Mange eldre er plaget av tørr munn. Tørr munn er dessuten bivirkningen til mange medisiner og et stort problem for pasienter med Sjøgrens syndrom og for dem som er blitt strålebehandlet i området rundt hals og nakke. Uheldigvis kan tørr munn være et mekka for bakterier. Det er uheldig for både tannkjøtt og tenner.

– Dagens preparater mot tørr munn fungerer ikke. Selv om enkelte pasienter sier de føler seg bedre, viser målinger at munnskyll og spray bare har kortvarig effekt, forteller professor Marianne Hiorth på Farmasøytisk institutt ved Universitetet i Oslo.

Marianne Hiorth er nå i gang med å utvikle en helt ny medisin mot tørr munn. Hun har funnet ut hvordan det er mulig å lage nanopartikler som kan sørge for at slimhinnene i munnen forblir passe fuktige hele tiden.

• Les også: Haien kan hjelpe de med dårlige tenner

Ørsmå mengder vann

Akkurat som spytt skal nanopartiklene legge seg som en film inne i munnen, for så, sakte, men sikkert, å slippe ut vann i ørsmå mengder.

– Det er plass til flere tusen vannmolekyler i en nanopartikkel, forteller Marianne Hiorth.

Når nanopartiklene har festet seg i slimhinnen, skal vannmolekylene slippes ut.

– Selv om nanopartiklene er små, mindre enn en titusendels millimeter, er det ikke mye fuktighet som skal til. Ingen har mer enn noen milliliter spytt i munnen.

Det store poenget er at vannet skal sive så langsomt ut at det blir jevn fuktighet i munnen over mange timer.

Gurgler usynlig medisin

De spesielle nanopartiklene skal tas som munnskyllevæske.

– Poenget med nanopartiklene er at de skal feste seg til slimhinnen inne i munnen når du gurgler. Det høres veldig enkelt ut, men hvis medisinen ikke fester seg, svelger vi den ned. Vi må derfor lage noe som blir værende i munnen, forteller Marianne Hiorth, som har fått støtte på seks millioner kroner gjennom «Unge forskertalenter» fra Forskningsrådet. Forskerstøtten har gjort det mulig for henne både å ansette postdoktorer og taue inn ekspertise fra en rekke ulike fagområder som kjemi, fysikk, biologi og odontologi.

Hun vurderte en stund å løse problemet ved at pasientene kunne legge inn en tablett under overleppen.

– For dem som ikke er en del av snusgenerasjonen, kan slike tabletter oppfattes som skjemmende. Derimot vil ingen merke at du har små nanopartikler i munnen. Slike partikler trenger seg dessuten inn på vanskelig tilgjengelige steder.

• Les også: De livsfarlige tennene

Ladete partikler

Den første utfordringen er å få nanopartiklene til å feste seg på slimhinnene. Selv om dette kanskje høres enkelt ut, har det ikke vært lett å få det til i praksis. Nanopartiklene må ha motsatt elektrisk ladning av slimhinnene.

– Slimhinnene er negativt ladet. Det er derfor en fordel at nanopartiklene er positivt ladet.

En av forskerne hennes, Malgorzata Iwona Adamczak, har nylig vært på Københavns Universitet og testet hvor godt nanopartiklene festes på innsiden av grisekinn.

Professor Ørjan G. Martinsen, koordinator for Bioimpedansgruppen på Fysisk institutt ved UiO, skal hjelpe Marianne Hiorth med å måle den elektriske motstanden i slimhinnene. Motstanden måles i ohm og kalles impedans.

– Bioimpedans egner seg veldig godt til å måle endringen i fuktighetsinnholdet i slimhinner. Vi har allerede en patentbeskyttet metode for å måle fuktighet i hud, som vi vil bygge videre på, poengterer Ørjan G. Martinsen.

En av de mange utfordringene er at nanopartiklene ikke må klumpe seg sammen og falle til bunns i munnskyllevæsken etter bare noen få uker. For å unngå dette har farmasøytene, gjennom flere måneder, testet minst 50 ulike løsninger.

• Les også: Blir tennene renere med elektrisk tannbørste?

Fremtidens fluorbehandling

Marianne Hiorth ønsker også at nanopartiklene kan erstatte dagens fluorbehandling. Da må vannmolekylene byttes ut med fluor.

– Med bare en ørliten økning av fluor i munnen får vi en nedgang i antall hull. Vi tester nå hvordan nanopartiklene kan feste seg til emaljen og slippe ut fluor i ørsmå doser. Da kan fluoren trenge inn i vanskelig tilgjengelige områder. Jo saktere fluoren slipper ut av partiklene, desto bedre vil tennene kunne beskyttes over en lengre periode.

Hun har allerede funnet de partiklene som har god evne til å feste seg til tennene – og undersøker nå om det er mulig å kapsle inn fluor i disse partiklene.

Marianne Hiorths store drøm er å kombinere de to medikamentene i ett jafs:

– Da kan vi få et produkt med dobbel virkning. Fluor som skal kunne gjenopprette emaljen på tennene, og væske som kan forhindre tørre slimhinner og sørge for at tennene beskyttes bedre. Kroppen tar seg av søppelet. Det ytterste laget på slimhinnene består av slim- og mukusceller.

• Les også: Er fluor i tannkrem farlig?

For å sikre seg at nanopartiklene ikke skader slimhinnene, har forskerne dyrket frem kunstige mukusceller for å kunne undersøke hvordan de blir påvirket av nanopartiklene.

– Mange blir skremt av begrepet nanopartikler. Det store spørsmålet er om partiklene kan hope seg opp i kroppen og bli giftige. Heldigvis er det slik at kroppen helst ikke vil ta slike ting opp. Når nanopartiklene har lekket innholdet sitt, skal de svelges og brytes ned av kroppen. Og hvis man skulle få dem i blodet, vil makrofagene i immunsystemet kunne ta seg av dem.

Nanopartiklene er blant annet laget av såkalte biopolymerer. Dette er langkjedete strukturer, bygd opp av sukkerenheter. De skal være nedbrytbare og giftfrie.

Hvis du synes biopolymerer høres avskrekkende ut, kan du la deg berolige med at biopolymerene inneholder chitosan, som finnes i skallet på reker, og pektin, som finnes i skallet på epler og appelsiner og som dessuten brukes i syltetøy.

Biopolymerene deres er allerede godkjent som sikre, men hvis de kryssbindes med andre stoffer, slik som fluor, kan de få nye egenskaper. Det trengs ikke like mye uttesting så lenge nanopartiklene bare inneholder vann.

Innovasjonsselskapet ved UiO, Inven2, følger med på forskningen til Marianne Hiorth fra sidelinjen.

– Tørre slimhinner i munnen er et stort problem. Mange kommersielle aktører prøver å finne en behandling for dette. Vi synes prosjektet til Hiorth er meget spennende. For å lykkes må Hiorth få nanopartiklene sine til å sitte lenge nok i munnen, og de må avgi tilstrekkelig med fuktighet til å løse problemet, poengterer innovasjonsrådgiver Jan Solberg i Inven2.

Hva har maten til en laks med bipolare lidelser hos mennesker å gjøre? Eller med stress hos torsk?

Svaret ligger bak de blinkende panelene til tallknuserne til norske universiteter – datasentrene.

Der skal matematiske modeller turbolade medisinske og biologiske forsøk og sette fart på utviklingen av bioteknologi. For ikke å si biohøyteknologi.

• Les også: Setter fart på bioøkonomien

Den neste oljen

– Mange har store forventninger til at bioteknologien skal bli det neste norske flaggskipet når oljealderen seiler inn i solnedgangen, sier professor Trygve Brautaset ved NTNU til forskning.no.

– Kjemisk industri legges om til bioteknologisk industri internasjonalt, men i Norge har vi ikke sterke tradisjoner for industrialisering av bioteknologi, fortsetter han.

Virtuell tredeling

Dette skal nå Brautaset gjøre noe med. Han er leder for Senter for digitalt liv som startet opp denne uka. Hovedadministrasjonen legges til NTNU i Trondheim, men senteret blir på mange måter et virtuelt senter.

– Ledelsen er fordelt mellom NTNU, Universitetet i Bergen og Universitetet i Oslo. Her blir det mye bruk av telefon og Skype, sier Brautaset.

Forskjellige universitetskulturer

Vil ikke et tredelt senter lett kunne gå opp i limingen? Ville det ikke vært lettere å få til det tverrfaglige samarbeidet med biologer, informatikere og andre faggrupper i samme korridor?

– Vi har diskutert dette mye og kommet fram til at vi da ville tapt mangfoldet i de forskjellige kulturene ved universitetene, sier han.

Forskningsrådet har dessuten hele tiden vært klare på at de ønsket et virtuelt senter. 

– Senter for digitalt liv vil på sett og vis tvinge disse kulturene til et nasjonalt samarbeid, fortsetter han.

Matematisk laksemodell

Dessuten – forskerne som deltar, finnes også andre steder enn i Trondheim, Bergen og Oslo – for eksempel ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet – NMBU – på Ås.

En matematisk modell av en laks blir bygget opp på Ås av professor Jon Olav Vik og kollegene hans.

Tarm, lever, muskler og andre organer i den virtuelle oppdrettsfisken skal få smake mange forskjellige typer fôr.

Blant annet skal datamodellen fôres med trevirke, tang og tare, omformet av enzymer, gjær og bakterier.

Slik kan forskerne raskere finne fram til lovende erstatninger for det plantefôret som brukes nå og som bedre kunne gjort nytte som menneskeføde.

• Les også: Mer laks forutsetter bedre fôr

Begrenser dyreforsøk

Datamodeller kan også hjelpe forskerne å kartlegge sammenheng mellom arvestoff og hjernesykdommer som bipolar lidelse og schizofreni.

Førsteamanuensis Marianne Fyhn og kollegene hennes ved Universitetet i Oslo vil bruke modeller for å finne genene som bør undersøkes nærmere.

Både laksemodellen og hjernemodellen gjør det mulig for forskerne å finne raskt fram til de mest lovende løsningene.

Dermed kan dyreforsøk begrenses kraftig, til glede både for dyrene og forskerne – og forskningen.

