En ny svensk studie viser at innføringen av pc-er i klasserom krever mye av lærerne.

Forskeren Martin Tallvid har fulgt fire videregående skoler fra de ga hver elev sin egen datamaskin.

Resultatene viser at undervisningen gjøres omtrent som før, til tross for mange nye, tekniske muligheter.

– Mange kommuner har trodd at det er nok å dele ut datamaskiner. Tekno-entusiaster og store selskaper har presset på og sagt at det ikke er noen problemer. men min forskning viser at det er vanskelig for lærerne både pedagogisk og teknisk, sier Tallvid til forskning.se.

I en undersøkelse fra 2013 undersøkte den svenske pedagogikk-forskeren Håkon Fleischer svensk og internasjonal forskning om virkningen av å gi alle elever tilgang til pc i skoletiden. Avhandlingen En elev – en dator viser blant annet at læringspotensialet i pc-bruk ikke blir utnyttet når ikke pedagogikken legger føringer på bruken av utstyret.

– Å dele ut pc-er til elevene og fortsette å undervise som man alltid har gjort, det er bortkastede penger. Mine studier viser da at man risikerer at elevenes kunnskaper uthules, sier Fleischer i en pressemelding.

• Les også: Nettstress for skoleelever

Det stemmer godt overens med forskningen til Marte Blikstad-Balas ved Universitetet i Oslo. Som en del av doktogradsavhandlingen sin utstyrte hun fire elever med kamera i 60 timer og observerte på denne måten elevenes bruk av pc i skolen.

– Studien min viste at når det blir opp til eleven selv å bestemme hva teknologien skal brukes til, blir bruken snever og styrt etter personlig preferanse. PCen blir også brukt til mye utenomfaglige aktiviteter, sier forskeren.

Stort potensial

Verken Fleicsher eller Blikstad-Balas ønsker pc-ene vekk fra skolen, men de etterspør en mer reflektert og lærerstyrt bruk.

– Det ligger mange gode muligheter for fornuftig og innovativ pedagogikk i bruk av pc i undervisning. Pc-bruk kan bidra til øke elevdeltagelsen. Bruken av pc-er i skolen er imidlertid lite systematisert og vi ser at det varierer svært mellom skole til skole og til lærer til lærer hvordan pc og IKT blir inkludert i undervisningen, sier den norske forskeren.

• Les også: Kaotisk med ulike pc-er i klasserommet

Hun sier at det finnes gode, enkle eksempler på hvordan lærere kan bruke datamaskiner i undervisningen på en fruktbar måte. En måte kan være å la elevene opprette fagblogger, slik at elevene lettere kan dele arbeidet sitt med andre og få innspill fra både lærere og medelever.

Elever blir faktainnsamlere

Fleischer har også undersøkt hvordan bruken av pc påvirker hvordan elevene løser oppgaver. Han mener å se at når elevene blir overlatt til seg selv å søke kunnskap blir de ofte faktainnsamlere som ikke reflekterer så mye over det de finner ut.

– De får altså mindre trening i å se saker fra andre menneskers perspektiv, sier forskeren.

• Les også: Banale problemer hindrer pc-bruk i skolen

Blikstad-Balas finner lignende resultater i en undersøkelse av elevers bruk Wikipedia. Elevene forteller i denne undersøkelsen at de bruker Wikipedia av pragmatiske grunner, det går fort og det er enkelt. Også her mener Blakstad-Balas at ansvaret ligger hos læreren og pedagogikken:

– Gir man oppgaver som passer godt til faktasvar, og som bare krever at man reproduserer andres kunnskap, er det ikke så rart at elevene velger den kilden som gjør at de kan løse oppgaven på en rask og grei måte, sier hun.

Referanser:

Martin Tallvid, 1:1 i klassrummet – analyser av en pedagogisk praktik i förändring, Göteborgs universitet, doktorgradsavhandling, 2015

Håkan Fleischer, En elev – en dator: kunskapsbildningens kvalitet och villkor i den datoriserade skolan, Högskolan i Jönköping, doktorgradsavhandling, 2013

Marte Blikstad-Balas, Redefining school literacy: prominent literary practices across subjects in upper secondary school, Universitetet i Oslo, doktorgradsavhandling, 2013 (pdf)

Du finner dem i de beste solceller. De er så eitrende hete og proppfulle av energi at de blir ganske ustyrlige. De kalles hete elektroner.

Nå strever forskerne med å temme de hete elektronene. All energien kan komme til nytte, hvis vi bare fanger dem i tide.

Syder av elektroner

Se for deg en solcelle. Glassflaten bader i sollys. Alt ser stille og urørlig ut. Men under glassflaten syder det – av både småflinke og mer ustyrlige elektroner.

• Les også: Slik virker en solcelle

Under glassflaten i solcellen er det silisium. Silisiumet pepres av milliarder på milliarder av lyspartikler fra sola – fotoner. Fotoner er ren energi.

Målet er å gjøre om all energien til strøm. Det er dessverre umulig. Hvorfor?

Ulike farger, ulik energi

Noe av svaret ligger i lyset. Lys kommer i mange farger. Det blå lyset har mer energi enn det grønne. Det grønne har mer energi enn det røde. Det røde har mer energi enn det infrarøde. Og sola har alle disse fargene, og mange fler.

– Ideelt skulle vi gjerne hatt en sol som bare strålte en eneste farge. Da kunne vi laget solceller som passet perfekt til den fargen og den energien, sier Erik Stensrud Marstein til forskning.no.

Marstein er forskningsleder ved Sollaboratoriet på Institutt for energiteknikk. Han forteller at hvis forskerne klarer å temme de hete elektronene, kan solceller bli rundt dobbelt så effektive.

Høydehopperne

Så hva er det som gjør dem så vanskelige å temme? Svaret ligger i elektronene. Akkurat som fotoner har forskjellig energi, så har også elektroner forskjellig energi.

Når lyspartiklene slår inn i solcella, hopper elektronene ut av sine gode baner rundt silisiumatomene. Noen treffes av infrarøde fotoner. De får ikke så mye energi. De hopper bare så vidt høyt nok i energi til at de svermer fritt og kan utnyttes som elektrisk strøm.

Andre treffes av blå eller ultrafiolette stråler. De får mye mer energi og hopper til mye høyere energinivåer. De er de hete elektronene.

• Les også: Et univers av farger

Kolliderer

– Disse elektronene kolliderer først med andre elektroner. Da bytter elektronene energi seg imellom, men den totale energien deres blir ikke mindre. Verre er det når de kort tid etter begynner å kollidere med de tyngre atomkjernene solcellen, forklarer Marstein.

– Da mister de hete elektronene overskuddsenergien sin. Den blir unyttig varme istedenfor strøm. Det skjer på veldig kort tid, en million milliondels sekund.

Samling i sentrum

Men forskere jobber hardt med å temme de hete elektronene. Målet er å fange dem så raskt at de ikke rekker å sløse vekk energien. Isteden skal forskerne tvinge dem til å gjøre nytte for seg.

– Hvis vi kunne lage et materiale der de hete elektronene og de minst energiske elektronene kolliderte med hverandre og vi fikk en slags samling i sentrum om en middels energi, og hvis vi kunne lage en helt spesiell kontakt for å plukke opp akkurat denne energien, hadde vi fått til noe virkelig flott, sier Marstein.

Men lett blir det uansett ikke. Å lage kontakter som fanger bare en bestemt elektronenergi krever nye materialer av nanokrystaller i solcellene.

