Tämän vuoden lääketieteen Nobel-palkinto on myönnetty kahdelle brittiläiselle ja yhdelle amerikkalaiselle tiedemiehelle, jotka ovat tutkineet elinten kehityksen geneettistä säätelyä ja ohjelmoitua solukuolemaa, apoptoosia. Kolmikon uraauurtavat havainn...

Tämän vuoden lääketieteen Nobel-palkinto on myönnetty kahdelle brittiläiselle ja yhdelle amerikkalaiselle tiedemiehelle, jotka ovat tutkineet elinten kehityksen geneettistä säätelyä ja ohjelmoitua solukuolemaa, apoptoosia. Kolmikon uraauurtavat havainnot solukuolemasta ovat lisänneet tietämystä muun muassa syövän ja sydäntautien syntymekanismeista.

Sydney Brenner, John E. Sulston ja H. Robert Horvitz ovat osoittaneet koe-eläinmallin avulla, että samat geenit säätelevät alkion solujen erilaistumista elimiksi ja soluihin kirjoitettua “itsemurhaohjelmaa”. He ovat tunnistaneet useita solujen erilaistumista ja apoptoosia sääteleviä geenejä ja osoittaneet, että ne ovat aivan samanlaisia täysin erilaisilla eläimillä. Esimerkiksi banaanikärpäsen siiven kehitystä säätelevät samat geenit ovat samoja kuin ne, jotka ohjaavat ihmisen käden kehitystä.

Nobelistien mallieläimenä on toiminut sukkulamato (Caenorhabditis elegans). Tällä lyhytikäisellä selkärankaisella on vain 959 solua, joiden erilaistuminen etenee tarkan, perimän säätelemän ohjelman mukaisesti.

Brenner, 75, loi pohjan tämän vuoden palkinnolle. Etelä-Afrikassa syntynyt, mutta Englannissa Cambridgessä uransa luonut tutkija keksi sukkulamadon mallieläimeksi. Pilkunkokoisena ja läpinäkyvänä se tarjosi ainutlaatuisen mahdollisuuden seurata solujen erilaistumista mikroskoopin avulla. Brenner työskentelee nykyisin Yhdysvalloissa Berkeleyn molekyylibiologian tutkimuslaitoksessa. Hänen työtovereistaan tunnetuin lienee Francis Crick, joka yhdessä James Watsonin kanssa paljasti perimän salaisuuden eli dna:n rakenteen vuonna 1953.

Cambridgeläiskollega Sulston, 60, jatkoi Brennerin työtä ja kehitti edelleen tekniikoita, joilla voidaan seurata alkion asteittaista kehitystä aikuiseksi sukkulamadoksi. Sangerin tutkimuskeskuksessa työskentelevä Sulston osoitti myös sen, että osana erilaistumista jotkut soluista ajautuvat ohjelmoituun itsetuhoon. Solunjakautuminen tuottaa 1059 solua, joista 131 kuitenkin kuolee kehityksen aikana. Sulstonin ansioksi luetaan myös ensimmäisen apoptoosiin liittyvän mutaation löytäminen.

Massachusettsin teknisessä korkeakoulussa MIT:ssa ahertava Horvitz, 55, löysi kaksi ensimmäistä "kuolongeeniä". Hän tutkimustensa perusteella selvisi, että yhdellä sukkulamadon solukuolemageenillä on identtinen vastineensa ihmisessä.

Vaikka apoptoosi on keskeinen osa monisoluisten eliöiden normaalia kehitystä ja kudosten uusiutumista, sen häiriöt liittyvät moniin sairauksiin. Esimerkiksi pahanlaatuisten kasvainten hoitoon on kehitetty lääkkeitä, jotka lisäävät syöpäsolujen apoptoosia. Havainnot apoptoosista sydänsairauksissa ovat herättäneet mielenkiintoa päinvastaisessa mielessä, koska tätä solukuoleman muotoa on periaatteessa mahdollista estää lääkkeillä.

Lääketieteen palkinnon myöntää Tukholman Karoliinisen instituutin Nobel-komitea, johon kuuluvat kaikki lääketieteellisen tiedekunnan 50 professoria. Tämänvuotisen palkinnon arvo on kymmenen miljoonaa kruunua, hieman yli miljoona euroa. Nobelit jaetaan suuressa gaalajuhlassa Tukholmassa 10. joulukuuta nyt jo 102. kerran. Fysiikan palkitut julkistetaan huomenna tiistaina, kemian keskiviikkona.

Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota
Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota

”Kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, kehuu tutkija.

Anturi on tulostettu ensi kertaa suoraan iholle 3d-tulostimella. Tällainen tuloste voi esimerkiksi aistia ympäristön kemiallisia aineita.

Tulosteeseen voi liittää aurinkokennot. Valmistajan eli Minnesotan yliopiston mukaan tekniikka sopisi esimerkiksi sotilaille.