Kart og terreng

Men vil ikke alltid en slik datamodell være en grov forenkling av virkeligheten? Hvordan kan forskerne være sikre på at modellen forenkler på riktig måte?

– Du kan sammenligne modellen med et kart og virkeligheten med terrenget, sier Brautaset.

– Du sammenligner kartet – modellen – med terrenget. Så tegner du kartet enda bedre. Modellen forbedres av erfaring med virkeligheten, fortsetter han.

Selvfølgelig ville det beste kartet vært det som var i målestokk en til en – terrenget selv. Men et så stort kart ville ikke fått plass i ryggsekken – eller i datamaskinene til forskerne.

– Målet er likevel å gjøre modellene så gode at de blir til hjelp for det man ønsker å forstå og det man ønsker å utvikle og konstruere, understreker Brautaset.

Hypoteser ut fra data

Datamodellene kan også endre måten forskerne arbeider på. Tidligere startet de ofte med en hypotese, en antagelse.

Så forsøkte forskerne å vise om antagelsen holdt stikk ved å gjøre eksperimenter og samle inn data. Nå er prosessen snudd på hodet.

– Forskningen har gått fra å være hypotesedrevet til datadrevet. Vi starter ofte med store mengder data som er vanskelige å tolke.

– Så – ved hjelp av datamodellene – kan vi hente hypoteser ut av disse dataene, sier Brautaset.

• Les også: 10 regler for pålitelig forskning

Stresset torsk

Studier av arvestoffet til torsken er et eksempel på hvordan rådata foredles til ny kunnskap.

Anders Goksøyr og kollegene hans ved Universitetet i Bergen skjærer torskelever opp i tynne skiver.

Ikke for å spise den, men for å se hvordan cellene reagerer når de blir utsatt for stress, miljøendringer som er typiske ute i havet – høyere vanntemperatur, surere vann og små mengder forurensning.

Forskerne ser på gener, proteiner og hele stoffskiftet i fisken. Så trekker de ut informasjon fra de store datamengdene og utvikler modeller for hva som skjer inne i torsken.

Seinere skal forsøk på fisk i tanker og ute i sjøen vise hvordan selv små endringer i miljøet påvirker bestanden og dermed fiskeriene.

Seks prosjekter

Den digitale laksen, hjernemodellene og torskens gener er bare tre eksempler på hvordan data og biologi skal møtes i Senter for digitalt liv.

– Allerede i år vil Forskningsrådet utlyse flere prosjekter innenfor Digitalt Liv. Vi ser for oss at det over tid blir mange flere prosjekter tilsluttet senteret enn i dag, sier senterkoordinator Marie Hjelmseth Aune til forskning.no.

Hittil er seks forskerprosjekter plukket ut av Forskningsrådet, som altså er en del av  senteret. De tre øvrige prosjektene skal utvikle nye antibiotika, en kunstig bukspyttkjertel for diabetespasienter og et medisinsk laboratorium i ørlite format.

Mer næringsrettet

Dette er prosjekter som peker tydelig mot konkrete, matnyttige produkter. Noen av dem er matnyttige også i direkte forstand. De skal gi bedre torskefangster og utbytte av oppdrettslaks.

Slik sett skiller Senter for digitalt liv seg litt fra Funksjonell genomforskning – FUGE – som ble avsluttet i 2011.

– Norsk bioteknologisk forskning skal bli mer internasjonal, mer næringsorientert og mer cutting edge innenfor utvalgte områder, heter det i en presentasjon av BIOTEK2021 fra Forskningsrådet, som Senter for digitalt liv er en del av.

• Les også: Ny strategi for bioteknologi

Ikke kommersiell styring

Likevel – Brautaset er ikke engstelig for at forskningen skal bli dradd ned fra akademisk frihet mot den økonomiske bunnlinja.

– Hvis du ser på utlysningen til de seks første prosjektene fra Forskningsrådet, så er dette forskerprosjekter som ikke stiller krav om industrideltakelse, sier han.

– Dette har vi diskutert med Forskningsrådet. Det er kvalitet og den langsiktige innovasjonen i forskningen som vektlegges, ikke raskest mulig omsetting til industriprodukter, fortsetter han.

Fem år – og trolig lenger

Senter for digitalt liv skal i første omgang arbeide i fem år, fram til 2021.

– Hvis senteret utvikler seg slik vi ønsker det, er det likevel gode muligheter for at tidsrommet blir forlenget, sier Aune.

Lenke:

Nettside fra Forskningsrådet med presentasjon av de seks første prosjektene

En tredel av all mat som produseres i verden går tapt, estimerer FNs mat- og landbruksorganisasjon. Dette er ikke bare et økonomisk og etisk problem, men forårsaker også stor miljøskader i form av utslipp av drivhusgasser.

I industriland går det mest mat tapt i butikker og husholdninger. En grunn er at varene stemples med en best før-dato som er unøyaktig og som gjør at butikker og forbrukere kaster fullt spiselig mat.

For fire år siden begynte forskere å utvikle biobasert plastemballasje som kunne forlenge holdbarheten til matvarer, og i tillegg ha en sensor som varsler når maten ikke lenger kan spises.