– Hete elektroner er stadig et interessant forskningstema, understreker Marstein.

• Les også: Dyrker nanotråder for solenergi

Spalter vann til hydrogen

Ved Rice University i Houston, USA prøver forskere å utnytte de hete elektronene på en annen måte.

De vil sette dem i arbeid med å lage hydrogen til brenselceller. Brenselceller lager elektrisk strøm.  Brenselceller kan gi mange ekstra mil til elbiler, sammenlignet med strømmen fra batterier.

Hydrogenet kan lages ved å spalte vann. I vannet er to atomer hydrogen og ett atom oksygen bundet ganske tett. Det kreves mye energi for å rive dem fra hverandre. Her kommer de hete elektronene til nytte.

• Les også: Slik virker en brenselcelle

For å temme dem prøver forskerne å fange de hete elektronene i ørsmå nanopartikler av gull.

Plasmoner ingen adgang

Når fotoner i sollyset treffer disse gullpartiklene, slås de hete elektronene løs. Gullpartiklene blir det som kalles plasmoner. Det er elektroner som svinger fram og tilbake gjennom stoffet med høy energi.

Når elektronene slås løs, etterlater de seg et slags ladningshull. Atomet har minusladning. Hullet får da plussladning.

Hullene som de hete elektronene etterlater seg, suges vekk gjennom et lag av nikkeloksid. Så ender de opp i et bunnlag av aluminium.

De hete negative elektronene i plasmon-gullet prøver å følge etter, lokket av plussladningen i hullene. Men nikkeloksidet stopper dem. Elektronene slipper ikke ned til elektronhullene i aluminiumen.

Hamler opp med dyrere metoder

Forskerne fra Rice University har gjort førsøk med det lagdelte stoffet av nanogull, nikkeloksid og aluminium i et vannbad.

Foreløpig har de bare målt hvor mye strøm de hete elektronene lager, ikke hvor mye hydrogen som kom ut av vannet.

Målingene viser likevel at det ble laget like mye strøm som fra mye mer kompliserte og dyre metoder, ifølge en av forskerne i en nyhetsmelding fra universitetet.

Lenke og referanse:

Rice researchers demo solar water-splitting technology, nyhetsmelding fra Rice University.

Hosseil Robatjazi m.fl.: Direct Plasmon-Driven Photoelectrocatalysis, NanoLetters 5. August 2015, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02453, sammendrag.

Du står i Drøbak og ser utover fjorden. Lystbåter trekker skumstriper over småskavlene.

Så tar du fram mobilen og holder den opp mot vannlinja. På skjermen glir et annet, større skip inn i synsfeltet – en tysk krysser i Admiral Hipper-klassen – Blücher.

Du snur deg mot høyre. Skjermbildet følger med. Nå ser du Oscarsborg. Du er over 65 år tilbake i tida. Svarte røykskyer stiger opp. Kanonene på festningen gir ild.

Det gjør også professor Gunnar Liestøl. Han leder arbeidet med å lage denne og andre apper på Institutt for medier og kommunikasjon ved Universitetet i Oslo.

• Les også: Velg din virkelighet

Humaniora kan skape uttrykk

Men Liestøl fyrer ikke av bredsider. Snarere griper han brannfakkelen som forskning.nos redaktør Nina Kristiansen tente i en kommentar i januar 2012: Hvorfor kan ikke forskere innen humaniora vise til oppsiktsvekkende eller gjennombrytende forskning?

Liestøl brenner for å vise at humaniora er mer enn passiv analyse, mer enn tolkninger og etterpåklokskap. Humaniora kan også brukes aktivt. Humaniora kan også skape uttrykk.

• Les også: Virtuelt besøk i det nye Nasjonalmuseet

Fryser handlingen

Han holder mobilen med appen opp for meg. Noen knappetrykk, og vi zoomer inn på det tyske krigsskipet. Så stanser tiden. Handlingen fryses.

Jeg peker på kanonene og får vite at de har en rekkevidde på 33,5 kilometer – mer enn nok til å treffe Oscarsborg.

Hva har dette med humaniora å gjøre?

App-utvikling med litteraturviter

– Da vi laget denne prototypen, tok vi i bruk teorier av den franske litteraturviteren Gérard Genette, forteller Liestøl.

Genette utviklet en beskrivelse av hvordan fortellinger er bygget opp. Han brukte romanen På sporet av den tapte tid av Marcel Proust til å formulere en rekke fortellergrep.

Genettes teorier var narratologi – verktøy for å analysere hvordan fortellinger er bygget opp.

– Vi snur Genette trill rundt. Vi bruker ikke kategoriene hans til å analysere fortellinger i ettertid. Vi bruker dem som konstruksjonsregler for nye fortellerformer, sier Liestøl.

Fort og sakte film

Ett av begrepene til Genette er varighet. Hvor lang tid går handlingen over og hvor lang tid tar det å beskrive den?

– Mange års utvikling kan skildres på få setninger som leses i løpet av sekunder. Motsatt kan et øyeblikk strekkes ut over en hel roman. Det blir som fort film og sakte film, sier Liestøl.

Dilemma på kino

Dette fortellergrepet utnyttes i Blücher-appen for å løse et vanlig dilemma når kunnskap skal formidles – motsetningen mellom sekvens og aksess.

– Du sitter på kino, og får fortalt en spennende historie. Historien er sekvens. På ett punkt i historien tenker du: Nå skulle jeg gjerne hatt tilgang til mer om det som skjer. Det er aksess, eksemplifiserer Liestøl.

– Du flipper opp mobilen og blar fram Wikipedia. Før du er ferdig med å lese, har du gått glipp av fortsettelsen. Der er motsetningen mellom sekvens og aksess, fortelling og fordyping, fortsetter han.

Alt skjer fort i starten

De første ti minuttene skjer det mye. Blücher beskytes og torpederes. Hvordan skal brukeren rekke å få med seg alt?

Her kommer Genette til hjelp. Skjermbildet som Liestøl holder opp for meg – med nærbildet av Blücher – er det ene ytterpunktet i skalaen mellom langsom film og fort film. Handlingen er frosset.

– Slik kan du få aksess. Du får vite det du vil om Blücher uten å være redd for å miste sekvens, altså det som skjer videre, sier Liestøl.

Dødtid

Det som skjer videre, krever det motsatte grepet fra skalaen til Genette – fort film.

– Skipet driver innover fjorden en time, uten at annet skjer enn slukkeforsøk fra mannskapet, forteller Liestøl.

– Etter denne timen har brannen nådd ammunisjonslageret. Det eksploderer. Igjen går en halvtime, før båten synker, fortsetter han.

Å kalle dette for dødtid er kanskje respektløst for ofrene som fulgte med Blücher ned. På den andre siden – fortellingen vil lide hvis ikke tiden trykkes sammen til et kortere forløp.

Retorikk i nye former

Liestøl er langt fra den første som har snudd teori til handling i humaniora. Tradisjonen er gammel. Den går helt tilbake til antikkens Hellas.

Universalgeniet Aristoteles utviklet retorikken – læren om argumentasjon og overtalelse – over 300 år før vår tidsregning.

To hundre år seinere brukte romeren Cicero retorikken for å forme disse teoriene videre og omsette dem i politikk.

I videste forstand arbeider også Liestøl og kollegene hans med retorikk. Mye har skjedd med disse teoriene siden Ciceros tid.

– I renessansen tas retorikken i bruk av malere, komponister, skulptører og arkitekter, forteller Liestøl.

