkrare och mer hanterbara vägnät samt minskade utsläpp, trafikstockningar och kostnader, säger Nikita Lyamin.
Hjälper människor att fatta bättre beslut i trafiken
När olika delar av ett transportsystem – till exempel två bilar, trafikljus och ett vägarbete – kommunicerar med varandra kommer informationen att hjälpa föraren att fatta rätt beslut och därmed anpassa sig till trafiksituationen.
Ett annat exempel på kommunikation mellan fordon är vid så kallade fordonståg, eller ”platooning”. Det innebär att ett antal automatiserade och uppkopplade kooperativa fordon kör på rad med kort avstånd mellan varandra för att spara bränsle och minimera vägutrymme. En säker och stabil kommunikation i realtid mellan dessa fordon är avgörande – konsekvenserna kan vara förödande om till exempel ett av fordonen inte bromsar till följd av förlorad kommunikation.
– Tillförlitlig kommunikation och kooperativa system är nyckeln till säker och effektiv vägtransport, särskilt när automatiserade fordon ska integreras i framtidens transportsystem. Jag tror att slutsatserna och resultaten från de olika studierna som vår forskargrupp har genomfört kommer att bidra till utvecklingen av framtidens transporter, säger Nikita Lyamin.
Hittills har våra hjärnor varit unika i att kunna skapa kopplingar där inga kopplingar tidigare fanns. I en vetenskaplig artikel i Advanced Science visar nu forskare vid Linköpings universitet en transistor som kan skapa en helt ny koppling mellan in- och utsignal. Transistorn har de också bygg in i en elektronisk krets som lär sig att koppla samman ett visst stimuli med en utsignal på samma vis som en hund lär sig att skrammel med matskålen betyder mat och börjar dregla.
En vanlig transistor fungerar som en ventil som förstärker eller förminskar utsignalen, beroende på hur insignalen ser ut. I den organiska elektrokemiska transistor som forskarna har tagit fram formas själva kanalen i transistorn av en elektropolymeriserad ledande polymer. Kanalen kan formas, den kan växa eller krympa, och även tas bort helt under gång. Den kan också tränas att reagera på ett visst stimuli, en viss insignal, så att transistorkanalen leder allt bättre och utsignalen blir allt större.
Förändring i realtid
– Det är första gången någon har kunnat visa förändringsbarhet i en elektronisk komponent i realtid i ett system som ska efterlikna hur hjärnan fungerar, säger Simone Fabiano, forskningsledare inom organisk nanoelektronik vid Laboratoriet för organisk elektronik, Campus Norrköping.
Förändringarna sker genom att öka polymeriseringen av materialet i transistorkanalen, fler och fler polymerkedjor skapas som leder signalen, eller så överoxideras materialet (en hög spänning läggs på) så att kanalen blockeras. Gradvisa förändringar av ledningsförmågan kan också göras genom att förändra dopningen av materialet.
– Vi har visat att vi kan skapa både kortvariga och permanenta förändringar i hur transistorn processar information, något som är nödvändigt om vi vill efterlikna det sätt som hjärnceller kommunicerar med varandra, säger Jennifer Gerasimov, postdoktor inom organisk nanoelektronik och en av artikelns författare.
Genom att ändra ingångssignalen kan styrkan i transistorns reaktion moduleras inom ett stort spann och kopplingar kan skapas där inga kopplingar tidigare fanns. Det ger ett beteende som är jämförbart med synapsernas eller med kommunikationen mellan två hjärnceller.
Används i neurala nätverk
Detta innebär även ett stort steg framåt inom maskininlärning med organisk elektronik. Inom maskininlärning används i dag mjukvarubaserade neurala nätverk för det som också kallas djupinlärning. Mjukvaran ser till att signalerna skickas mellan ett stort antal noder för att simulera en enda synaps, något som kräver stor beräkningskraft och därmed också energi.
– Vi har tagit fram en hårdvara som gör samma sak med en enda elektronisk komponent, konstaterar Jennifer Gerasimov.
– Vår organiska elektrokemiska transistor kan därför utföra tusentals vanliga transistorers jobb med en energiåtgång som närmar sig den energi som går åt när en mänsklig hjärna skickar signaler mellan två celler, intygar Simone Fabiano.
Ny sorts polymer
För transistorkanalen används inte den i särklass vanligaste polymeren inom den organiska elektroniken, PEDOT. Istället används en polymer av en nyligen utvecklad monomer, ETE-S, framtagen av Roger Gabrielsson, även han verksam vid Laboratoriet för organisk elektronik och medförfattare till artikeln.
ETE-S har flera unika egenskaper som gör den perfekt för den här applikationen. Den formar lagom långa polymerkedjor, den är vattenlöslig som monomer, men inte som polymer, och den producerar polymerer med en lämplig nivå av dopning. Polymeren PETE-S produceras negativt laddad för att balansera de positiva laddningsbärarna (den är p-dopad).
Artikel:
An Evolvable Organic Electrochemical Transistor for Neuromorphic Applications. (Jennifer Y Gerasimov, Roger Gabrielsson, Robert Forchheimer, Eleni Stavrinidou, Daniel T Simon, Magnus Berggren and Simone Fabiano, Linköping University) Advanced Science 2018. DOI 10.1002/advs.201801339
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these cookies, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may have an effect on your browsing experience.
