Kuva: Feng Zhang, Steve Dixon ja Karl Deisseroth
Kuva: Feng Zhang, Steve Dixon ja Karl Deisseroth

Sykkivä keltainen valo voi sammuttaa liian vilkkaat hermosolut.

Diskovalojen kiihkeästä sykkeestä on pitkä matka Utahin suolajärvien hiljaisuuteen, mutta tutkijat ovat yhdistäneet nämä kaksi asiaa laboratoriossa toisiinsa. Kun suolajärvillä elävän Natronomas pharaonis-bakteerin geeni siirretään hermosoluihin ja niille vilkutetaan sykkivää keltaista valoa, hermosolujen aktiivisuus vaimenee. Tutkijat uskovat, että menetelmästä voi olla tulevaisuudessa apua epilepsian ja Parkinsonin taudin kaltaisiin sairauksiin, joissa hermosolut toimivat liian aktiivisesti.

Menetelmän juju piilee halorodopsiini-geenin koodaamassa proteiinissa, jonka avulla bakteeri tuottaa tarvitsemansa energian. Geeni aktivoituu valon vaikutuksesta, mikä puolestaan aktivoi solun kloridipumpun.

MIT:in medialaboratorion tutkijat havaitsivat, että kun kloridipumppu alkoi toimia ja soluun virtasi kloridi-ioneja, hermosolujen jännite laski ja niiden toiminta vaimeni. Näin tutkijat kykenivät säätelemään hermosolujen aktiivisuutta yksinkertaisesti altistamalla ne keltaiselle valolle.

Tätä nykyä epileptikoiden yliaktiivisia hermosoluja hillitään muun muassa sähköllä. Potilaiden aivoihin asennetaan pienet elektrodit, jotka antavat tasaisin väliajoin hermosoluille sähköiskun. Sähköshokki "nollaa" ylikierroksilla käyvät hermosolut ja vähentää kohtauksien todennäköisyyttä.

Tutkimusta johtaneen apulaisprofessori Edward Boyden sanoo MIT:in tiedotteessa, että tulevaisuudessa aivoihin voitaneen asentaa optisia elektrodeja, jotka tekisivät saman asian vilkuttamalla valoa.

Hermosolujen valo-ohjauksen parissa työskentelevät myös Stanfordin ja lontoolaisen University Collegen tutkijat. He ovat niin ikään onnistuneet säätelemään
nisäkkään hermosolujen toimintaa valon aallonpituutta muuttelemalla, raportoi Nature-lehti tänään.

Irlantilaisia punnitsemassa perunoita Corkissa 1800-luvun alussa. Peruna oli keskeinen ravinto suurelle osalle Irlannin väestöä 1800-luvulla. Piirros on teoksesta The Irish World. Kuva: Sampson Towgood Roch
Irlantilaisia punnitsemassa perunoita Corkissa 1800-luvun alussa. Peruna oli keskeinen ravinto suurelle osalle Irlannin väestöä 1800-luvulla. Piirros on teoksesta The Irish World. Kuva: Sampson Towgood Roch

Ruokakasvi alkoi yleistyä Euroopassa 1700-luvulla, ja samoihin aikoihin yhteenotot vähenivät.

Espanjalaiset valloittajat toivat perunan Eurooppaan 1500-luvun puolivälissä Etelä-Amerikasta. Mukulakasvi osoittautui rauhan rakentajaksi, paljastaa uusi tutkimus.

Perunan ansiosta Euroopassa sodittiin aiempaa vähemmän, väittävät amerikkalaiset taloustieteilijät. He tarkastelivat tutkimuksessaan erilaisia konflikteja Euroopassa ja lähialueilla. Havainto oli se, että perunanviljelyn yleistyminen näytti vähentävän sotimista ja kapinoita Euroopassa 1700-luvulta alkaen.

Tutkijat kokosivat tietokannan kaikista taisteluista, talonpoikaiskapinoista ja muista väkivaltaisuuksista vuosina 1400–1900, joissa kuoli vähintään 32 ihmistä.

Euroopan lisäksi he ottivat mukaan myös Lähi-idän ja Pohjois-Afrikan alueen konfliktit. Kaikkiaan tutkijat tarkastelivat lähes 2 500 taistelua ja väkivaltaista selkkausta.

Perunanviljely alkoi yleistyä 1700-luvulla. Samoihin aikoihin myös väkivalta väheni niillä alueilla, joilla perunaa kyettiin viljelemään.

Tutkimus ei voi osoittaa syy-seuraussuhdetta, mutta tilastollinen yhteys perunanviljelyllä ja konfliktien vähenemisellä on.

Tutkijat löytävät ilmiölle kaksi selitystä. Ensinnäkin peruna tehosti viljelyä niin, että pienempi maapläntti tuotti ruokaa aiempaa useammalle ihmiselle. Kun tuottavuus kasvoi, viljelysmaan takia ei kannattanut sotia.

Toisaalta maanviljelijöiden ahdinko helpottui. Peruna on energiapitoinen ja melko säänkestävä kasvi, joka tuottaa luotettavasti satoa.

Köyhät viljelijät tienasivat enemmän, mikä toi myös valtion kassaan lisää verotuloja. Peruna elätti kasvavaa väestöä ravintoa kylminä ja kuivina aikoina.

Tutkijat Murat Iyigun, Nathan Nunn ja Nancy Qian ovat taloustieteen professoreita Stanfordin, Harvardin ja Chicagon Northwestern-yliopistoista. He ovat aiemminkin tutkineet ilmaston ja viljelyskasvien vaikutuksia konflikteihin ja rauhattomuuksiin.