Den amerikanske filosofen Richard McKeon ville utvikle retorikken slik at den kunne ta i bruk den nye teknologien som vokste fram på nittenhundretallet – radio, fjernsyn, datamaskiner.

– McKeon mente at retorikken utvikler seg hele tiden. Vi tar i bruk retoriske metoder i ny teknologi, og den nye teknologien lærer oss nye retoriske grep. Påvirkningen går begge veier, sier Liestøl.

Video fra SitsimLab demonstrerer hvordan appen fra Forum Romanum virker.

Forum Romanum

Denne prosessen er han og kollegene i forskergruppa SitsimLab midt oppe i. Blücherappen er bare en av flere lignende apper de har laget. Flere av dem kan lastes ned både for Apples mobiler med iOS og Android-telefoner.

En app lar deg gå rundt i Forum Romanum i Roma og se hvordan bygningene stod fram i all sin prakt for rundt 2000 år siden.

• Les også: Den usynlige byen blir synlig

Vindu mot fortida

En annen er et vindu mot fortida til Phalasarna, en gammel gresk havneby på nordvestkysten av Kreta. Her kan du vandre mellom ruiner og oppleve havnen 330 år før vår tidsregning.

Du ser skip som vugger på vannet der det nå er tørt land. Du ser festningsverk som skulle beskytte mot Aleksander den store.

Videoen fra SitsimLab viser appen fra den gamle havnebyen Phalasarna på Kreta.

– Appene er blant annet utviklet med et verktøy som kalles Unity. Phalasarna-appen er nå finalist i Unity Awards, en stor internasjonal konkurranse. Vinneren kåres 22. september, forteller Liestøl.

– Dette er humanistisk informerte eksperimenter med media. Appene er resultater av innovasjon fra et humanistisk utgangspunkt, fortsetter han.

– Vi ønsker å samle tilsvarende krefter innen humaniora til slikt utviklingsarbeid. Dette er muligheter som hittil er dårlig utnyttet i humanistisk forskning, sier Liestøl.

Lenke:

SitsimLab

Hvordan er det å bo i et hus som lager sin egen energi og ikke fører til utslipp av CO2?

Svaret har du mulighet til å få hvis du melder deg til forsøkene så snart som mulig. Men du må være villig til å flytte til Trondheim, i alle fall for de 25 dagene hvert opphold varer.

1. oktober står nemlig eksperimenthuset ZEB Living Lab klart til innflytting på NTNUs område på Gløshaugen. Huset er bygget av The Research Centre for Zero Emission Buildings – ZEB ved NTNU og SINTEF.

Unge og eldre

­– Vi søker seks grupper, hver på mellom to og fire mennesker uten hund som skal bo i huset sammen. Grupper på to behøver ikke å være samboere, sier Ruth Woods til forskning.no.

Woods er en av forskerne ved ZEB, tilknyttet NTNU og SINTEF, som skal finne ut hvordan folk opplever å bo i et slikt hus. Derfor vil hun ha forskjellige slags folk, unge og eldre, tilpasningsdyktige og vanemennesker.

De som tar utfordringen, vil bo med stil. Huset er i tre, og møblene er innebygget og tilpasset interiøret. Hvitevarer finnes i huset.

– Du trenger bare å ta med PC og annet du trenger for din personlige livsstil, sier Woods.

Perfekt inneklima

En boligannonse for ZEB Living Lab kunne lyde omtrent slik:

Fra en rullestolvennlig rampe kommer du opp på den sydvendte terrassen. En romslig entré åpner mot hundre kvadratmeter boligareal, en gjennomgående stue med vinduer mot syd og nord og tilstøtende kjøkken.

Fra nordfløyen av stuen kommer du videre til to soverom og bad med toalett. Den nyeste og mest avanserte teknologi sørger for et perfekt inneklima.

Så langt boligannonsen. Hva betyr dette med avansert teknologi?

Bruker helst hyllevare

Solceller, solfanger, varmepumpe og en vrimmel av måleinstrumenter skal sørge for at huset leverer nok fornybar energi til eget forbruk.

Siden dette er et forsøkshus, inneholder det mange flere måleinstrumenter enn i en vanlig bolig.

Lysmålere, temperaturmålere, vindmålere og trykkmålere skal hjelpe forskerne å finne de beste løsningene for oppvarming og ventilasjon.

Konstruktørene har likevel prøvd å unngå kostbart spesialutstyr. De bruker helst samme typer instrumenter som kan brukes i en tilsvarende bolig for vanlig bruk.

Stålkontroll på strømmen

På de to skråtakene ligger solcellene som leverer elektrisk strøm. Strømforbruket måles for hver enkelt ledningskurs og for felles utstyr som ventilasjonsvifter og pumper. Her skal energien måles i detalj, fra kilowattime til kilowattime.

Skulle solcellene gi for lite strøm, kan huset hente mer fra strømnettet. På den andre siden: Hvis solcellene gir for mye strøm, kan overskuddet leveres tilbake til nettet.

Her er ingen elektriske ovner. Den eneste elektriske oppvarmingen i huset er til hvitevarene: komfyr og oppvaskmaskin på kjøkkenet og vaskemaskin og tørketrommel på badet.

Dessuten kan varmtvannstanken varmes elektrisk når behovet er størst, men ikke normalt.

Lagrer varme i vanntank

Denne varmtvannstanken gir ikke bare deilige dusjer. Varmtvannstanken er et varmelager for hele bygningen.

Den leverer vannbåren varme til gulv i alle rom, til radiator i stua og til oppvarming av ventilasjonslufta.

Varme fra sol og jord

Varmen til varmtvannstanken hentes dels fra sola, dels fra jorda. Sola varmer opp frostvæske som sirkulerer i rør på sydveggen. Frostvæsken avgir denne solvarmen videre til varmtvannstanken.

Varme fra jorda hentes opp med en varmepumpe. Jorda under huset fungerer nemlig også som et varmelager.

Om sommeren varmes jorda opp. Varmepumpa sender varme fra huset gjennom rør med væske ned i bakken.

Om vinteren går prosessen i revers. Den lagrede sommervarmen hentes da opp igjen av varmepumpa og varmer opp vannet i varmtvannstanken.

Denne videoen fra forskning.no viser hvordan en varmepumpe og et varmelager i bakken kan gi energi til hus:

Huset med de mange målere

Hvis huset skal være selvforsynt med energi, gjelder det å ikke sløse med varmen. Det sørger huset selv for.

Det er godt isolert, har minimalt med luftlekkasjer og reguleres automatisk med informasjon fra de mange måleinstrumentene.

Varmestrømmene i rørene inn og ut av varmtvannstanken holdes styr på. Temperaturen måles i alle rom, noen steder i fem forskjellige høyder.

Temperaturen måles også utvendig på sydsiden og nordsiden av huset og på solcellepanelene på taket.

Varmelager i taket

I taket sitter også et varmelager. Det er laget av et materiale som kalles PCM – Phase Change Materials eller faseforandringsmaterialer.

På varme dager går varmen inn i PCM-materialet. PCM tar opp varmeenergien ved å smelte fra fast til flytende form – en faseforandring – uten å bli varmere.

Slik kan store mengder energi lagres i PCM-materialet. Når været blir kaldere, og huset trenger oppvarming, størkner PCM tilbake til fast stoff. Da avgir PCM varmen igjen.

Kald luft inn – varm luft inne – kald luft ut

Ventilasjonssystemet er et kapittel for seg. Normalt brukes det som kalles balansert ventilasjon med en varmegjenvinner.