Grønn plast

– I emballasjen tilsetter vi andre elementer i nanostørrelse. Dette gjør at materialene får nye og bedre egenskaper, sier Åge Larsen ved SINTEF.

– Emballasje skal jo stort sett beskytte innholdet mot omgivelsene og skape bedre holdbarhet, og dette oppnår vi nå gjennom bedre oksygenbarrierer. Vanlig plastemballasje slipper en del luft inn som svekker holdbarheten. I tillegg blir de miljømessige karbonfotavtrykkene redusert betydelig.

Han forteller at plantebaserte polymerer er et felt i stor utvikling. Polymerer består av kjedeformede molekyler med ulike sammensetninger og bruksegenskaper. Ofte brukes «polymer» som synonym for «plast», men polymerer er en stor klasse av naturlige og syntetiske materialer.

Biopolymer er et polymer laget av levende organismer. Biopolymerer har eksistert i milliarder av år lenger enn syntetiske polymerer som plast. Velkjente biopolymerer omfatter stivelse, proteiner og peptider, DNA og RNA.

Demonstrasjonsproduktene Larsen nå kan vise fram er laget av biopolymerene polymelkesyre (PLA) og biologisk polyetylentereftalat (bio-PET). Nedbrytbart PLA lages for eksempel gjennom å dyrke karbohydrater via bakterier, og bio-PET er makromolekyler som også stammer fra planterester.

Fire prototyper

Bedriften Logoplaste, med sete i Portugal, har utviklet en formblåst flaske sammen med SINTEF og andre partnere, og den greske partneren Argo har utviklet en krukke til sjømat som krabbe og reker. Begge beholdertypene får et utvendig belegg som holder oksygen ute.

I tillegg er det utviklet en trelags film som har nedbrytbar biopolymer på begge sider av en cellulosebasert film som sørger for oksygenbarriere. Dette kan brukes som den stive plasten som i dag brukes som skål for matvarer.

Den siste prototypen som er presentert i prosjektet, er blåst film. Dette er plastfolie – som i plastposer og plast – med redusert oksygengjennomtrenging som dekker over skåler med mat.

Sensorer som varsler utgått mat

Forskerne har også utviklet sensorer som for eksempel kan indikere om temperaturen på matvaren har vært for høy, eller om produktet har surnet. En type sensorer er nanokapsler fylt med signalstoffer der skallet brytes ned av temperatur eller surhetsgrad (pH) og signalstoffet frigjøres. 

– Disse sensorene er følsomme for små endringer og kan varsle via en fargeendring på forpakningen. Det kan jo være pinlig for en matvareforretning å ha en rad blinkende i rødt, så man kan også tenke seg stoffer som frigjøres og som ikke trenger å være synlige for kunden, men bare for produsenten via et avlesingsinstrument, sier Larsen.

Larsen opplyser at det vil alltid være et spørsmål om hvordan sensorene skal inkorporeres i produktet og at dette må være opp til den enkelte produsent. Om sensorene skal være på innsiden og i kontakt med mat, må de for eksempel være matvaregodkjent. I noen tilfeller kan sensorene montere på innsiden – som i kapselen eller korken på en flaske.

De dårlige tidene i oljebransjen gjenspeiles i søkertallene. Ifølge Norsk teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) i Trondheim er det 31 søkere til de 39 plassene innen petroleum. Det er en nedgang fra 420 søkere til 53 plasser, og fra i fjor er det en halvering.

NTNU har imidlertid en kraftig økning i søknader til blant annet kommunikasjonsteknologi og nanoteknologi, der det er 30 prosent flere.

Nedgang for teknologi

Samlet sett er det en nedgang i søkningen til realfag- og teknologistudier på 3,5 prosent fra i fjor, viser tallene som Samordna opptak publiserte tirsdag.

– Søkning til realfagstudier er stabil, men skulle gjerne sett at vi hadde holdt nivået på søkningen til teknologistudiene. Vi trenger et betydelig antall teknologi- og realfagskandidater for å lykkes med den omstillingen og verdiskapningen samfunnet trenger fremover, sier kunnskapsminister Torbjørn Røe Isaksen (H).

Flere enn noen gang søker om høyere utdanning. 132.000 søkere utgjør en økning på 3,2 prosent sammenlignet med fjoråret.

Flere vil bli sykepleiere

Det er registrert snaut 15.000 førstevalgsøkere til vel 4.500 studieplasser innen sykepleierutdanningen. Helse- og sosialfag har fått 13 prosent flere søkere enn i fjor.

– Regjeringen er opptatt av å sikre god kompetanse til helse- og omsorgstjenesten. Mange søkere lover godt for det viktige arbeidet med å skaffe befolkningen gode helsetjenester, sier kunnskapsministeren.

Også til barnehagelærerutdanningen er det en økning. Til sammen 3.330 søkere har dette som sitt førstevalg i år, en økning på 3,6 prosent.

– De siste årene har antall søkere til barnehagelærerne variert. Det er derfor positivt å se at søkningen til barnehagelærerutdanningen nå har gått opp. Kvalitet i barnehagen handler først og fremst om kompetansen til de som jobber der, sier Røe Isaksen.

