Att förstå hur människans hjärna fungerar är en av den moderna vetenskapens största utmaningar. När EU-kommissionens flaggskeppsprojekt simulerar hjärnan är Centrum för forsknings- & bioetik (CRB) vid Uppsala universitet med för att ta hand om de etiska och filosofiska utmaningarna.

Human Brain Project (HBP) är ett av två flaggskeppsinitiativ som sjösattes av EU-kommissionen tidigare idag. Den svenska delen leds från Karolinska institutet. Målet med projektet är att använda all befintlig kunskap om människans hjärna och rekonstruera den i superdatormodeller och simuleringar. Forskare i neurovetenskap, medicin, datavetenskap och filosofi från mer än 80 institutioner kommer att arbeta tillsammans för att göra det här möjligt. Modellerna kommer att ge oss ny förståelse av hjärnan och hjärnans sjukdomar, men också hjälpa till att utveckla ny dator- och robotteknik.

Projektet kommer också att titta på etiska frågor och den samhälleliga påverkan som simuleringen får. Ungefär 5 % av forskarna i projektet arbetar med de här frågorna och Kathinka Evers från Centrum för forsknings- & bioetik är en av divisionsledarna för etik och samhälle. Hennes egen forskning i projektet handlar främst om de filosofiska implikationerna som simuleringen får:

–   En första utmaning är att analysera vad det betyder att ”simulera en hjärna”. Det väcker frågor om vilken roll sammanhanget får i simuleringen.  Hjärnan fungerar ju inte i ett vacuum utan är väsentligen kopplad till sin miljö. Hur kan denna tänkas påverka eller återspeglas i simuleringen? Andra viktiga aspekter om jag kommer att studera är vilken typ av konsekvenser det här projektet kan få för vår förståelse av mänsklig identitet och medvetande, säger Kathinka Evers.

Centrum för forskningsetik & bioetik har en stark internationell och mångvetenskaplig forskningsprofil. Centret leder arbetspaket om etiska och legala aspekter kring biobanks- och registerforskning i fem EU-projekt. Neuroetik har varit ett av centrets strategiska forskningsämnen sedan 2004. Enligt föreståndaren Mats G. Hansson ger centrets medverkan i Human Brain Project en möjlighet att snabbt utveckla denna viktiga del av etik- och filosofiforskningen:

–   Det är spännande att vi nu får möjligheten att stärka ämnet och förhoppningsvis rekrytera yngre forskare, säger Mats G. Hansson.

Human Brain Project
Valet av Human Brain Project som ett FET Flagship är resultatet av mer än tre år av förberedelser och en ytterst noggrann utvärdering av en stor panel bestående av kunniga oberoende forskare som valts ut av EU-kommissionen. Projektet kommer att pågå under tio år och samlar mer än 80 europeiska och internationella forskningsinstitutioner.I Sverige deltar forskare från KI, KTH, Uppsala universitet, Stockholms universitet, Umeå universitet, Linnéuniversitetet samt Högskolan i Skövde.

Kostnaden uppskattas till 1.19 miljarder Euro och samordnas från Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz av neurovetaren Henry Markram tillsammans med Karlheinz Meier från Heidelbergs universitet i Tyskland och Richard Frackowiak från Centre Hospitalier Universitaire Vaudois och Universitet i Lausanne.

Etik och Samhälle
Kathinka Evers från Uppsala universitet och Jean-Pierre Changeux från Institut Pasteur/Collège de France är tillsammans ansvariga för delen som handlar om etik och samhälle. Förutom Kathinka Evers forskning kommer den här divisionen följa arbetet och försöka förutse och undersöka konsekvenserna forskningsresultaten får för samhället. Divisionen kommer också att arbeta med att skapa dialog mellan projektet och samhället och främja medvetenhet och ansvar för forskarna inom projektet och också om styrning och reglering.

För att motverka de motoriska symtom som patienter drabbas av vid Parkinsons sjukdom ordineras i regel preparatet L-dopa (levodopa). Det omvandlas i kroppen till dopamin, den signalsubstans som dessa personer lider brist på. 

L-dopabehandlingen är effektiv till en början, men efter ett antal år leder den ofta till störningar och bieffekter i form av ofrivilliga rörelser, så kallade dyskinesier. Den typen av biverkningar förekommer hos en betydande andel av patienterna, men det är inte klarlagt varför de uppstår.  

Nina Nevalainen har i sin avhandling studerat L-dopabehandlingens konsekvenser för olika signalsystem i hjärnan. Resultaten visar att L-dopas omvandling till dopamin går förlorad efter långvarig behandling, vilket framgår av att de uppmätta dopaminnivåerna är lägre i den försöksgruppen som uttrycker dyskinesier.

Också glutamatnivåerna förändras och påverkas inte av vare sig tillförsel av L-dopa eller stimulering av serotoninreceptorer, vilket är åtgärder som normalt sänker frisättningen av glutamat. En lovande metod för att motverka dyskinesierna är att tillföra fluoxetine, ett ämne som hämmar återupptaget av signalsubstansen serotonin. 