”Tulostimen voi ottaa repusta ja printata sillä anturin tai muun elektroniikan suoraan iholle. Tulostin olisi kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, sanoo Minnesotan yliopiston apulaisprofessori Michael McAlpinen PhysOrg-verkkojulkaisussa.

Menetelmän julkaisi Advanced Materials -lehti. Yliopiston video näyttää, kuinka elektroniikka tulostuu iholle.

"Tämän voi tehdä kannettavalla ja kevyellä tulostimella, joka maksaa alle 400 dollaria (330 euroa)”, sanoo McAlpinen.

Tulostin mukautuu käden pieniin liikkeisiin konenäön avulla.

”Vaikka yrittäisi kuinka pitää kättä paikallaan, käsi liikkuu hieman. Kädet ovat muutenkin erilaisia”, sanoo McAlpinen.

Konenäkö seuraa käden liikkeitä pienten merkkipisteiden avulla. Tulostukseen laite käyttää mustetta, joka on valmistettu hopeahiutaleista. Se kovettuu huoneenlämmössä. Yleensä 3d-tulosteet täytyy kovettaa korkeissa lämpötiloissa.

Kun haluaa tulosteen pois kädestään, voi sen irrottaa pinseteillä tai huuhtoa pois vedellä.

Arkielämässä iholle printattavalla biotulosteella voisi hoitaa haavaa. Tutkijat ovat jo kokeilleet haavan hoitoa hiirillä.

Myös ihonsiirto voisi onnistua. Joskus iholle ehkä tulostuu ”biomustetta”. Musteessa on uusia ihosoluja, jotka korvaavat sairaan ihon.

Tietoisuus ei ole vakaa tila vaan vaihtelee alati. Se tarjoaa tilaisuuksia oudoille aistimuksille. Kuva: iStock

Muinaisen kalliotaiteen kuvajaiset tuotti muuntunut tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Kalliotaidetta tehtiin kaikilla asutuilla mantereilla kymmeniätuhansia vuosia. Suomestakin sitä tunnetaan yli viidentuhannen vuoden takaa.

Jos olet joskus katsellut kuvia näistä maalauksista tai uurroksista, olet varmaan pannut merkille, kuinka samankaltaisia ne ovat maailman eri puolilla.

Kaikkialla kiveen on laadittu ristikoita, siksakkeja, aaltoviivoja, täpliä, kaaria ja spiraaleja. Yhtä lailla yleismaailmallisia ovat eläimet, ja joka puolella on kuvattu paljon myös ihmisiä.

Ihmisissä huomiota kiinnittää yhtäläinen kahtalaisuus. Osa toimittaa selvästi arkisia askareita, osa kokee jotain yliluonnollista. Heillä saattaa olla linnun pää, peuran sarvet tai leijonan häntä.

Menneisyytemme tutkijoilla on selitys samankaltaisuuteen. Se löytyy aivoistamme.

Tietoisuus on universaali

Tietoisuuden syvintä olemusta etsitään yhä, mutta yksi asia näyttää selvältä: aivomme tuottavat kaikille yhteistä tajunnan sisältöä.

Esihistoriallista ihmismieltä tutkiva Steven Mithen laskee, että universaali tietoisuus syntyi noin 50 000–60 000 vuotta sitten, samoihin aikoihin, kun meidän nykyisten ihmisten esivanhemmat purkautuivat Afrikasta maailmalle. Silloin aivorakenteissa tapahtui muutoksia, jotka mahdollistivat uudet kollektiiviset innovaatiot.

Kalliotaiteessa tämä näkyy aiheiden samanlaisuutena.

Yhteiset sisällöt syntyvät muuntuneessa tietoisuuden tilassa, jossa aivot tuottavat kuvia ihan itsestään, ilman visuaalisia ärsykkeitä. Tutkijat kutsuvat sisäsyntyisiä aistimuksia entoptisiksi kuviksi, mutta he eivät osaa vielä sanoa, miten aivot niitä tarkkaan ottaen tekevät. Se tiedetään, että havainnot etenevät vaiheissa abstrakteista kuvioista hallusinaatioihin ja että aivot ovat mukana laajalti.

Kuka vain voi kokea

Myös se on käynyt tutkimuksissa ilmi, että entoptisia havaintoja voi syntyä kenen tahansa päässä.

Tilaisuuksia tarjoaa tietoisuuden häilyvyys. Tajuntamme ei näet ole vakaa vaan vaihtelee tilasta toiseen. Erityisen altis harha-aistimuksille tietoisuus on silloin, kun se on kääntynyt sisäänpäin, itseen.

Entisaikain samaanit näkivät oman kulttuurinsa pyhiä ja pahoja, me voimme nähdä enkelin, kuolleen omaisen tai hirviön. Yhdysvaltalaistutkimuksen mukaan yliluonnolliset aistimukset ovat yleisiä. Sellaisen on kokenut joka toinen maailman ihminen.

 

Lue lisää

Huhtikuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa kalliotaidetta tutkiva psykologi Mauno Niskanen valaisee universaalin tietoisuuden ja entoptisten aistimusten syntyä.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun.

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä.