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.

From the left: Michel Kazatchkine, Wayne Drevets, Wilsom Compton and Thomas Hartung (Photo: Francisco Lacerda)

Photo: Francisco Lacerda

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.

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.

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.

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! Underbart 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!

Jag 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

Detta 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.

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.

Closing ceremony

Nu är AAAS 2016 slut och från början till slutet har mötet bjudit på väldigt mycket inspiration och överraskningar – som när bilden här nedan visades på den stora skärmen under den avslutande plenarsessionen.

AAAS 2016:s “Improbable Research Show”, 2016-02-13 (Atlantic Photo, Inc., Boston MA)

”Improbable Research” visar forskning som man först skrattar av och sedan tänker efter. Mycket underhållande och lärorikt! Jag är enormt tacksam för möjligheten att delta i sådana sammanhang.

De kommer på Europa Turné i mars och har två shows i Stockholm – en show på Debaser Medis, Medborgarplatsen 8, Stockholm, lördagen den 12 mars, 15.00-16.45, och ytterligare en show på Karolinska Institutet, Lecture Hall Gustav Retzius, Berzelius väg 3, Solna, söndagen den 13 mars, 14.00-15.30. Rekommenderas!

https://www.facebook.com/improbableresearch

Neuroplasticity: Insights in Neuronal Connectivity Illuminate Brain Function

Ännu en fullsatt session som jag tyvärr bara kunde “följa” från rummets dörr. Dessutom passade talaren på att illustrera det som Brian Malow, ståuppkomikern, hade pratat om: Talaren stod i mörkret och pratade både monotont och långt ifrån mikrofonen eftersom hon tittade på sina bilder i stället för åhörarna. Jag hörde bara några enstaka ord när hon vände sig mot publiken, vilket hände alldeles för sällan.

Det handlade om stimulering ledde till återbildningen av neurala kopplingar och det lätt intressant men det gick tyvärr inte att riktigt hänga med från min plats. Synd att lokalen inte alls matchade publikens intresse för ämnet. Förhoppningsvis kunde de som hade fått plats i rummet hänga med föredraget…

Where Did Most of the Universe Go? Searching for Dark Matter

Efter en mycket snabb lunch, letade jag efter rummet där sessionen skulle börja. Jag kan ingenting om mörk materia, så det här var ett gyllene tillfälle att åtminstone försöka ta del av hur snacket bland fysikerna gick. Men att hitta rummet var lika svårt för mig som att navigera i ett mörkt universum – utan varken ficklampa eller gyroskop… Tyvärr kom jag fem minuter för sent till rummet och denna gång fanns det verkligen ingen ledig plats, inte ens vid väggarna, gångerna eller på golvet. Det gick knappast att se talaren bland skogen av huvuden framför mig. Jag försökte använda mitt 200mm objektiv för att läsa det som stod på bilderna.

Det blev inte så lyckat. Jag kunde ändå inte tyda bilderna eftersom det enda jag hörde det var folk som under tiden fyllde på och gav varandra tips om hur man skulle kunna ta sig fram. God luck, tänkte jag… Efter drygt en kvart gjorde jag som många av de andra bakom mig och gav upp försöket att just då lära mig om mörk materia. Det blir en annan gång. Mörk materia är inte förenlig med mat. Så mycket har jag förstått!

Rethinking Child Language Disorders: Insights from Sign Language Research

Detta var ytterligare ett mycket givande symposium som hade organiserats av Richard Meier, University of Texas, Austin, TX. Som titeln indikerar, handlade symposiet om att komplettera forskningen om hörande barns språkutveckling med resultat och insikter från motsvarande forskning om döva barns språkutveckling. Peter Hauser, från Rochester Intitute of Technology, Rochester, NY, David Quinto-Pozos, från University of Texas, Austin, TX, och Aaron Shield, från Miami University of Ohio, Oxford, OH, hade var sin presentation i symposiet. Jenny Singleton, från Goergia Institute of Technology, sammanfattade och avslutade sessionen.