Sammantaget verkar de flesta viktiga signalöverföringssystemen i hjärnan bli förändrade vid dyskinesier, vilket kan förklara det breda spektrum av symtom som finns hos denna patientgrupp.

Läs hela eller delar av avhandlingen på
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-64149

WDM beskrevs först av den svenska neurologen Lisa Welander på 1950-talet. Sjukdomen debuterar först i 50-årsåldern med svaghet i fingrar och tår-fötter. Svagheten förvärras successivt och muskulaturen i händer fötter och underben tillbakabildas. Drabbade individer får tilltagande svårigheter med att klara precisionsarbete med fingrar och händer men också med att utföra vardagssysslor i hemmet.

WDM är spridd i Mellansverige men även i västra Finland. I delar av Gästrikland/Hälsingland är upp till var 100:e individ drabbad. I norra Uppland har sjukdomen kallats ”Hedesundasjukan” på grund av att den varit särskilt vanlig lokalt. Det är sedan tidigare känt att sjukdomen beror på en förändring i kromosom 2 men inte förrän nu har man kunnat se i vilken gen mutationen sitter.

I studien har forskargruppen, ledd av Niklas Dahl, överläkare och professor i klinisk genetik, undersökt ett stort antal patienter med WDM.

– Vårt fynd gör att det nu är möjligt att diagnostisera sjukdomen i ett mycket tidigt skede av förloppet. En tidig diagnostik skapar förutsättningar för prognostisering och planering för drabbade individer. Upptäckten lägger också en pusselbit till förståelsen av vissa muskelcellers fysiologi, säger Niklas Dahl.

Forskarna har konstaterat att alla drabbade individer bär en gemensam avvikelse på kromosom 2 som kan spåras drygt 1000 år tillbaka i tiden. Det betyder att alla som idag är sjuka har en gemensam anfader/moder vid slutet av 900-talet. Vid denna tidpunkt hade den tidiga sjöfarten över östersjön startat och detta kan förklara sjukdomens spridning i Finland.

Med ny DNA-sekvenseringsteknologi har forskarna identifierat en specifik punktmutation i genen för proteinet TIA1 i samtliga prover från WDM patienter. TIA1-proteinet har en reglerande funktion och styr hur mycket av olika RNA-molekyler som skall mogna och läsas av till färdiga proteiner. Resultaten visar bland annat att denna funktion är störd i muskler från patienter med WDM. Detta väntas ge en något ”trögare” ämnesomsättning i muskelceller och en sämre förmåga att anpassa sig till situationer med fysisk aktivitet eller energibrist. Den ökade cellulära stressen gör att muskelceller dör av i förtid.

Forskargruppen har i studien samarbetat med neurologöverläkaren Atle Melberg vid Akademiska sjukhuset.

Klar J, et al. Welander distal myopathy caused by an ancient founder mutation in TIA1 associated with perturbed splicing,
DOI: 10.1002/humu.22282

Kopplingen mellan årets julklapp 2012 – hörlurar – och forskningen vid Örebro universitet och Universitetssjukhusets audiologiska forskningscentrum om ungdomars hörsel blev det en medialt mycket uppmärksammad fråga. Forskarnas bekymmer i det sammanhanget är att inte säga mer än vad forskningen verkligen visat för att inte locka någon att dra förhastade slutsatser. Men forskningen om barn och ungas hörsel och musiklyssning har gett ett intressant material och den första publiceringen kan väntas till sommaren.

Sara Båsjö är doktorand i handikappvetenskap vid Institutionen för Hälsovetenskap och medicin (IHM) och håller nu som bäst på att bearbeta ett stort material om nioåringars hörsel som samlades in för ett par år sedan genom ett samarbete med organisationen Ammot, Artister och musiker mot tinnitus.

– De reste runt i landet och spelade teaterpjäsen Ljudhjältarna på olika skolor. Innan föreställningen gjordes tre olika hörselmätningar på 400 nioåringar fördelade på 21 skolor i storstäder, mellanstora och mindre orter. I enkätform fick barnen frågor om upplevd hörsel, om de upplever tinnitus och om och hur ofta de lyssnade på musik i hörlurar.

Syftet med nioårings-projektet är att få en bild av hur det står till med deras hörande. Det finns inte så mycket material om nio-åringar och det som finns är åldrat.

– Tidigare mättes barnens hörsel när de började skolan, men det gör man inte överallt längre, påpekar Claes Möller, som är professor i Medicinsk Handikappvetenskap vid Örebro Universitet.

Intressanta data
Analysen av materialet, som omfattar en ovanligt stor population, pågår. Preliminära resultat visar att majoriteten av nioåringarna hör normalt. Tidigare studier har inte visat att tinnitus är vanligt och de preliminära resultaten nu tyder på ännu lägre värden.

– Vi har intressanta data som, bland annat att tre procent av nioåringarna säger att de upplevt tinnitus och det är lite lägre än vad tidigare studier visat, säger Sara Båsjö, som skriver på den första artikeln med resultaten från undersökningen bland nioåringarna som underlag och hoppas bli klar med den till sommaren.

