Madagaskarin harvinaisuuksiin kuuluva <i>Uroplatus fimbriatus</i> -gekko. Kuva: Piotr Naskrecki
Madagaskarin harvinaisuuksiin kuuluva Uroplatus fimbriatus -gekko. Kuva: Piotr Naskrecki

Saaren ainutlaatuisen eliöstön suojelualueet suunniteltiin Atte Moilasen laatiman Zonation-ohjelman avulla.

Eliöstöltään ainutlaatuinen Madagaskarin saari on saanut uuden suojelusuunnitelman, joka rauhoittaa paljon sirpaleisia alueita sen sijaan että suojeltaisiin perinteiseen tapaan suuria yhtenäisiä metsäalueita. Tavoitteena on rauhoittaa Madagaskarin eliöstön kannalta optimaaliset kohteet, kun suojeltua aluetta laajennetaan kymmeneen prosenttiin saaren pinta-alasta.

Suunnitelman tekivät yhdysvaltalaisen UC Berkeleyn yliopiston tutkijat suomalaisen Zonation-ohjelmiston avulla. Sen on kehittänyt akatemiatutkija Atte Moilanen Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitokselta. Ohjelmisto ottaa huomioon eri lajien elinympäristövaatimukset, populaatioiden kytkeytyvyyden ja sen vaikutuksen lajien säilymiseen. Tarvittaessa sovellus huomioi myös maa-alueiden hinnan.

Madagaskarin suunnitelman ohjelmisto laski alle neliökilometrin tarkkuudella. Kyseessä on toistaiseksi laajin koskaan tehty lajien alueellisen jakautumisen huomioiva hanke. Suomessa työn alla on sovellus pohjoisten metsien ekologisesti perusteltuun suojeluun, joka sallisi myös metsien hyötykäytön.

Madagaskar-suunnitelman julkaisee tänään
Science-lehti
kansijuttunaan.

Kehittyvät miniaivot auttavat tutkimaan aivojen sairauksia ja niiden hoitoja.

Ihmisen ihosoluista voidaan valmistaa miniaivoja, joissa on pari miljoonaa elävää ja toimivaa hermosolua. Nyt sellaiset on istutettu osaksi hiiren aivoja.

Ihmisen hermosolujen esiasteita on aiemmin siirretty kehittyviin hiiriin, joiden aivoissa ne ovat kypsyneet toimiviksi. Kokonaista miniaivoa ei ole ennen onnistuttu hiireen istuttamaan niin, että se todella sulautuisi osaksi hiiren hermostoa.

Yhdysvaltalaisen Salk-instituutin tutkijat raportoivat kokeestaan Nature Biotechnology -lehdessä.

Kantasolututkija, professori Fred Gagen ryhmä kasvatti ensin miniaivoja laboratoriossa puolitoista kuukautta, minkä jälkeen muutaman millimetrin kudospallukka siirrettiin hiiren aivokuoreen tehtyyn onkaloon. Miniaivo istutettiin aivokuoressa alueelle, joka säätelee tilan hahmottamista ja liikettä.

Nämä miniaivot eivät olleet täysin kehittyneitä vaan kehitysvaiheessa olevista hermosoluista koostuvia kudosklimppejä. Hiirten immuunijärjestelmää oli peukaloitu niin, ettei se hyökkäisi ihmiskudosta vastaan.

Koe oli häkellyttävä menestys. Viiden päivän kuluttua tutkijat huomasivat, että istutettuun kudokseen oli alkanut kasvaa verisuonia. Parin viikon päästä suonisto läpäisi jo koko kudoksen.

Eräitä biomarkkereita tarkkailemalla havaittiin, että miniaivoissa olevat hermosolujen esiasteet alkoivat kehittyä aivosoluiksi ja muodostaa yhteyksiä, synapseja. Kolmen kuukauden päästä miniaivoista oli versonut viejähaarakkeita eli aksoneita syvälle hiiren aivoihin.

Tutkijat pystyivät ennennäkemättömän tarkasti seuraamaan, miten sähkö kulki elävän hiiren aivoissa sen oman kudoksen ja ihmiskudoksen välillä. Fluoresoivan eli hohtavan väriaineen avulla ryhmä näki, miten verisuonet muodostuivat siirrettyyn kudokseen.

Nyt on siis luotu hiiriä, joiden aivoissa pieni osa on ihmistä. Hiiren kannalta se ei merkitse juuri mitään. Ihmisen aivosolut ovat tehokkaampia tiedonvälittäjiä kuin hiiren omat, mutta ne eivät kuitenkaan tee hiirestä älykkäämpää.

Onnistuminen avaa mahdollisuuksia sille, että laboratoriossa voitaisiin saada verisuonia kasvamaan miniaivoihin ja luoda niistä yhä monimutkaisempia.

