Mandag 20. maj 2013
|
Artikler:
Teknologidebat: Test dig selv, oktober 2011 Teknologidebat: Borgerinddragelse, juni 2011 Teknologidebat: Fedme som samfundsproblem, februar 2011 Teknologidebat: It og nye læringstilgange, november 2010 Teknologidebat: Teknologivurdering, september 2010 |
Et gen for højere intelligens
Amerikanske forskere er kommet langt med hukommelsesforsøg på mus. De har fundet genet der ved hjælp af gensplejsning kan gøre mus klogere og bedre til at huske. Spørgsmålet er om denne teknik kan bruges på mennesker. Og hvis så, vil det da blive misbrugt eller brugt konstruktivt til at forhindre den frygtede Alzheimers sygdom?..... Den lille brune mus der forsigtigt snuser til de to stykker plastiklegetøj i kassen ligner enhver anden mus. Men hvis man sammenligner den måde den undersøger legetøjet på, med hvordan andre mus bærer sig ad, bliver det tydeligt, at det er en usædvanlig intelligent lille mus. Dens særlige evner skyldes en lillebitte genetisk ændring: Da musen ikke var andet end et befrugtet æg, fik den indsat et enkelt ekstra gen - nok til at forbedre dens hukommelse og indlæringsevne radikalt. Og nok til at skabe en storm i de globale medier da det blev offentliggjort, for hvis en mus med et enkelt gen kan gøres mere intelligent, så virker det pludselig meget sandsynligt, at det samme trick kan udføres på mennesker. Det virker passende at udviklingen af de intelligente mus finder sted på Princeton University, en times tid fra New York City - det var her, Einstein i sin tid var professor. Manden bag musene er Joe Tsien. Han er oprindeligt fra Shanghai i Kina, men i 1987 rejste han til USA for at studere. Idag leder han et stort laboratorium for molekylær biologi på Princeton, foruden at han er medstifter af et firma, der arbejder på at finde de kommercielle muligheder i hans revolutionerende opdagelse. Intelligens er et vidt og meget omdiskuteret begreb. Generelt defineres det som "evnen til at løse problemer", men den evne kan være vidt forskellig, alt efter om problemet er at vinde en baseball kamp eller at lede et offentligt kontor. Intelligens er sammensat af mange forskellige evner, og derfor er det god latin i forskerverdenen at intelligens ikke skyldes et enkelt gen. Det er i stedet en evne, der opstår i et kompliceret og uigennemskueligt samspil mellem en lang række gener. Men som Joe Tsien siger, så er det givet, at ens evne til at huske og tage ved lære er en helt grundlæggende forudsætning for vores evne til at løse problemer: - Vi ville ikke have nogen civilisation, vi ville vi ikke kunne gøre erfaringer og vi ville miste vores identitet. Indlæring og hukommelse er kernen i intelligens". Sådan virker det Hjernen er opbygget af omkring 100 milliarder nerveceller, der er forbundet i et net af tynde tråde, som kaldes "synapser". Når vi husker eller lærer noget, opbygges der sammenhænge mellem nervecellerne. Tænker man på to ting samtidigt - lad os sige "ild" og "følelsen af varme" - så vil forbindelsen mellem de nerveceller, der rummer de to informationer blive styrket, så næste gang vi tænker på varme, så vil vi være mere tilbøjelige til at huske at varme kan hænge sammen med ild. Jo oftere vi tænker på de to ting samtidigt, des stærkere bliver forbindelsen mellem dem inde i vores hjerne, og dermed får vi altså en større bevidsthed om sammenhængen imellem dem. Rent fysisk sker der det, at når to nerveceller aktiveres samtidig, så åbnes der for en strøm af calcium ioner der flyder igennem synapsen - altså forbindelsen mellem de to celler. Calcium ionerne gør synapsen stærkere, så der bedre kan sendes signaler imellem de to nerveceller en anden gang. Normalt er der lukket for strømmen af calcium ioner gennem synapsen, men på nervecellen sidder der små modtagere, der opfanger signaler fra andre celler. Hvis der kommer signal fra en anden nervecelle samtidigt med at den celle, som modtageren selv sidder på aktiveres, så lukker modtageren op for strømmen af calcium ioner mellem de to celler. Hvor længe der må være mellem impulserne fra to nerveceller for at modtageren vil åbne for strømmen, ændrer sig med alderen. Når vi er unge kan der gå op til et kvart sekund. I en ældre hjerne må afstanden mellem to impulser ikke være mere end en tiendedel sekund. Man kan sige det sådan, at der åbnes et vindue mellem cellerne, men jo jo ældre vi bliver, des kortere tid står det åbent, og des sværere får vi ved at huske og lære nyt. Faktisk begynder forværringen allerede omkring det tidspunkt hvor vi modnes sexuelt. Et barn der flytter til et fremmed land vil have ret let ved at lære et nyt sprog, og hvis det sker inden 12-års alderen, vil barnet formentlig lære at tale helt uden accent. Blot to år senere, som 14 årig, vil barnet beholde en vis accent på det nye sprog. Årsagen ligger i cellernes modtagere af impulser - dem er der flere forskellige slags af. Når hjernen er ung er der flest af en type modtagere, der holder vinduet længe åbent, men efterhånden bliver der