Bekymret for grunnskolen

Til lektorutdanning har søkningen økt jevnt i mange år. Fra i fjor er økningen 6,9 prosent. Til grunnskolelærerutdanning for 5.-10. klasse er det en økning på 2,9 prosent, mens grunnskolelærerutdanning for 1.-7. klasse har en nedgang på 11 prosent.

– Jeg er glad for at søkningen til lærerutdanningen holder seg stabil og øker for en del av utdanningene, men jeg er bekymret for nedgangen i søkningen til grunnskolelærerutdanning 1-7. Dersom søkningen til denne utdanningen ikke bedrer seg etter innføringen av femårig grunnskolelærerutdanning neste år, vil vi vurdere å sette inn særskilte tiltak, sier Røe Isaksen.

Tenk om hjernen kunne sende en SMS når noe galt er fatt: «Legg deg, du besvimer om ti sekunder», og samtidig varsle 113 med beskjed om hva som skjedde og hvor?

Nylig presenterte forskningsinitiativet Graphene Flagship et prosjekt der de med utgangspunkt i nanomaterialet grafén vil tappe store mengder informasjon rett fra hjernen og videresende data ut av hodet, for eksempel til en app. Å legge elektroder rett på hjernen er en kjent metode for å finne ut for eksempel hvor epileptiske anfall starter, men til nå har man ikke kunnet gå med disse innenfor hodeskallen permanent.

– Vi følger utviklingen med stor interesse, mye er fremdeles på tegnebrettet, men kan bli en realitet innen få år, sier nevrokirurg Arild Egge ved Oslo universitetssykehus (Ous), Rikshospitalet til NTB.

Potensial

Forut for epilepsianfall kjenner noen pasienter signaler i kroppen, slik at de vet at de får anfall, mens andre ikke klarer å forberede seg. Tidligere er det kjent at for eksempel pulsklokker kan oppfatte symptomer på anfall, men med elektroder på hjernebarken kan anfall oppfattes enda tidligere.

Nanomaterialet grafén er såkalt biokompatibelt, det vil si at det kan fungere i en kropp over tid. Små matter av grafén med elektroder på kan sende store mengder svært nøyaktige signaler om ulike former for aktivitet i hjernen og på den måten forutsi ulike former for anfall eller annen uønsket aktivitet.

Ifølge link.no har forskerne ved det katalanske instituttet for nanovitenskap og nanoteknologi (ICN2) i Barcelona gjennomført en vellykkede forsøk med rotter og vil nå teste det på mennesker.

– Grafén kan være et framskritt, og disse mulighetene har vi kjent til en stund. Det finnes allerede flere prototypeforsøk med lukkede kretser, men det er på prøvestadiet, sier Egge.

Drømmen

Egge minner om at det er flere faktorer som spiller inn hvis metoden skal fungere:

– Med grafén kan vi ha fått et nytt verktøy, men det er fortsatt noen som må vite hvor vi skal plassere det. Slike elektroder må plasseres riktig i forhold til hvor i hjernen man skal overvåke aktivitet. Det er også et tidsaspekt der. Hvor nyttig er informasjonen om den bare kommer noen tidels sekunder før et anfall kommer? Man må få informasjon så raskt at man rekker å respondere også. Vi kan se de fysiske utslagene av et anfall tidligere nå, men ikke tidlig nok.

Han er realistisk optimist:

– Drømmen hadde vært å kunne forutsi anfall og stimulere visse kjerner i hjernen og avverge anfallene. Jeg tror dette vil kunne skje innen få år. Kan du fange opp at for eksempel et anfall er under oppseiling og sender et signal som motvirker det i en såkalt lukket krets, Kan det være en mulighet. Det er allerede slike forsøk i gang. En siste faktor, en ganske omfattende og kostbar faktor, er at alle rådata fra hjernen må sorteres, identifiseres og prosesseres hvis informasjonen skal brukes. Det krever kunnskap og ikke minst ny og effektiv programvare.

Du tror du konkurrerer om å skyve på groper med vann uten å søle, men i virkeligheten hjelper du forskere med å lage en raskest mulig kvantedatamaskin – en oppgave som kunstig intelligens ennå ikke klarer av. Video fra Aarhus Universitet.

Hvordan kan dataspillere løse problemer som får verdens største superdatamaskiner til å knele og fysikere til å klø seg i hodet?

Svaret har forskergruppa CODER ved Aarhus Universitet funnet. Spillene ligger fritt tilgjengelige for alle. Du kan også være med på å bane veien for neste generasjon kvantedatamaskiner – uten å kunne et fnugg om kvantefysikk.

• Les også: Løser ekte biologi-gåter med dataspill

Løser kvanteproblemer uten å vite det

Når du starter opp spillet BringHomeWater, tror du at målet er å skyve små groper med vann sidelengs så fort som mulig uten å søle.

I virkeligheten er vannet atomer og gropa et lyskrystall – groper av stillingsenergi laget av lasere – i den logiske kretsen til en kvantedatamaskin.