Av nioåringarna har hälften svarat att de lyssnar på musik i hörlurar men tiden de lyssnar varierar kraftigt.

– Men trots att materialet bara är två år gammalt, finns det risk för att det redan är föråldrat, det har hänt mycket de senaste åren. I dag har så gott som alla nioåringar mobiltelefoner och därmed större möjligheter att lyssna på musik. Det kan bli en spännande uppgift i framtiden att se om det blivit någon förändring.

Parallellt med nioåringarna har en grupp 16-åringar i gymnasiets andra årskurs undersökts.

– Där gjorde vi en ännu mer noggrann undersökning med hörselmätningar, vi mätte hur högt de spelade och en mängd andra frågor, berättar Claes Möller. Totalt finns 300 ungdomar i den undersökta gruppen och 35 av dem gick på riksgymnasiet för döva och hörselskadade.

Unikt material
Den hörselskadade gruppen har gett ett helt unikt material, det finns ingen tdigare mätning av hur de lyssnar på musik.

– Har man redan en hörselskada är man naturligtvis extra utsatt. De har redan förlorat en del av sina hårceller och eftersom de hör sämre redan från början kanske de spelar musiken ännu högre än hörande ungdomar och riskerar därmed sin återstående hörsel.

Det man vill undersöka med den här forskningen är vilket lyssnande som kan innebära risker. Tidigare var det industribullret som orsakade de flesta hörselskadorna. Det går nu att bemästra i stor utsträckning med arbetsmiljölagstiftning och hörselkåpor, skydd som nu verkligen används i bullriga miljöer.

Men musiklyssnandet hör till fritiden och där går det inte att lagstifta på samma sätt som för arbetslivet, där handlar det i stället om rekommendationer.

Musikindustrin
– Musikindustrin är rent av motståndare till lagstiftning. Många artister har också med sig egen ljudutrustning, som en del av sin show och som används även om det finns annan och kontrollerbar utrustning på plats, säger Claes Möller. Ibland funderar jag över människans klokhet. Musiker använder hörselskydd, ljudtekniker använder hörselskydd och publiken har hörselskydd!

– Vi vill nu undersöka om vi har en generation där många kommer att få nedsatt hörsel på grund av allt för intensivt och högt musiklyssnande. De rekommendationer som ges utgår från personer med en genomsnittlig hörsel, men vi vet också att det varierar mycket hur känsliga vi är för buller. Det borde vara en försiktighetsregel som ska gälla.
Det man redan vet är att hörseln påverkas av hur starkt och hur länge man spelar. Nu undersöker man också vilka skillnader det är mellan hörlurar och insticksproppar. Analysen pågår och en rapport om 16-åringarnas musiklyssnande kan väntas mot slutet av året.

– Vi har sett att det är stora variationer, men volymen är ibland oroväckande och lyssningstiden lång.

Handikappvetenskap hör till dem som fick del av Universitetets 150-miljonerssatsning under tre år på de mest framgångsrika forskningsmiljöerna, pengar som delvis används till den här forskningen på Audiologsikt Forskningscentrum vid USÖ. Det har bland annat gjort det möjligt att anställa Sara Båsjö som doktorand.

Det så kallade metabola syndromet är en störning i ämnesomsättningen – en kombination av bukfetma, höjda blodfetter, högt blodtryck och nedsatt glukostolerans – som innebär en påtagligt ökad risk för att insjukna i diabetes och hjärt-kärlsjukdomar.

Tidigare har man visat att bristfälliga motionsvanor ökar risken för metabolt syndrom. Det är också känt att graden av stillasittande, till exempel hur mycket tid som tillbringas framför TV:n, är kopplad till risken för metabolt syndrom helt oberoende av motionsvanorna. Det nya som forskarna nu har kunnat visa är att dessa samband sträcker sig över en stor del av livet, närmare bestämt från 16 till 43 års ålder. I studien, som publiceras i tidskriften Diabetes Care, ingick 888 personer som hade följts från 1981, då de gick i nionde klass i grundskolan, fram till 2008.

– Resultaten visar att vi behöver fundera över hur vi kan minska stillasittandet bland barn och ungdomar. Det kan vara viktigare än att bara satsa på ökade motions- och sportaktiviteter för dem som redan är intresserade, säger rapportens huvudförfattare, distriktsläkare och adjungerad universitetslektor Patrik Wennberg vid Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin, Umeå universitet.

Övriga medverkande är Per Gustafsson, Maria Wennberg och Anne Hammarström, alla vid samma institution, enheten för allmänmedicin, samt David Dunstan vid Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Melbourne.

Referens P Wennberg, PE Gustafsson, DW Dunstan, M Wennberg, A Hammarström: Television viewing and low leisure-time physical activity in adolescence independently predict the metabolic syndrome in mid-adulthood Diabetes Care, Published online before print January 22, 2013 doi: 10.2337/dc12-1948. Länk till abstract.