Det betyr at kald luft utenfra varmes opp når den kommer inn og avkjøles før den går ut igjen. Slik mister huset minst mulig varme gjennom ventilasjonen.

Ventilasjonsluften kan også varmes opp ved hjelp av varmepumpen, strøm fra solcellene eller nettet hvis det er nødvendig.

Selvåpnende vindu

Noen ganger er det varmt nok utenfor til at det går an å åpne vinduene. Det vil si: Vinduene åpner seg selv.

Også dette blir automatisk styrt. CO2-nivået fra ånden til beboerne måles. Hvis nivået blir for høyt, og det ikke er for kaldt ute, åpnes vinduene med elektriske motorer.

• Les også: Klimanøytral bydel

Selvstyrt hus

Slik automatikk kan bli uvant for beboerne. Vil de like at huset styrer seg selv på denne måten?

– Noen liker å sove med åpent vindu. Andre er vant til peis. Vi vil intervjue folk før og etter oppholdet og finne ut hva oppholdet har gjort med vaner og holdninger, sier Ruth Woods.

Lenker og referanse:

Vil du bo i et laboratorium? Nettside fra SINTEF med praktisk informasjon for de som vil søke om å bruke huset.

Luca Finocchiaro m.fl.: The ZEB Living Lab: a multi-purpose experimental facility, Gent Expert Meeting, April 14-16th 2014, Ghent University – Belgium, nettside med lenke til pdf av studie og powerpoint-lysbilder.

The Research Centre for Zero Emission Buildings – nettsider på engelsk.

ZEB-konferansen I Trondheim, 16. September 2015.

Det gir høy status å reise mye og langt. Mange misunner forretningsfolk som stadig er på farten til andre verdensdeler. Feriebilder får mange likes på sosiale medier.

Denne glamoriseringen av reising gir et skjevt fokus, mener britiske og svenske forskere. Og da sikter de ikke til de miljømessige konsekvensene. 

Reising kan ha store personlige skadevirkninger som blir oversett og ignorert, ifølge studien som nylig ble publisert i tidsskriftet Environment and Planning.

Fysiske, psykiske og sosiale kostnader

Stefan Gössling, professor ved Universitetet i Lund og Linnaeus Universitet i Sverige, har gjennomgått tidligere forskning på konsekvenser av reising sammen med Scott A. Cohen ved britiske University of Surrey.

Reising definerer stadig mer av vår sosiale identitet. Vi må reise for å skaffe oss sosial kapital. Dette overskygger de mørkere sidene ved å reise mye, innleder forskerne i studien. 

– Hyppige reiser har negative konsekvenser både fysiologisk, psykologisk, følelsesmessig og sosialt, påpeker Gössling.

Han er professor i bærekraftig reiseliv og er også tilknyttet Vestlandsforskning i Norge.

Men foreleser Tor Geir Kvinen ved Handelshøyskolen BI er kritisk til studien og mener den er ubalansert.

Opplevelser gir varige minner

– Folk bruker stadig mer tid og penger på opplevelser, og noe av årsaken er nok at det gir varige minner. Lykkeforskning har jo også vist at opplevelser gjør oss lykkeligere enn å kjøpe materielle ting, innvender Kvinen overfor forskning. no.

Flere studier har vist at vi blir lykkeligere av å kjøpe feriereiser og andre opplevelser.

Kvinen forsker på opplevelsesøkonomi og har har jobbet 15 år som høyskolelektor ved Handelshøyskolen BI. Nå er han doktorgradstipendiat ved Aalborg Universitet i Danmark.

Han synes det er bra at forskere lager kritiske studier som setter søkelys på positive effekter av reising, som motvekt til nye livsstiler.

– Men det virker som forskerne har laget en hypotese som er negativ til mye reising, og så funnet studier som bekrefter dette. Jeg synes studien mangler en balansert tilnærming, fordi den stigmatiserer reising uten å ta med noen av de positive effektene, sier han.

Svekker immunforsvar og hukommelse

I den nye samlestudien til Gössling og Cohen trekker de fram en rekke tidligere resultater som viser reisingens negative sider. Blant annet forstyrrer jetlag kroppens døgnrytme og kan føre til tretthet, vansker med å sovne og problemer med fordøyelsen.

• Les også: Medisin mot jetlag

Mye jetlag kan også påvirke gener knyttet til aldring og immunforsvar og øke risikoen for hjerneslag eller hjerteinfarkt.

Kronisk jetlag kan også påvirke konsentrasjon og tenkeevne og gi svekket hukommelse.

Dette er påvist i en studie av kabinansatte som omtales i den nye samlestudien.

Blodpropp og stråling

Flytrafikken øker også risikoen for blodpropp i bena til passasjerene. De utsettes i tillegg for bakterier fra medpassasjerer, skriver Cohen og Gössling.

• Les også: Strømper beskytter mot blodpropp

De som flyr langt og ofte er også utsatt for store mengder stråling. En studie som trekkes fram viser at kommersielle flygere er mer eksponert for dette enn arbeidere ved atomkraftverk.

Forretningsfolk som reiser mye har også færre muligheter til å spise sunt. Mens de er underveis spiser de mer usunt enn når de er hjemme, på grunn av liten tilgang på sunn mat på flyplassene.

Stress og tretthet

Reising har også psykologisk og følelsesmessig påvirkning på oss, skriver de to forskerne. Det kan være stressende å forberede ordninger hjemme før man reiser. Forretningsreiser fører heller ikke til redusert arbeidsmengde, og arbeidoppgaver kan hope seg opp mens du er borte.

Flyforsinkelser kan gi tidspress, og det kan være stressende å finne frem i nye miljøer og kulturer.

Går ut over familien

Forhold til familie og venner kan også bli skadet av overdreven reising.

En studie som omtales i samlestudien viser at barns atferd kan bli forverret når en av foreldene er borte i lange perioder på forretningsreiser.

Annen forskning viser at hyppige turer kan skape ubalanse i hvem som tar husarbeid og barnepass. Siden menn utgjør flertallet av forretningsreisende, skaper fraværet flere byrder for kvinner.

Og på toppen av det hele bruker mennene mye tid til avslapping og tid med familien, når de endelig er hjemme mellom reisene. Mye fravær kan dermed svekke vennskap og andre sosiale nettverk, skriver forskerne i samlestudien.

Vet ikke hvor grensen går

–  Hvor mye må man reise før de negative konsekvensene oppstår?

–  Det vet vi ikke helt, men de fleste studiene som finnes, gjelder de som reiser mye gjennom jobben. De færreste reiser mer enn en gang i måned i fritiden, sier Stefan Gössling til forskning.no.

Han er nå i ferd med å undersøke nettopp hvor mye man kan reise før det utløser helseskadelige effekter og sosiale problemer, forteller han. 

– Vi har et samabeid med et medisinsk institutt for å undersøke nettopp dette, sier han.

Ser ikke positive effekter

 – Dere har ikke sett etter positive effekter av det å reise mye?

 – Jeg kan ikke se hvilke positive effekter det skulle være. Mener du for eksempel økt selvbevissthet, erfaring fra andre kulturer? spør Gössling, og svarer:

– Så vidt jeg kan se finnes det bare påstander om at disse effektene finnes, men ingen spesifikk forskning som viser en slik sammenheng. Det er også vanskelig å måle slike effekter, påpeker han. 