Kvantedatamaskiner er foreløpig på forsøksstadiet, men kan gjøre visse operasjoner mange ganger raskere enn vanlige datamaskiner.

For at forskerne skal kunne bygge slike maskiner, må de finne ut hvordan kvanteoperasjonene kan gjøres raskest mulig. Dataspillere kan komme opp med et bedre svar enn dataprogrammer kjørt på supermaskiner, ifølge studien som er publisert i Nature.

Oversetter teorier til enkle utfordringer

Dette skjer selvsagt ikke av seg selv. Prestasjonen til forskerne bak CODE er å oversette de komplekse fysiske, kvantemekaniske problemene til forenklede, morsomme, spillbare utfordringer.

Arbeidet til de danske forskerne er en forbløffende prestasjon, fordi kvantemekanikk er den minst selvinnlysende og mest bisarre av alle fysiske teorier, ifølge fysikeren Sabrina Maniscalco i en uavhengig kommentar om studien i Nature.

Intuisjon

Så hva er det mennesker har, som de mest avanserte kunstige intelligenser ennå ikke har? Intuisjon, er kortversjonen av svaret til forskerne. 

– En datamaskin kverner gjennom enorme mengder informasjon, men vi kan velge å ikke gjøre dette ved å bygge beslutningene våre på erfaring eller intuisjon, sier hovedforskeren bak studien, Jacob Sherson, i en nyhetsmelding fra CODER.

– Forskjellen mellom maskinen og oss er at vi, bokstavelig talt, intuitivt famler etter nåla i høystakken uten å vite nøyaktig hvor den er. Vi gjetter, basert på erfaring, og dermed hopper vi over en hel serie med dårlige løsninger, sier Sherson i nyhetsmeldingen.

Dataspill tilpasset mennesker

Er intuisjonen vår virkelig så overlegen maskinene? Nylig fikk jo verdensmesteren i spillet Go – Lee Se-dol –  en skikkelig hard tørn mot Googles dataprogram AlphaGo. Verken magefølelse eller intuisjon kunne hindre et 1-4-tap for Lee.

• Les også: AlphaGo vant den siste kampen mot stormester av kjøtt og blod

Det er en viktig forskjell mellom å spille et rent intellektuelt spill som Go eller sjakk mot en datamaskin – og å spille et dataspill tilpasset menneskets sterke sider, vår intuitive forståelse av den fysiske verden, for eksempel slik den er etterlignet som groper med vann i spillet BringHomeWater, ett av spillene i serien Quantum Moves fra CODE.

Slik hjelper du forskerne å bygge en kvantedatamaskin ved å spille dataspill. Video fra Aarhus Universitet.

Maniscalco gir dataspillere en ekstra anerkjennelse i sin kommentar i Nature. Dataspillere er vant til bisarre utfordringer, og denne evnen til å tenke utradisjonelt gjør dem i stand til å gjøre det kreative spranget som er nødvendig for å takle kvanteproblemer, tror hun.

Menneskehetens delte intuisjon

Sammenlagt har rundt ti tusen spillere spilt spillene i Quantum Moves en halv million ganger, skriver forskerne i den nye studien. Spillet BringHomeWater alene har vært spilt av tre hundre spillere tolv tusen ganger.

Når så mange spillere bryner ferdigheter mot spillene til CODER, viser det seg at mange spillere kommer fram til de samme løsningene.

– Dette gir oss et glimt inn i menneskehetens delte intuisjon, sier Sherson i nyhetsmeldingen. Neste trinn blir å lære opp datamaskiner i denne intuisjonen.

– På en måte laster vi vår felles intuisjon inn i datamaskinen, fortsetter Sherson.

• Les også: Kunstig intelligens har gjort vitenskapelig oppdagelse

 Neste utfordring blir å bruke de samme metodene for å løse andre mysterier innen kvantefysikken. Om det lar seg gjøre, er ennå usikkert.

– Vi vet ikke om dette kan overføres til andre utfordrende problemer, men det er helt sikkert noe vi vil arbeide hardt for å finne ut av i de kommende årene, sier Sherson.

Lenke og referanser:

Quantum Moves, nettsiden der du blant annet kan spille BringHomeWater

Rasmus Rørbæk: Mennesket er den ny supercomputer, nyhetsmelding fra Aarhus Universitet

Henrik Bendix: Spillere løser kvanteproblem bedre end computere, artikkel i Videnskab.dk

Jens Jakob W. H. Sørensen m.fl: Exploring the quantum speed limit with computer games, Nature 14.4.16, 10.1038/nature17620, sammendrag.

Sabrina Maniscalco: Quantum problems solved through games, News&Views-artikkel i Nature, 14.4.16.

I de fleste land er myndighetene bekymret for overvekt. Et relativt nytt virkemiddel er apper som kan lastes ned til smarttelefoner. De gir informasjon om sunne spisevaner og oppfordrer til økt fysisk aktivitet.

En ny studie tyder på at apper for diett og fysisk aktivitet ikke bare påvirket atferden, men også helsebevisstheten, kunnskapen om ernæring og trening og sosiale interaksjoner.

Apper blir ansett som effektive i å opprettholde sunne vaner, særlig når de ble brukt over lengre tid og når diett- og fysisk aktivitet-apper ble brukt i kombinasjon.