”Ilmaston vaihtelu, esimerkiksi ankarat talvet, ovat usein johtaneet levottomuuksiin. Ihmiset ovat joutuneet taistelemaan selvitäkseen”, sanoo professori Murat Iyigun tiedotteessa.

Iyigun huomauttaa, että näin on yhä asian laita erittäin köyhissä ja maanviljelyksestä riippuvaisissa maissa.

”Ruoantuotannon vakauttaminen on edellytys rauhalle. Nämä ovat aivan perusasioita”, Iyigun sanoo The Wall Street Journal -lehdessä.

Elimistö reagoi henkiseen uhkaan kuin fyysiseen vammaan tai bakteerien hyökkäykseen. Kuva: Intermountain Medical Center

Apea ja toivoton mieli käynnistää aivoissa tulehdusreaktion.

Noin kolmannes masennuspotilaista ei saa lievitystä tavallisista depressiolääkkeistä, jotka säätävät hermovälittäjäaineita. Tulevaisuudessa heille voi löytyä helpotusta tulehduslääkkeistä.

Idean juuret vievät autoimmuunisairauksien, kuten nivelreuman ja psoriaasin, hoitoon. Näissä taudeissa elimistön immuunijärjestelmä kääntyy itseään vastaan ja nostattaa tulehduksen.

Kun autoimmuunisairauksia alettiin hoitaa uudenlaisilla tulehduslääkkeillä, esiin nousi odottamaton sivuvaikutus. Potilaat, jotka kärsivät masennuksesta, kertoivat mielialansa kohentuneen. Vaikka psoriaasi tai reuma ei hävinnyt, masennusoireet lievittyivät.

Immuunireaktion ja mielen kytköksestä todistavat myös kokeet, joissa terveille ihmisille on annettu tulehdusta nostattavaa ainetta. He ovat saaneet sivutuotteena masennusoireita.

Nyttemmin masentuneiden aivoista on löytynyt myös suoraan tulehduksen merkkejä. Ensin kanadalaistutkijat havaitsivat, että aivojen puolustussolut toimivat sitä vilkkaammin, mitä vakavampi masennus on. Äskettäin brittitutkijat huomasivat, että nämä mikrogliasolut ovat erityisen aktiivisia niillä, jotka hautovat itsemurha-ajatuksia.

Ensi vuonna Britanniassa on tarkoitus aloittaa kokeet, joissa testataan tulehduslääkkeiden tehoa masennukseen.

Esivanhempamme hyötyivät

Ihmislajin menneisyydessä masennuksen tapainen apeus on ollut hyödyllinen reaktio. Menetyksen tai muun koettelemuksen kohdattua oli hyvä vetäytyä omiin oloihinsa miettimään, mitä tapahtui ja miten voisi välttää vastaavat ikävyydet tulevaisuudessa.

Väliaikaiseksi tuumaus- ja latautumistauoksi kehittynyt alavire pitkittyy nykyään turhan usein masennukseksi – ja nyt näyttää siltä, että syy – ainakin yksi syy – on tulehdustila.

Tämän otaksuman mukaan elimistön puolustusjärjestelmä ei aktivoidukaan ainoastaan fyysisistä vammoista tai taudinaiheuttajien hyökkäyksistä vaan myös henkisistä uhkista, kuten stressistä ja yksinäisyydestä, jotka ovat nyky-yhteiskuntien vitsauksia.

Psyykkisen stressin ja immuunipuolustuksen yhteys käy järkeen evoluution näkökulmasta. Ammoisissa oloissa stressaavat tilanteet, kuten metsästys tai arvovaltakamppailu, saattoivat johtaa loukkaantumiseen. Siksi evoluutio kenties suosi yksilöitä, jotka virittivät tulehdusreaktion jo etukäteen mahdollisen vaurion varalta.

Ajatuksen puolesta on jo saatu kokeellista näyttöä.

Eräässä tutkimuksessa terveiden koehenkilöiden piti valmistella ja pitää puhe kriittiselle yleisölle. Tilanne nostatti elimistön tyypilliseen taistele tai pakene -tilaan. Syke nousi, ja stressihormoni kortisolin eritys kiihtyi. Reaktio ei yllättänyt, sillä julkinen puhuminen pelottaa monia ihmisiä.

Yllättävämpää oli se, että esiintymisjännitys lisäsi myös tulehdusta edistäviä aineita eli sytokiineja veressä. Elimistö käynnisti siis suojauksen, vaikka ainoa uhka, joka ilmassa leijui, oli omanarvontuntoon kohdistuva uhka.

 

Lue lisää

Joulukuun Tiede-lehdessä on koosteartikkeli, jossa Sanoman tiedetoimitus ennakoi ensi vuoden tieteellisiä puheenaiheita. Tiede-lehden psykologiantoimittaja Mikko Puttosen katsaus masennuksen uusista tulkinnoista ja hoidoista on yksi niistä.

Kiinnostavia uutisia odotetaan myös näistä:

  • Kuka voittaa suuren kuukisan?
  • Pääseekö uudenlainen geeniruoka kauppoihin?
  • Parantaako modulaarinen reaktori ydinvoiman turvallisuutta?
  • Miten lämpeneminen sorkkii säitä?
  • Lunastaako kvanttitietokone lupauksensa?
  • Kulkeutuuko merten muoviroska kaloista ihmiseen?

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa painettu lehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin Digilehdet-palvelussa kirjautumalla tilaajatunnuksillasi alla olevasta artikkelilinkistä.

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