AAAS 2016: Avslutande sammanfattning

Det är svårt att förmedla en rättvis bild av dessa AAAS möten och årets upplaga är inget undantag. Under fyra intensiva dagar springer man från session till session och försöka välja bland det enorma utbudet av vetenskapliga teman. Det går att hitta allt från rymdfysik, matematik och musik, neurala konsekvenser av språkutveckling och språkbruk under olika betingelser – t.ex. prematura barn, akustiska och språkliga förhållanden i hemmet och klassrummen, talat och tecknat språk, tvåspråkighet och tidiga lingvistiska tecken på demens – neuroekonomi, neurala korrelat och strukturella neurala förändringar i förhållande till aggressivitet, riskbeteende, drogmissbruk, osv. Jag har försökt hänga med så gott jag kunde, från 08.00 och ofta till 21.00, och är helt slut men mest väldigt glad för att ha varit med i detta sammanhang. Det blir ett stort inspirationsrus när deltagare med så många olika vetenskapliga bakgrund intresserar sig för varandras sessioner och bidrar till den vetenskapliga debatten! Jag känner mig upprymd av alla intryck och min hjärna arbetar nu för fullt med konsolideringen av all information.

Neuroscience clues to the chemistry of addictions and mood disorders

Michel Kazatchkine var ordförande för detta symposium, som handlade om kemiska och neurala aspekter av drogmissbruk.

Wilson Compton gick igenom hjärnans mognadsprocess och relaterade missbruk till evolutionärt viktiga hjärnfunktioner. Det kanske är ett välkänt perspektiv, men intressant för mig i hans presentation var relationen mellan missbruk och starka minnen. Att minnas var maten finns, t.ex., är en livsviktig förmåga med stor evolutionär betydelse. Bland mekanismerna som ligger bakom missbruket, föreslog han att det är minnen av ett upplevt behagligt tillstånd som leder till att missbrukaren vill ha mera av substansen som skapade tillståndet – en dysfunktionell konsekvens av den livsviktiga minnesfunktionen när det gäller mat.

Han påpekade också att användningen av opioider, ursprungligen avsedda för smärtlindring i palliativ vård, har spridit sig relativt okontrollerat när preparaten började skrivas ut för behandling av svår hosta. Opioider i USA sprids genom att patienter behåller läkemedlen efter hostbehandlingen och vidarebefordrar till familjen och vänner. Enligt Wilson Compton, har tillgången till opioider blivit stor inom breda sociala kretsar i USA på grund av överanvändningen för hosta eller smärtlindring. Han påminde också om att opioider dämpar själva andningssystemet vilket leder till död genom kvävning vid överdosering.

Forskningen om ett vaccin för skapa ett antikroppsvar som hindrar de stora drogmolekyler att ta sig igenom blod-hjärnans barriär var ett hoppfullt budskap som avslutade Wilson Comptons föredrag.

Wayne Drevets presenterade sin forskning om neurala kretsar inblandade i depressioner och diskuterade idén om användningen av antiinflammatoriska behandlingar för lindring av depressionstillstånd.

Thomas Hartung hade det mest spektakulära och färska bidraget vid detta symposium. Han presenterade ett mycket spännande alternativ modell, baserad på cellbiologi, som man hoppas skall kunna ersätta försöksdjur inom många forskningsområden. Hans ”mini-brain” är en cellmodell som utnyttjar täta tredimensionella cellulära kopplingar som skapas genom självorganiserande processer när modellens ursprungliga celler tillåts växa och interagera med varandra på ett naturalistiskt sätt. Modellen skall tydligen kunna användas för studier av mutationer, respons till olika substanser, simulering av olika mänskliga vävnader. Enligt Thomas Hartung, kan mini-brain produceras snabbt och billigt, vilket skall kunna öppna helt nya forskningsmöjligheter. Det lätt väldigt övertygande.

Sessionen avslutades med en paneldiskussion och många frågor från en engagerad publik.

Integrating neuroscience and mathematics to elucidate mental activities

Detta var en specialsession organiserad av forskare från University of Tsukuba och Hokkaido University, i Japan. Ordföranden var Hideyuki Kato, från University of Tsukuba.