Mange applikasjoner har som mål å motivere brukere til å spise sunnere og mosjonere mer, for eksempel ved å gi ernæringsinformasjon og treningsplaner, tillate sporing av hva du spiser og hvor mye du skal trene. Appene åpner også for å dele resultater på sosiale medier.

Stipendiat Qing Wang ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet har studert hvordan appene virker. Arbeidet hans er nylig publisert i Journal of Medical Internet Research.

Gruppediskusjoner

Først gjennomførte forskerne gruppediskusjoner med folk som brukte kostholds- eller fysisk aktivitetsapper og med folk som ikke bruker slike programmer.

– Vi spurte dem om motivasjon deres for å bruke slike programmer, hvordan de opplevde bruken, om de opplevde slike apper som nyttige og de generelle meningene deres om programmer som retter seg mot bedre helse, forteller Wang.

Deretter, basert på disse diskusjonene, lagde forskerne et spørreskjema som 500 unge voksne nordmenn svarte på. Spørreskjemaet fokuserte detaljert på hvordan bruk av diett- og fysisk aktivitetsapper kunne føre til et sunnere kosthold og mer fysisk aktivitet.

Kan føre til mer trening

– Det er et stort potensial for at diett- og fysisk aktivitet-apper kan hjelpe folk til bedre spisevaner og til å trene mer. Brukere synes slike programmer er nyttige, og appbruk kan være knyttet til en sunnere atferd.

– Mange synes dessuten at appene var morsomme å bruke, sier Wang.

Men bruken ble ansett for å være tidkrevende, noe som kunne demotivere folk til å bruke slike programmer over en lang periode. I tillegg er de aktuelle programmene som er tilgjengelige i dag, ikke skreddersydd for enkeltindivider.

Dette kan også redusere motivasjonen for å prøve appene eller fortsette å bruke dem, tror forskerne.

Må tilpasses enkeltpersoner

Det er mange apper for diett og fysisk aktivitet tilgjengelig for ulike enheter og operativsystemer, men mange av dem er mest egnet for bruk i de landene der de ble utviklet.

– Appene har et utviklingspotensial, sier Wang.

– Helsemyndighetene i forskjellige land kan samarbeide med utviklere og forhandlere om å designe apper som passer for ulike markeder, sier Wang.

Han mener appene for eksempel bør inkludere relevante matvarer og fysiske aktiviteter for hvert enkelt land og muligens også designes for målrettet, skreddersydd ernærings- og treningsinformasjon.

Apper er relativt nytt, og nytteverdien er lite undersøkt i de fleste land, selv om apper eskalerer i markedet og ble angitt til en global verdi på 250 milliarder i 2015. Alt tyder på at dette tallet vil øke.

Referanse:

Qing Wang mfl: Diet and Physical Activity Apps: Perceived Effectiveness by App Users. Journal of Medical Internet Research, april 2016, doi: 10.2196/mhealth.5114.

Postbudet, elektrikeren og «gode venner» har i mange år vært mistenkt. Eller kollegaen hennes på jobben.

At ett av ti barn i verden har en annen biologisk far enn den alle (unntatt mor) tror er pappaen, er en myte som har levd godt både i litteratur og i samtaler mellom folk.

Med nye studier av DNA-et vårt er det blitt mulig for forskere å undersøke nærmere dette antatte resultatet av kvinnelig utroskap.

Konklusjon: Rundt én prosent av alle barn har en annen biologisk far.

Legger vi til en god feilmargin, er andelen maksimum to prosent.

Evolusjonsbiologisk teori

Evolusjonsbiologer er naturlig nok opptatt av hvem som egentlig er barns biologiske far.

En teori sier at kvinner kan få evolusjonære fordeler gjennom å bli befruktet av en spennende og godt utseende hann, men at hun klokelig velger en mer familievennlig kar til å stå for oppdragelsen av barnet. Slik maksimerer kvinnen avkommets framtidsmuligheter gjennom å høste det beste hun får tak i fra to ulike menn. Lyder teorien.

Blant fugler og andre dyr er det slett ikke uvanlig at uvitende fedre fostrer opp andre fedres barn, minner evolusjonsbiologer om.

Men er det slik også blant oss mennesker?

De siste årene har ny genteknologi åpnet for å gjøre studier som forskere ikke kunne utføre bare få år tilbake.

Flere slike studier konkluderer altså med at et sted mellom én og to prosent av alle barn i dag har en annen biologisk far. Resultatet ligger for de fleste studiene rundt én prosent.

Flere studier viser det samme

Forskeren Maarten Larmuseau ved Leuven-universitetet i Belgia ble selv overrasket over i hvilken grad også forskningslitteratur bringer videre myten om at hvert tiende barn har en annen far, og i hvor liten grad forfatterne har brydd seg om å undersøke kilder og fakta bak denne opplysningen.

I 2013 publiserte Larmuseau og kollegene hans en studie som viste hvor lav andelen slike skjulte farskap er blant nålevende mennesker i Belgia. Men denne studien sa bare noe nokså sikkert om befolkningsgruppen som ble undersøkt i Belgia.