Det vi kan diskutere er den økte sosiale kapitalen man kan få av å reise. Men her bør man være bevisst på at den medaljen har to sider, om du skal få økt sosial kapital av å reise må noen andre få en lavere status, sier Gössling til forskning.no. 

Negative effekter kan spre seg

Hittil har bare en liten elite reist mye. De har høy inntekt, bor bra og reiser langt. Bare tre prosent av svenske innbyggere foretar en fjerdedel av svenskers totale mengde av internasjonale turer.

Bare fem prosent av Frankrikes befolkning sto for halvparten av samlet distanse for alle franske innbyggere.

Men siden hyppig reising nå blir stadig mer vanlig, kan de negative effektene begynne å spre seg til større deler av befolkningen, frykter forskerne.

Det glamorøse fokuset på mye reisevirksomhet er en barriere mot å endre adferd, mener de.

Gössling håper fokus på forskning som påviser reisingens negative konsekvenser vil endre holdninger og føre til at mange reiser mindre. 

Kilde: 

S. Cohen, S.Gössling: A darker side of hypermobility. Environment and Planning. 2015, volume 47. doi:10.1177/0308518X15597124

Scenen er en klisjé: Sjøfolk i en livbåt på andre uka, med bare noen skvetter skittent vann å drikke i bunnen av vanntanken.

I det siste er fiksjonen også blitt grusom virkelighet for tusener av båtflyktninger.

Problemet kan forstørres til global målestokk: Kontinentene er livbåter på verdenshavene. Ferskvannet er i ferd med å ta slutt. I alle fall det rene ferskvannet.

• Les også: Vannmangel verre enn antatt

Drikkevann blir forurenset. Bakken pumpes tom for grunnvann. Regnet uteblir. Vannmangel er i ferd med å bli ett av menneskehetens store problemer.

Men hvorfor kunne ikke sjøfolkene i fortellingen stikke hodet over ripa og slurpe i seg havvann?

Salt i blodet

Havvann er om lag fire ganger saltere enn vannet inni kroppen. Drikker du saltvann, så vil denne sterke saltblandingen trekke vann ut av cellene. De tørker ut. Hvorfor skjer dette?

Hvis du drikker saltvann, blir blodet på utsiden av celleveggen saltere enn væsken inni cellene.

Celleveggen er som et slags tynt filter – en membran. Denne membranen kan slippe gjennom vann, men ikke salt.

Cellene tørker ut

Fysikkens lover sier da: Vannet vil presse seg fra innsiden av cellene og ut gjennom celleveggen for å tynne ut den sterkere saltblandingen i blodet.

Dette presset kalles osmotisk trykk. Cellene tømmes for vann. De tørker ut.

Hvorfor fortelle alt dette? Fordi det som skjer i mange anlegg der saltvann blir til ferskvann, er det omvendte av det som skjer i kroppen.  Nøkkelordet er osmose.

Omvendt osmose

I Carlsbad i California bygges nå det største avsaltingsanlegget på den vestlige halvkule. Området er i vannkrise. Vannstanden i den kunstige innsjøen Lake Mead er rekordlav. Skogbranner herjer.

I avsaltingsanlegget skal osmosen kjøres i revers. På den ene siden av membranen er vann fra det salte Stillehavet. På den andre siden er ferskvann.

Osmosen vil gjerne suge ferskvannet gjennom membranen ut i saltvannet. Men sterke pumper suger i motsatt retning. Saltet blir igjen på saltvannssiden, mens ferskvannet siver gjennom filteret og inn i vanntankene.

Video fra TV-stasjonen KPBS viser byggingen av Carlsbad-anlegget.

Enormt undertrykk

Disse pumpene må virkelig jobbe. De må suge med et trykk som er over femti ganger sterkere enn lufttrykket på jordas overflate.

Dette går ikke av seg selv. Pumpene krever energi. Energi fører til forurensning og koster penger. Derfor blir det forurensende og dyrt å lage ferskvann fra sjøvann.

Vanneksportøren Israel

Likevel har flere land allerede begynt å avsalte sjøvann i stor skala. Fremst ligger Israel. Rundt halvparten av alt ferskvann som landet bruker, kommer fra slike anlegg.

Israel kan til og med eksportere vann og hjelpe sine naboland med å bygge avsaltingsanlegg. Dermed kan strid om svinnende vannkilder bli til fredelig samarbeid, håper en israelsk forsker som er intervjuet av Environment & Energy Publishing.

Avsaltet framtid

Også Australia satser stort på avsalting av sjøvann. Grunnen er den samme som for California: Den verste tørken i nyere tid, kalt tusenårstørken.

• Les også: Rent vann med nanoteknologi

Mange andre land følger opp. I 2013 fosset halvannen gang så mye avsaltet ferskvann ut av verdens avsaltingsanlegg som fem år tidligere, ifølge en artikkel på nettstedet Global Water Intelligence.

– Hvis ikke folk blir bedre til å spare på vannet, har avsaltingsindustrien virkelig en sterk framtid, sier redaktøren for dette nettstedet i samme artikkel.

Slik gjenvinner Israel avløpsvann og avsalter havvann. Video fra den amerikanske allmennkringkasteren PBS.

Kutt energien

Om framtida kan man si at den kommer ganske av seg selv. Det samme gjelder ikke den lyse framtida til avsaltingsindustrien. Her må det jobbes for å møte tekniske utfordringer.

Den første og største utfordringen er energiforbruket. Det er heldigvis på vei nedover. Hvorfor? Fordi membranmetoden med omvendt osmose, den som er forklart lenger oppe, har lavere energiforbruk enn metoden som først var i bruk, nemlig fordampning.

Fordampning i Midtøsten

Fordampningsanleggene er variasjoner over et enkelt tema: Varm opp saltvannet, samle opp vanndampen og kjøl den ned til ferskvann.

I praksis kan dette gjøres på mer finurlige måter. Du kan for eksempel senke trykket i saltvannstanken. Dermed koker det ved lavere temperatur. Dette kan skje i flere trinn og flere tanker, med stadig lavere temperatur og trykk.

Slike metoder har vært brukt mye i Midtøsten. De oljerike gulfstatene har jo også nok energi å drive anleggene med.

Kutt priser

Nå overtar omvendt osmose mer og mer. Metodene forbedres. Energiforbruket synker, men er fortsatt et troll med to hoder som må nedkjempes for at avsaltingsindustrien virkelig skal gjøre seg fet.

Det første hodet er prisen for energi. Avsaltet ferskvann blir dyrt. Verdensledende Israel er i ferd med å kappe prisen – og dette hodet på trollet.

Deres avsaltede vann koster rundt 0,4 dollar eller 3,4 kroner per tusen liter, levert fra avsaltingsverket.

Kan konkurrere

Til sammenligning: Vannavgiftene i vannrike Norge ligger på rundt 16 kroner for tusen liter, ifølge tall fra Statistisk sentralbyrå, men varierer mye fra kommune til kommune.

Tallene er ikke direkte sammenlignbare. I norske vannavgifter inngår også andre utgifter, for eksempel fordeling av vannet gjennom vannledninger.

Likevel viser de at avsaltet vann kan konkurrere på pris. Vanlige forbrukere i Israel betaler rundt 18 kroner tusen literen, ifølge en artikkel i avisa Haaretz fra 2014.

Prisnivået ellers er riktignok litt lavere i Israel enn i Norge, men halvparten av vannet til denne prisen kommer altså fra avsaltingsanlegg.

Slik virker avsaltning med omvendt osmose. Animasjonsfilm fra DVSMarketing.