Det var fyra mycket bra föredrag som jag bara kommer att lista ut här:

Aki Takahashi, psykolog från University of Tsukuba, föredrag hade titeln ”Neurobiology of escalated aggression in male mice”. Hennes experimentella fråga handlade om sambandet mellan ökad aggressivitet och förändringar i hjärnan. Ökad aggressivitet definierades som omotiverade attacker, dvs. avvikande beteende i förhållande till djurets normala försvar av revir, sociala rang eller oproportionellt ökad intensitet vid försvarssituationer. Aki Takahashi presenterade resultat från beteendeexperiment som visar en negativ korrelation mellan normal aggressivitet hos möss och deras bas serotonins (5-HT) nivåer. Vid ökade glutamat nivåer i det dorsala raphe nucleus (DRN) visade dock mössen ökat aggressivt beteende (se Takahashi et al. 2015). Dessutom visade mössen ökade serotoninhalter efter ökat aggressivt beteende.

Masahiro Okamoto, också från University of Tsukuba, hade ett fördrag om ”Effects of mild exercise on learning and memory”. Hans experimentella arbete (Okamoto et al. 2012) visar ökad inlärnings- och minnesförmåga hos möss som under två veckor hade mild daglig fysisk aktivitet 30 minuter/dag, fem dagar i vecka.

Taiki Takahashi, från Hokkaido University, beteende neuroekonomi, hade ett föredrag om ”Neuroeconomics of temporal, risky and social decisions”. Han presenterade beteende studier som tydde bl.a. på att testosteron har en positiv påverkan på tålamod och på att nikotin ökar impulsiviteten vid ekonomiska beslut. Han formaliserar sina resultat från beteende studierna i prediktiva matematiska modeller. En del av Taiki Takahashis neurala data kommer från MEG-experiment som görs i samarbete med Riitta Hari, vid Aalto universitet, i Finland.

Yuzuru Sato är matematiker vid Hokkaido University och presenterade modeller av hjärnans utveckling – ”Neural field dynamics of growing brains”. Modellerna baseras på neurologiska data från mösshjärnor vars neuroner har genmanipulerats så att de kan aktiveras eller inhiberas med ljus av olika våglängder. Yuzuru Sato samarbetar med University College London. Modellerna simulera makroskopiska processer, som icke-linjära dynamiska hjärnvågor som uppstår, till exempel, vid mössens uppvakning efter narkos.

NX7B2366

University of Tsukuba och Hokkaido University monter vid AAAS 2016. (Foto: Francisco Lacerda)

Efter sessionen kunde jag ha ett långt samtal med hela gruppen för att diskutera beröringspunkter mellan deras forskning och Stockholms universitets SUBIC-relaterade forskning. Kontakten är mycket intressant eftersom Tsukuba och Hokkaido universiteten också håller på att initiera ett tvärvetenskapligt samarbete i linjen med det som SUBIC också skall främja. Vi utbytte kontaktuppgifter och våra japanska kollegor har redan visat intresse för samarbete inom neuroekonomi.

Bilingualism matters, Noise in the developing brain och Mathematics and Music

Det var tre jättespännande symposier som jag kommer att hinna ge en rättvis bild av. Det första var väl i linje med årets stora fokus på neurala, beteende och sociala fördelar av tvåspråkighet. Mycket kvalificerade presentationer och stort engagemang från den breda publiken. En del var inte nytt men allt var välpaketerat och framförallt kommunicerat på ett utmärkt sätt som kunde nå alla dessa välutbildade vetenskapspersoner – och även en del politiker.

NX7B2379

Antonella Sorace, “Bilingualism matters”, AAAS 2016 (Foto: Francisco Lacerda)

Buller i klassrum var också väldigt träffande. Som en oönskad illustration av alla neurala- och beteendedata som visade på barns svårigheter att fokusera på språklig kommunikation i bullriga miljöer, stördes hela sessionen av grannsessionens ljud. Hotellens enorma balsalonger som delas upp i olika ”mindre” lokaler av undermåliga väggar gjorde att vi kunde höra ganska bra det som sades i rummet bredvid. Alla skrattade.  Och när rummet bredvid hade tyst, blev vi medvetna om det påträngande ventilationsljudet från rummets stora, klumpiga fläktar. Symposiet lyckades definitivt föra fram problematiken kring att försöka koncentrera sig på talet som hörs i en bullrig miljö – men den praktiska demonstrationen hade vi tacksamt kunnat undgå.