– For oss var det derfor en overraskelse når vi kom over flere nyere studier som viser det samme i så ulike land som Sør-Afrika, Italia, Spania og Mali, sier Larmuseau i en pressemelding fra forlaget hans.

Ikke vanligere før i tiden

Et aktuelt spørsmål blir da om feil farskap var vanligere før i tiden.

Er det kanskje slik at moderne prevensjonsmidler har gjort dette enklere å unngå? Og at mytene har opphav i noe som var riktig for generasjoner før oss?

Også dette er det i dag mulig å undersøke gjennom DNA-slektsforskning. Forskerne ved Leuven-universitetet konkluderer nå i en ny studie med at også i tidligere tider hadde maksimum 1 av 50 barn en annen biologisk far.

Trolig var det enda færre, mener de.

Svensk studie på 1500-tallsmennesker

Ifølge en artikkel i den svenske avisen Dagens Nyheter, stemmer dette godt med resultater som også svenske DNA-slektsforskere har kommet fram til. De har studert farslinjer helt tilbake til 1400-tallet. Også de svenske forskerne har gransket det mannlige Y-kromosomet, som arves i rett nedoverstigende ledd fra far til sønn.

Forskerne har sett nærmere på den svenske Bure-ætten. Et stort antall Bure-etterkommerne finnes nemlig nedtegnet i en slektsbok, som er unik fordi den også omfatter mange mennesker fra almuen som levde så langt tilbake som på 1400- og 1500-tallet.

Når forskere nå med moderne DNA-teknikker har gått Bure-ætten nærmere etter i genene, ser de at andelen barn med annen biologisk far i denne store slekten er oppsiktsvekkende 0 prosent.

Hvorfor konstant én prosent?

Noe av det mest overraskende med denne nye forskningen, mener Maarten Larmuseau, er hvor konstant andelen feil farskap har holdt seg opp gjennom historien.

Larmuseau og kollegene skriver i sin nyeste forskningsartikkel at det framstår som et mysterium for dem hvorfor feil farskap-faktoren hele tiden ligger på rundt én prosent. Både langt tilbake i tiden – og i våre dager.

Så kan vi andre lure på hvor myten om at 10 prosent av alle barn har feil far, egentlig stammer fra.

Referanse:

Larmuseau mfl: «Cuckolded Fathers Rare in Human Populations», Trends in Ecology & Evolution, Cell Press, 5. april 2016. Artikkelen

Tapte fiskegarn er en av de største bidragsyterne til marin forsøpling, samtidig som de forsetter å fange fisk som aldri blir tatt opp.

Hvert år bruker Fiskeridirektoratet store ressurser på å plukke opp garn som har slitt seg, men de finner langt i fra alle. Dette er et vanskelig arbeid blant annet fordi mange garn har satt seg fast på dypet, og det er også kraftige havstrømmer som drar garnene langt avsted.

– Fiskegarn i dag lages av nylon, som fortsetter å fiske i minst 20 år, før de brytes ned til mindre og mindre biter som forsøpler havene våre, sier Eduardo Grimaldo, prosjektleder og seniorforsker på SINTEF, til NRK.

De samarbeider nå med sørkoreanske Samsung om å lage en ny type fiskegarn som brytes ned mye raskere.

Et av problemene med mikroplast er at dyr tror det er mat og spiser det. Plast-søppel bruker 450 år på å brytes ned.

– Målet er å lage et fiskegarn som brytes ned av seg selv etter et halvt år, sier Grimaldo.

Brytes ned i vann og CO2

Forskerne ønsker å bruke et materiale som heter PBS, som brytes helt ned av bakterier og alger som finnes i havet, og CO2.

– Slike biologisk nedbrytbare fiskegarn har de siste årene blitt utviklet av Samsung Fine Chemicalst Ltd og brukes i dag i flere garnfiskerier i Sør-Korea, og garnene har minst like gode egenskaper som garn laget av nylon. Garnene brytes i dag ned etter ett år, sier Grimaldo.

For å tilpasse seg til det norske fisket, ønsker nå forskerne i Norge å få nedbrytningstiden ned til et halvt år, og det er det de skal jobbe med framover.

– Vi skal måle styrke, sikkerhet og nedbrytningstid, også skal vi tilpasse det vi finner til norske forhold. Her er det blant annet dypere og mindre lys enn i Sør-Korea, sier Grimaldo.

Prosjektet har fått støtte fra Forskningsrådet, og er et samarbeid mellom Samsung Fine Chemicals Ltd., Norges fiskerihøgskole, Fiskeridirektoratet og East Sea Research Institute, og skal vare i tre år.

Bra for næringa

– Dette har masse å si for hele fiskerinæringa, sier Otto Gregussen, generalsekretær i Norges Fiskarlag, til NRK.

Han er veldig positiv til at det jobbes med å utvikle fiskeredskaper som går i oppløsning hvis de ikke blir tatt opp.

– Dette kan være første stopp på veien til å få slutt på spøkelsesfiskinga, der det fortsetter å gå fisk i garn som har slitt seg. Dessuten er plastforsøplinga i havet en utfordring vi tar på det største alvor.