Fornybar avsalting

Energitrollet har også et annet hode: forurensning. Energiproduksjon lager klimagasser. Hvordan hindre at hver liter vann i springen også spruter karbondioksid ut i lufta?

Gulfstatene gir ett av svarene: fornybar energi. Fra å være olje- og gassbrennende miljøverstinger satser de på energikilden de også har mye av – sol.

Saudi-Arabia bygger nå verdens største omvendt osmoseanlegg drevet med elektrisk strøm fra solceller.

Den fornybare løsningen for avsaltingsanlegg vil ellers være den samme som for energiproduksjon ellers. Vindenergi og varme fra jorda – geotermisk energi – egner seg spesielt godt, ifølge en rapport fra, International Renewable Energy Agency.

Verdens største soldrevne avsaltningsanlegg bygges i Saudi-Arabia. Video fra EWT-World Company.

Kjernekraft

Avsaltingsanlegg kan også drives med strøm fra kjernekraft. Både Japan og India lager ferskvann på denne måten.

Da kan både strøm og oppvarmet kjølevann utnyttes i kombinerte anlegg med omvendt osmose og fordampning.

Manetfiltre

Selv om energitrollet blir nedkjempet, lurer andre problemer under vannskorpa for avsaltingen, bokstavelig talt.

Saltvannet som suges inn i anleggene, er ikke rent. Det inneholder alle slags livsformer.

Noen livsformer, som maneter, er kanskje først og fremst et problem for avsaltingsanleggene. Det nye store soldrevne anlegget i Saudi-Arabia har egne manetfiltre ved vanninntakene.

Suger fisk

Verre er det når egg, yngel og voksne fisk, for ikke å si sjøfugler og seler suges inn mot en uskjønn død i omvendt osmose.

Kjernekraftverk og andre varmekraftverk har de samme problemene når de skal hente kjølevann fra sjøen. De har også erfaringene og teknologien som kan løse problemet.

Løsningen kan for eksempel være filtre, regulering av vannstrømmen gjennom pumpene, mange mindre inntak istedenfor ett stort inntak og inntak begravet under grus og sand på havbunnen.

Uspiselig saltsuppe

I andre enden av prosessen spyr anlegget ut det som blir igjen når ferskvannet er hentet ut – en sterk saltsuppe. Den er uspiselig, også for miljøet.

I tillegg til salt inneholder den sterke konsentrasjoner av andre stoffer som finnes naturlig i sjøvann – mangan, bly og jod, og dessuten rester av utslipp fra mennesker, for eksempel nitrater.

Selve avsaltingen bidrar også med forurensende stoffer – blant annet tungmetaller og kobber – som skal hindre at rør og filtre tettes igjen av organiske stoffer.

Denne usmakelige saltsuppa bør ikke tilbake til havet uten videre. Der vil den synke ned og gjøre skade på bunnlivet.

Resirkulert vann

Den kan begraves på land eller fylles i dammer hvor vannet fordamper og bare de faste stoffene ligger igjen. Den kan også fortynnes før den slippes tilbake ut i havet. Uansett må avsalting fortsatt tas med en miljøklype salt.

Kan disse miljøproblemene løses? Svaret er: Gjør det samme som med avfall for øvrig! Resirkulér!

Alt ferskvann må ikke hentes rett fra havet. Avfallsvann kan renses igjen med de samme metodene som brukes til å avsalte havvann.

Istedenfor havvann kan også brakkvann fra innlandskilder brukes. Slikt vann egner seg enda bedre for omvendt osmose fordi det inneholder mindre salt enn havvann og derfor krever mindre energi å rense.

Nye metoder

Det ligger også flere andre, eksperimentelle teknologier og dupper i vannskorpen.

• Les også: Renere vann for fattige land

En slik metode er det omvendte av omvendt osmose, altså rett og slett osmose. Fra saltvannet trekkes ferskvannet gjennom et filter mot en enda sterkere oppløsning.

Hva er da poenget? Svaret er at denne enda sterkere oppløsningen kan fjernes lettere i neste trinn.

Slik virker osmoseanlegget, kalt forward osmosis. Videoen fra firmaet Oasys har markedsføringspreg, men forklarer metoden greit.

Andre metoder går ut på å varme havvannet direkte med sola eller – helt motsatt – fryse ferskvannet ut av saltvannet, slynge det gjennom sentrifuger, presse det gjennom nanorør eller elektriske felt og utsette det for sjokkbølger.

Uansett – utviklingen vil fortsatt skyte fart. Det amerikanske konsulentselskapet Lux Research spådde i 2009 at markedet for avsalting vil tredobles fram mot 2020.

Lenker og referanser:

Israel is creating a water surplus using desalination, E&E Publishing, 7. februar 2014

Over and Drought: Why the End of Israel’s Water Shortage Is a Secret, Haaretz, 24. Januar 2014

The Carlsbad Desalination Project

Al Khafji Solar Saline Water Reverse Osmosis (Solar SWRO) Desalination Plant, Saudi Arabia, water-technology.net

Nuclear Desalination, World Nuclear Association, oppdatert august 2015

Desalination, With a Grain of Salt: A California Perspective, Pacific Institute, 2006

Water Desalination Using Renewable Energy, International Renewable Energy Agency, 2012 (pdf)

Å være genforsker betyr ikke at du tror at alt kan forklares med DNA og gener. Tvert imot. 

Ved å bruke Marti Bjørgen som eksempel påpeker Simen Rød Sandve i sin blogg at de genetiske variantene hennes bare forklarer en liten del av hennes nær perfekte balanse mellom styrke, hurtighet og kondisjon. «Resten har andre forklaringer som oppvekstmiljø, trening, geografi, trening og mer trening» , skriver. 

Sandve har vært med på å kartlegge både hvetens og laksens genomer. Nå jobber han med å forstå hvilke av laksens gener som er viktige for tilpasningene til norske elver – såkalt Aquagenome – og hvilke gener som påvirker laksens evne til å lage sunt omega-3, eller GenoSysFat.

Men hva mener han og holder han på med sånn ellers?

Du får ett års forskningsopphold i utlandet. Hvor vil du dra og hvorfor?

– Canada. Først en tur til vestkysten for å fiske stillehavslaks og se grizzlybjørner i aksjon i elva. Deretter skulle jeg dratt på road-trip til østkysten for å samle inn litt atlantisk laks til prosjektet vårt.

Hva ser du helst på TV, «Farmen» eller «Forsker grand prix»?

– Hadde valget vært mellom Jakten på kjærligheten eller Forsker grand prix hadde bonderomantikken truffet nerden i meg. Ingenting er som en time med klønete sjekking i et fjøs. Så da er vel svaret Forsker grand prix.

Hva synes du er morsomst, å undervise eller å forske?

– Akkurat nå har forskningen en liten ledelse på undervisning i morsomhetsgrad. Vi har flere spennende prosjekter på gang, for eksempel har vi akkurat startet opp et stort prosjekt for å lære mer om hvordan genetikk og ernæring påvirker laksens evne til å produsere sunne omega-3 fettsyrer.

Hvilke tre vitenskapshelter ville du invitert til firestjerners teselskap? 

– Hvorfor te? Jeg vil heller invitere dem til en halvliter hveteøl på en pub og kanskje litt laksesashimi. For å ha balanse i gruppa ville jeg satset på både levende og døde, med fokus på genetikk og evolusjon. Høy kjendisfaktor på de døde er også en selvfølge. Darwin eller Mendel. Prest på pub er sikkert gøy, men Darwin har utrolig mange skrøner fra alle sjøreisene sine. Trur Darwin hadde fått invitasjonen.