Dosentti, kantasolututkija Kirmo Wartiovaara Helsingin yliopistosta pitää tutkimusta uraauurtavana.

”On aivan huippuluokan saavutus, että elävästä hiirestä pystyy näkemään, miten hiiren ja ihmisen solut keskustelevat keskenään sähköllä. Kyllä maailma on nyt taas pikkuisen parempi paikka.”

Konkreettinen hyöty miniaivoista voi tulevaisuudessa olla ihmisen varaosina. Tutkijat toivovat, että joskus olisi mahdollista rakentaa aivovammapotilaille korvaavaa kudosta.

Vahvalla on myös älliä. Kuva: Santeri Viinamäki / Wikimedia Commons
Vahvalla on myös älliä. Kuva: Santeri Viinamäki / Wikimedia Commons

Vahvemmat koehenkilöt pärjäsivät paremmin reaktionopeutta, loogista päättelyä ja muistia mittaavissa testeissä.

Liikunta hyödyttää aivoja, se on osoitettu useissa tutkimuksissa.

Nyt monikansallinen tutkijaryhmä on havainnut, että puristusvoima on yhteydessä aivojen terveyteen sekä ikääntyneillä että nuoremmilla ihmisillä. Paremmat näppivoimat omaavat henkilöt suoriutuivat keskimäärin paremmin erilaisissa muistia ja loogista päättelyä mittaavissa testeissä, osoittaa Schizophrenia Bulletin -lehdessä julkaistu tutkimus.

Muun muassa Manchesterin yliopistossa ja Ruotsin Karoliinisessa instituutissa työskentelevät tutkijat keräsivät Britannian biopankista tiedot 475 000 ihmisestä. Tutkittavina oli myös 1 100 skitsofreniaa sairastavaa ihmistä, sillä tutkijoita kiinnosti, voisiko voimaharjoittelusta olla apua sairauden hoidossa.

Siihen tämä tutkimus ei vielä vastaa, mutta ylipäänsä tutkimuksessa löydettiin vahva tilastollinen yhteys puristusvoiman ja aivojen toiminnan välillä.

Tutkijoilla oli käytössään tieto koehenkilöiden pärjäämisestä erilaisissa muistia ja ajattelua mittaavissa testeissä. Vahvemmat lihakset ennustivat hyvää suoriutumista kaikissa näissä – muun muassa reaktionopeutta, loogista päättelyä ja muistia mittaavissa testeissä.

Aiemmissa tutkimuksissa tällainen yhteys on löydetty ainoastaan yli 55-vuotiailta, mutta tutkijat havaitsivat nyt saman pätevän nuorempiinkin.

Tutkimuksessa huomioitiin tuloksiin mahdollisesti vaikuttavat muut tekijät, kuten ikä, sukupuoli, paino ja koulutustaso. Mikäli jotain vielä piilossa olevaa selittävää tekijää ei ole, näyttää siltä, että lihasvoimalla ja aivojen terveydellä on selvä yhteys.

Sinänsä tulos ei yllätä. Tiedetään hyvin, että säännöllinen harjoittelu virkistää aivoja. Aiemmissa tutkimuksissa on esimerkiksi havaittu, että aerobinen liikunta tehostaa hippokampuksen toimintaa ja tätä kautta kielellistä muistia ja oppimista.

Hiljattain havaittiin myös, että maksimaalinen hapenottokyky ennustaa hieman parempaa valkean aineen rakennetta aivoissa sekä terveillä että orastavasta muistisairaudesta kärsivillä ihmisillä.

Uuden tutkimuksen perusteella ei voi vielä varmasti sanoa, että lihasharjottelu parantaisi henkisiä kykyjä, mutta tilastollinen yhteys on olemassa.

”Tarvitaan lisätutkimusta jotta näkisimme, voiko lihaksia vahvistavalla painoharjoittelulla todella tehdä myös aivoistamme terveemmät”, huomauttaa liikuntaan ja mielenterveyteen erikoistunut tutkijatohtori Joseph Firth Manchesterin yliopistosta tiedotteessa.

Erityisesti ryhmä haluaisi selvittää, olisiko lihastreenistä avuksi mielenterveysongelmiin.

”Tutkimuksemme osoittaa, että lihasvoima on yhteydessä aivojen toimintaan myös ihmisillä, jotka kärsivät skitsofreniasta, vakavasta masennuksesta ja kaksisuuntaisesta mielialahäiriöstä. Kaikki nämä häiritsevät aivojen normaalia toimintaa ja on hyvin mahdollista, että lihasharjoittelu voisi parantaa sekä näiden henkilöiden fyysistä että henkistä kuntoa”, Firth sanoo.