NX7B2446

Amir Lahav, Harvard Medical School, AAAS 2016 (Foto: Francisco Lacerda)

Till sist skulle jag vilja framhäva Amir Lahavs föredrag om “Hospital noise and babies’ brains: Evidence from premature newborns”, för hans mycket intressant projekt om “wombifying the incubator” – att ersätta larm och ventilations buller med lågpassfiltrerat ljud från mammans röst mixat med hjärtljud som spelas upp för de mycket prematura barn.

Matematik och musik var både intressant och underhållande. Deltagarna var både matematiker och mycket duktiga musiker, så det blev både konst och vetenskap. Noam Elkies, hade en underbar presentation med titeln ”The entropy of music: How many possible pieces of music are there?”. Utan PowerPoint, han skrev direkt på ett papper som visades på skärmen. En liten detalj var dock att han lämnade podiet för att skriva på pappret på bordet bredvid samtidigt som han fortsatt att prata utan mikrofon och man såg bara skuggan av hans hand medan han skrev.

Allt detta ackompanjerades av huvudräkningar av bitar (informations bitar) för att få fram antal möjliga alternativ efter varje takt och förflyttningar från podiet till pianot för att illustrera de olika alternativen! NX7B2515Underbart och engagerat men tur att jag inte skulle skriva tenta på det. Hur som helst, jag fick en del insikter om musikens kombinatoriska möjligheter och strukturer. Och publiken njöt av att höra Noam Elkies spela den ultimata integreringen av musik och matematik – hans pianoversion av de första 100 siffror i π, tolkade som toner i en musikskala!

NX7B2519Jag hoppas i alla fall kunna navigera i musikens matematiska domän åtminstone med hjälp av Dmitri Tymoczkos bok ”A Geometry of Music”. Han uttrycker skalor, tonarter och tonartsbyten i termer av vektorer och transformationer i ett geometriskt multidimensionellt rum. Jag måste skaffa mig boken!

Core knowledge

NX7B2570Detta var temat för Elisabeth Spelkes föreläsning. Hon hade en utmärkt presentation av nya experimentella data, bl.a. om barns spontana uppfattning av numeriska mängder. Mycket intressanta och övertygande resultat som Elisabeth Spelke hänvisar till medfödda förmågor. Föreläsningen byggde på hennes tidigare arbete och uppfattningen om olika medfödda system. Framställningen är beskrivande och mycket spännande men jag saknade grundläggande förklarande mekanismer för dessa fenomen.

At a loss of words or losing your mind?

Ännu ett mycket bra symposium om tal- och språkets betydelse som tidig tecken på demens. Spännande forskningsresultat och framförallt en mycket intressant forskningsidé av Frank Lin, öronläkare från Johns Hopkins University, som föreslog behandlingen av hörselnedsättningen som ett sätt att förebygga demens.

NX7B2726

Margaret Rogers, Frank Lin, Argye Hillis och Joseph Duffys, AAAS 2016 (Foto: Francisco Lacerda)

Frank Lin studerar sambandet mellan hörselnedsättning och demens och märker att i väldigt många fall föregås demensutbrottet av en kraftig hörselnedsättning. Utifrån det och även som en aspekt av allmän betydelser för samhället, föreslår han att den accepterande attityden av presbyakusi bör ändras på samma sätt som det hände med hjärt- och kärlsjukdomar – d.v.s., rekommendationer för att försena uppkomsten av presbyakusi bör införas på samma sätt som det finns motionsråd för att undvika förtidiga utbrott av hjärt- och kärlsjukdomar.

About Francisco Lacerda

Professor Member of The Royal Swedish Academy of Sciences
This entry was posted in Teaching. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s