– Av de levende ville jeg invitert Joseph Thornton, en veldig kreativ professor som har gjort mye spennende evolusjonsforskning ved å gjenopplive utdødde gener i laboratoriet. Tror Darwin hadde likt hans eksperimenter. Sistemann rundt bordet må bli Svante Pääbo, mannen bak det meste av forskningen på neandertalernes genom og på våre – altså Homo sapiens’ – seksuelle eskapader med denne utdødde arten. Sånt blir det bra smalltalk av etter et par pils.

Faguttrykk du elsker og hater?

– Greier ikke helt å ha så sterke følelser for faguttrykk. Men det er mye teit som skrives om genetikk. For eksempel synes jeg uttrykket «genet for ditt og for datt» ofte blir brukt på en uheldig måte når genetikk populariseres.

– Det finnes for eksempel ingen gener for voldelig atferd eller for kreft. Men noen ganger får gener som har som oppgave å kontrollere celledeling, en mutasjon som gjør at de ikke virker optimalt. Det kan det bli kreft av.

Nobelpris eller verdens beste pappa?

– Jeg er en pragmatiker. Har innsett at jeg nok aldri blir nobelprisvinner, så derfor har jeg satset hardt på papparollen. Man må spille på sine styrker.

Finnes det noe positivt å si om tellekantsystemet?

– Ja, selvfølgelig. Det finnes vel noe positivt å si om det meste. Det er udelt positivt at det er fokus på å publisere forskningsresultater. Det er dette som driver et fagfelt fremover. Men det er også problemer med tellekantsystemet slik det fungerer i dag. Jaget etter publikasjonspoeng kan gå på bekostning av kvalitet og etikk, og det er ikke noen tvil om at ulike forskningsfelt har ulik grad av handicap i det store tellekantspillet.

– I 2014 var vi for eksempel med på tre Science-artikler om hvetegenomet, der vi ledet to av studiene. Moderne genomforskning krever større samarbeider med mange medforfattere fra ulike institusjoner. Tre artikler i Science gav 2,3 publikasjonspoeng og den nette sum av 48 000 kroner i instituttkassa. Til sammenlikning så utløser tre lite nyskapende artikler der alle forfatterne er fra samme institutt 63 000 kroner. Doktorgrader, som blir monografier, utløser åtte publikasjonspoeng og 170 000 kroner til instituttet. Dette henger ikke helt på greip.

Hvilket paradigmeskifte eller vitenskapelig funn skulle du ønske at du hadde vært en del av? 

– Det hadde vært kult å være en av grunnleggerne av kvantemekanikken. Jeg leser en veldig bra populærvitenskapelig bok om kvantemekanikk for tiden, The Quantum Universe: Everything that can happen does happen. Skjønner nesten ingenting av boka, men er likevel utrolig fascinert.

Kvalitativ eller kvantitativ metode?

– Har du forsøkt å intervjue et DNA-molekyl. Ikke akkurat spennende greier. Kvalitativ tekstanalyse blir også et ganske håpløst prosjekt når teksten består av 3,2 milliarder med A’er, T’er, C’er, og G’er. Det jeg driver mest med kan man kanskje beskrive som en kvantitativ form av tekstanalyse: jeg studerer hvordan ulike sekvenser av A-T-G-C har blitt konservert eller endret i ulike arter over millioner av år. 

– Ikke bare kan behandlingen gi disse blinde synet tilbake, men pasientene med denne type blindhet kan også få slippe å leve med betydelige smerter, sier øyelege og førsteamanuensis Tor Paaske Utheim ved Det odontologiske fakultet ved Universitetet i Oslo (UiO).

I over ti år har han forsket på hvordan visse typer blindhet kan kureres ved å dyrke stamceller fra vev som blir hentet fra forskjellige steder på kroppen. Det dyrkede vevet transplanteres til det skadde øyet, og den blinde kan få synet tilbake.

De siste årene har satsingen ligget på bruken av munnceller til å dyrke nye stamceller, i tillegg til å gjøre forholdene for lagring og transport av behandlingen best mulig.

Når stamcellene svikter

At celler hentet ut fra munnslimhinnen kan gi synet tilbake, var ansett som umulig for vel ti år siden. I dag stadfester resultater behandlingsmetodens potensial:

– 20 kliniske studier fra ulike land har så langt vist gode resultater, forteller Utheim, som også leder en forskningsgruppe ved Avdeling for medisinsk biokjemi ved Oslo Universitetssykehus.

Han presiserer at dette per i dag bare gjelder en gruppe sykdommer som skyldes stamcellesvikt i hornhinnen.

Det er pasienter med øyeplager fra såkalt limbal stamcellesvikt som har grunn til å være håpefulle til Utheim og hans kolleger. Denne lidelsen kan for eksempel komme av UV-stråling, etseskader utløst av kjemikaliebruk, kraftige infeksjoner eller ulike sykdommer, blant dem noen som er arvelige.

Hvor mange som er rammet av limbal stamcellesvikt verden over, er usikkert. Men i India anslås det at det dreier seg om cirka 1,5 millioner. Det som derimot er sikkert, er at lidelsen oftest rammer befolkningen i utviklingsland.

Ødelagt syn og sterke smerter

Stamcellene, som befinner seg i ytterkanten av øyets hornhinne, skal hjelpe overflaten til hornhinnen med å holde seg jevn og klar.

– Ved limbal stamcellesvikt er stamcellene blitt skadet. Det gjør at de ikke kan fornye hornhinnens ytterste lag. I stedet vokser andre celler inn over hornhinnen, som er øyets vindu, og gjør at den kan bli helt eller delvis tildekket, forklarer Utheim. – Dette forklarer redusert syn eller blindhet.

Noen plages også av sterke smerter. Én pasients beskrivelse, da han ble intervjuet av NRK om limbal stamcellesvikt for noen år siden, var: – Jeg vet ikke hva som er verst: smertene, eller å miste synet.

Når stamcellene ikke fungerer, kan det oppstå sår i hornhinnen som blotter nervefibrene.

– Siden antallet nervefibre er langt høyere i hornhinnen enn for eksempel i huden, er det ikke overraskende at noen pasienter opplever sterke smerter, utdyper Utheim.

Hverken mirakel eller magi

Det var derfor et gjennombrudd på behandlingsfeltet for rundt ti år siden, da japanske forskere viste at celler fra munnslimhinnen kunne erstatte celler fra øyet, i behandling av limbal stamcellesvikt. Siden slutten av 1990-tallet har det eksistert en kur med bruk av dyrkede stamceller, men da forutsatt at pasienten fremdeles hadde ett friskt øye som man kunne hente celler fra.

Behandlingen ble senere utviklet til at man kunne høste celler fra en slektning eller avdød person. Samtidig involverte det bruk av sterke immundempende medikamenter som kunne gi alvorlige bivirkninger for pasientene.

Milepælen på forskningsfeltet kom da det ble mulig å bruke egne celler til å behandle blindhet på begge øynene – uten bruk av immundempende medikamenter i etterkant. Forskningen tok sannsynligvis denne retningen fordi det er likheter mellom munnslimhinnen og øyets overflate.

Til nå har pasienter vært avhengig av å være i nærheten av dyrkingslaboratorier og klinikker for å bli behandlet med denne metoden. Det er ikke funnet noen prosedyre for å lagre cellene som hentes ut fra munnslimhinnen, slik at de kan bli oppbevart og transportert på en enkel måte.