Peter Hausers presenterade resultat från en rad enkla och smarta experiment som visade på kognitiva avvikelser vid atypiskt teckenspråksutveckling. Forskningspersonernas uppgifter var, t.ex., att förbinda, så fort som möjligt och i stigande numerisk ordning en serie av gula eller rosa cirklar som innehåll var sitt tal. Tiden som forskningspersonerna behövde för att genomföra uppgiften mättes hos både döva barn och döva vuxna, som hade grupperades i ”typiska” respektive ”atypiska” teckenspråksutveckling, beroende på hur de hade varit exponerade för teckenspråk tidigt i livet. Döva som föddes av tecknande döva föräldrar ansågs ha en typisk språkutveckling i kontrast med den atypiska teckenspråksutvecklingen hos döva barn med icke-tecknande hörande föräldrar. Peter Hausers resultat från detta och liknande experiment visar genomgående längre genomföringstider för gruppen med atypisk teckenspråksutveckling, även om tiden för att genomföra uppgiften var naturligtvis betydligt kortare hos vuxna som grupp, jämfört med barn-gruppen.

I ett annat experiment, undersökte Peter Hauser om tvåspråkighet hos tecknande barn kunde påverka den kognitiva utvecklingen. Resultaten visade på systematiska kognitiva fördelar av tvåspråkighet.

Budskapet från dessa studier verkar vara tydlig: Förseningen i språkutvecklingen som orsakas av en fattig språkmiljö (t.ex. döva barn som födds i icke-tecknande hörande miljöer) har en negativ påverkan på barns kognitiva utveckling. Slutsatsen ter sig mycket rimlig och bekräftar det som har observerats i hörande barns språkutveckling. Peter Hausers viktiga bidrag är att vi nu kan vara något säkrare på att den negativa påverkan beror på sambandet mellan språket i sig och barnets kognitiva utveckling, snarare än på specifika aspekter, som kunde ha med talspråkets akustiska medium att göra.

David Quinto-Pozos presenterade studier av ”visual learning” (VL2) i förhållande till det perspektivbytet som tecknande barn måste lära sig att hantera för att kunna kommunicera med teckenspråk. Teckenspråkets spatiala krav på att definiera domän och handlingar i förhållande till den etablerade domänen kräver ofta ett perspektivbyte för att förstå handlingarna. David Quinto-Pozos använde en rad standardiserade tester för att studera tecknande barns förmåga till flexibla perspektivbyten. Även här, ser man att barn med atypisk teckenspråksutveckling har något större svårigheter än matchande barn som hade typiska teckenspråksutvecklingar. Barn med atypisk teckenspråksutveckling var även långsammare i att läsa av teckenspråk.

Aaron Shields presentation fokuserade på teckenspråksutveckling hos döva barn med autism. Han undersökte hur autism, som hos hörande barn ofta innebär att barnet inte tittar på den talande personen, skulle påverka teckenspråksutveckling, som faktiskt kräver att barnet skall titta på den tecknande vuxen. Hans resultat visade att döva barn med autism tittade på den tecknande personen men deras förmåga till perspektivbyte var mycket begränsad, så som det visades i ett härmningsexperiment. Barn med autism tenderade att härma gesterna exakt som de såg ut utifrån barnets eget perspektiv, utan perspektivbytet (spegelvänd bild) som karaktäriserar härmningen hos barn utan autism.

Ytterligare ett experiment studerade huruvida döva barn med autism skulle ha lättare att referera till sig själva genom att använda pronom än hörande barn med autism – som tenderar att svara med eget namn. Eftersom första persons pronom innebär en gest som pekar mot själva talaren, kan man förvänta sig att gesten förtydligar den pronominala referensen när det gäller döva barn med autism.

Resultaten visade dock inte att så var fallet. Både döva och hörande barn med autism tenderade att referera till sig själva genom att säga namnet i stället för att använda ett pronom.

Jenny Singleton avslutade med en sammanfattning och referenser till Ann Fernald och Hart & Risleys klassiska studie. Jenny refererade också till en pågående studie där hon och Andy Meltzoff undersöker i en bredare population om huruvida tidig inlärning av teckenspråk främjer kognitva fördelar.

Det var ett mycket lärorikt och inspirerande symposium för min del. Jag kan inte värdera hur mycket av det som sades verkligen är nytt men symposiet inspirerade mig till flera studier som kommer att kunna genomföras i Stockholms universitet nya forskningsinfrastruktur, SUBIC (Stockholm University Brain Imaging Centre). Finns det systematiska skillnader i hjärnaktivitet hos hörande respektive tecknande personer som utför kognitiva uppgifter som kräver perspektivbyten eller olika sorts av mentala spatiala rotationer och förflyttningar? Förmodligen inte just skillnader som kan direkt kopplas till de olika språkmodaliteterna, men tvåspråkighet, socialkompetens eller inlevelseförmåga?

Spännande är det i alla fall, tycker jag, bara det går att komma på adekvata metodologiska grepp som utmynnar i genomförbara vetenskapliga studier! SUBIC väntar!