Det har igjen gjort behandlingen nær sagt utilgjengelig for mange av de pasientene som trenger den mest, nemlig pasienter i utviklingsland. Dette kan imidlertid være i ferd med å endre seg.

Forsker på bedre lagringsforhold

Det er her forskergruppa til Utheim står nå. De jobber for å kunne spre behandlingen til pasienter i et mye større geografisk område enn tidligere.

– I dag dyrkes munnhuleceller for behandling av blindhet i noen få spesialiserte sentre i verden. Ved å forske på de best mulige betingelsene for å lagre og transportere det dyrkede vevet, vil vi kunne gjøre behandlingsmetoden tilgjengelig på verdensbasis og ikke bare nær dyrkningssentrene, forteller doktorgradsstipendiat Rakibul Islam ved Det odontologiske fakultet ved UiO.

I doktorgradsprosjektet har Islam gjort funn som gjør denne måten å behandle blindhet på tilgjengelig for klinikker over hele verden. I tillegg kan funnene hans bidra til å forbedre behandlingsresultatene.

– Ved å lagre det dyrkede vevet i en liten lukket beholder i en uke, økes fleksibiliteten til behandlingsmetoden betraktelig. Det gjør det lettere å planlegge operasjonen og åpner for kvalitetssikring gjennom mikrobiologisk testing av vevet før transplantasjon, forklarer Islam.

Han har blant annet funnet ut hvilke temperaturer man aller helst bør lagre de cellene som blir hentet ut fra munnhulen ved, etter dyrkning.

En kunne kanskje tenke seg at 37 grader er det som bevarer cellenes levedyktighet best. Men forsøkene hans viste at de dyrkede stamcellene beholder de vesentlige egenskapene best mellom 12 og 16 grader.

Ulik cellekvalitet i munnhulen

Under et forskningsopphold ved Harvard testet Islam også hvilke områder av munnhulen som er best egnet for bruk innen regenerativ medisin, forskningen på å erstatte – regenerere – vev eller organer, ofte ved dyrking av stamceller. Han begrunner med et eksempel:

– Når vi brenner oss på varm kaffe noen steder i munnen, så leges det så raskt at vi har glemt det den neste morgenen. Det er fordi munnslimhinnen har celler som formerer seg svært raskt. Vi ønsket å undersøke om det var regionale forskjeller i munnhulen som vi kunne dra nytte av i behandling av limbal stamcellesvikt, forteller han.

– Funnene viser at beliggenheten i munnhulen gir påfallende store utslag i kvaliteten på det dyrkede vevet, fortsetter stipendiaten. Resultatene fra denne studien er ikke publisert ennå.

En forflytningsvennlig teknologi

Utheim og Islams forskning kan få konsekvenser for de mange blinde som bor langt fra sentraliserte dyrkningslaboratorier.

I Utheims doktorgradsprosjekt fra 2010 utviklet han, i samarbeid med øyelege Sten Ræder, lagringsteknologi for dyrkede stamceller, slik at det dyrkede vevet kan transporteres i en liten spesiallaget plastbeholder. Dermed er vevet fra stamcellene løsrevet fra kostbart og plasskrevende laboratorieutstyr, noe som gir en helt annen form for fleksibilitet enn tidligere.

– Celleprøven fra munnhulen kan sendes med fly over lange avstander til spesialiserte laboratorier med førsteklasses utstyr og ekspertise. Etter et par uker med dyrkning i laboratoriet, vil avsender kunne motta vevet klart til bruk. En øyelege vil deretter overføre stamcellene til pasientens øye, forklarer Islam.

Doktorgradsstipendiaten fra Bangladesh legger ikke skjul på at transporteringspotensialet i prosjektet har vært viktig for hans eget engasjement:

– Selv om den vitenskapelige og tekniske delen av prosjektet vårt er veldig spennende, så har det vært ekstra motiverende å tenke på mulighetene denne lagringsteknologien gir til å behandle blindhet i alle deler av verden, inkludert mitt hjemland.

Godkjent i EU

Og det er en sjanse for at Islams landsmenn med limbal stamcellesvikt snart kan dra nytte av teknologien han er med på å utvikle. I dag eksisterer det blant annet ett sentralt laboratorium for dyrking av stamceller i Italia, og tidligere i år godkjente European Medicine Agency framgangsmåten med å dyrke fram stamceller fra hornhinnen i laboratorium innenfor EU.

Det er den første stamcellebehandlingen som er blitt godkjent av European Medicine Agency, ifølge Nature Biotechnology. I tidsskriftets dekning av saken karakteriserer Utheim godkjenningen som et viktig skritt mot å kunne ta i bruk stamcelleteknologien over større geografiske områder.

Så langt har nesten 250 personer med limbal stamcellesvikt fått behandling som involverer transplantasjon av stamceller dyrket fram fra pasientenes egne munnceller.

– Dette gir et godt grunnlag for å kunne si noe om hvor vellykket denne behandlingen er, mener Utheim.

Han har nylig publisert en studie i tidsskriftet Stem Cells om hvilke muligheter som ligger i munnhulen innen regenerativ medisin. Her beskriver han cirka tre av fire behandlinger som vellykkede.

Hva blir det neste?

Mye forskning på stamcellefeltet i øyefaget går i retning av å forenkle, forbedre og gjøre behandlingen tilgjengelig:

– Andre studier i forskergruppa viser gode resultater ved dyrkning av celler fra munnslimhinne på kontaktlinser. Dette er en ny måte å dyrke disse cellene på, som vi håper kan gjøre den kirurgiske prosedyren enklere på sikt, forteller Utheim.

Utviklingen kan vise seg å gjøre det mulig å transplantere dyrkede stamceller til et skadd øye med tilnærmet lik framgangsmåte som når man setter på en vanlig kontaktlinse.

Har betydning også for andre felt

Islams angivelser av de mest hensiktsmessige temperaturene cellene fra munnslimhinnen bør lagres ved, har også vist seg å ha overføringsverdi til lagring av dyrket hud, som blant annet kan brukes i behandling av brannskader.

– Funnene fra munncellene kan også gjelde for mange andre typer voksne stamceller. Så i framtida kan dette få stor betydning for transportering av andre typer transplanterbare celler, vev og kanskje til og med organer. Likevel må vi undersøke alle forskjellige typer vev grundig før vi kan overføre våre resultater til andre stamceller, sier Islam.

– Behovet for lagring av dyrkede stamceller er uavhengig av valg av celletype. Det er nødvendig innen alle disipliner av regenerativ medisin, hvor stamceller først dyrkes i et laboratorium, for å sikre global utbredelse av regenerativ medisin, sier Utheim.

Referanser:

Utheim: Limbal epithelial cell therapy: past, present, and future. Methods in Molecular Biology, april 2013, doi: 10.1007/978-1-62703-432-6_1. Sammendrag

Islam mfl: Effect of Storage Temperature on Structure and Function of Cultured Human Oral Keratinocytes. PLOS One, juni 2015, doi: 10.1371/journal.pone.0128306.

Utheim: Concise review: Transplantation of cultured oral mucosal epithelial cells for treating limbal stem cell deficiency-current status and future perspectives. Stem Cells, juni 2015, doi: 10.1002/stem.1999. Sammendrag

Dolgin: Next-generation stem cell therapy poised to enter EU market. Nature Biotechnolgy News, mars 2015, doi: 10.1038/nbt0315-224. Sammendrag