flere af en anden type, der giver en langt kortere åbningstid. De to slags modtagere - de kaldes nr2a og nr2b - produceres af hver sit gen, og det Joe Tsien har gjort med sine mus, er at gensplejse dem, så der dannes langt mere af de modtagere, der er aktive i unge hjerner. I et befrugtet museæg indsatte han et ekstra gen til produktion af NR2B Resultatet var at musenes NMDA receptor fik et vindue på 230 millisekunder, mere end dobbelt så lang tid som normale mus. Genetisk våbenkapløb Det store spørgsmål er så, om den samme metode ville virke på mennesker. Skiftet med alderen i hjernen fra én type modtagere til en anden, går igen i mange andre pattedyr. Man ved eksempelvis, at det er de samme gener, der kontrollerer processen i aber, så det ville ikke være overraskende, hvis det også gjaldt for mennesker. Joe Tsien forventer selv, at den antagelse vil blive bekræftet af andre forskere i løbet af kort tid. Sammen med en kinesisk forretningsmand i San Francisco har Joe Tsien startet et selskab, der skal forsøge at videreudvikle resultaterne til en egentlig medicinsk behandling. Hans strategi er at prøve at finde en måde at producere det stof, som er aktivt i unge hjerner. Det stof kunne så muligvis bruges til behandling af forskellige slags hukommelsestab, først og fremmest Alzheimers sygdom. Allerede når man passerer de 30, begynder det så småt at blive sværere at huske. Idag er det noget vi trækker på skuldrene ad; det regnes for en helt normal og ikke specielt bekymrende omstændighed. Men den holdning vil måske ændres, mener Joe Tsien: - Egentlig kan man ikke sige at personen er sund, for hjernen er jo i forfald, selvom resten af kroppen stadig er i fin form. For nogle hundrede år siden var Alzheimer ikke en sygdom, det var bare sådan det gik med alderen. Idag forstår vi at Alzheimers er en sygdom, og på samme måde forventer jeg at den milde tendens til forglemmelse vi oplever med alderen, en dag blive diagnosticeret som en form for sygdom der kræver behandling. Det er oplagt at den farmaceutisk industri vil forsøge at udvikle piller der kan forbedre folks mentale livskvalitet. Tsien kender udemærket det næste dilemma som dét ville skabe. For hvad nu, hvis det ikke er syge, der bruger behandlingen til at afhjælpe hukommelsestab, men at det snarere er normale og raske personer, der gør det for at få endnu bedre hukommelse og indlæring? Som han bemærker, så ændrer det selvfølgelig spillereglerne i samfundet, hvis det bliver lige så let at få en indsprøjtning for bedre hukommelse som det er at blive vaccineret. Hvis man, kemisk eller ved gensplejsning, kan sikre sit afkom en bedre indlæringsevne vil der utvivlsomt være nogen, der gør brug af det. Det tvinger imidlertid alle andre til at følge trop, for hvem kan se passivt til, når ens børn sakker bagud i konkurrencen med alle de nye gensplejsede vidunderbørn? Hvis dét sker, kan det skabe en ny og selvforstærkende afstand mellem rige og fattige, for de riges børn vil kunne booste deres læreevne, medens de fattige må klare sig med det naturen kan give dem. Bivirkninger? Men hvad nu hvis der er bivirkninger? I kølvandet på Joe Tsiens forsøg har andre forskere peget på at de samme stoffer, som styrer forbindelserne mellem nerveceller også undersøges for at hænge sammen med at oplevelsen af have kronisk smerte, og for at gøre folk mere tilbøjelige til at blive narkomaner. Man kunne også frygte at hjernen lettere forkalker og bliver sårbar for blodpropper, når strømmen af calcium imellem nervecellerne forøges. Man kan imidlertid også have nogle mere overordnede betænkeligheder, for hvorfor har naturen i første omgang indrettet hjerner sådan, at hukommelsen svækkes med alderen? Joe Tsien mener selv at det er for at sikre, at de unge kan forny arten. Hvis de gamle beholder deres styrke og kan blive ved at blive klogere og mere erfarne hele livet, så vil de unge ikke kunne klare sig i kampen om begrænsede ressourcer som mad eller steder at bo, sagde Joe Tsien. Oversat til menneskelige forhold ville det vel indebære noget i retning af at der opstår en gruppe af superfriske gamle, som holder krop og sind kørende med gensplejsningens vidundere. Med et langt livs erfaring og opsparede rigdomme, kan de udkonkurrere de yngre generationer, så de sidder mageligt på pengene, magten, de gode jobs og villaerne med havudsigt. Og dér bliver de siddende. En anden teori er at vi glemmer, fordi hjernen ellers ville bryde sammen af alle de informationer. Det er ikke alle minder vi bryder os om at beholde, noget vil man helst glemme, andre ting gør kun tankerne mere forvirrede. Men det hele løses ikke med gensplejsning Joe Tsien er overbevist om at vi engang vil begynde at ændre vores hjernefunktion med gensplejsning, men det bliver ikke de første mange årtier. Det tager typisk ti år fra at et medicinalfirma begynder at udvikle et nyt stof, til det er godkendt og kommer på markedet. Hvis det lykkedes Joe Tsien at bruge sine resultater til at skabe en behandling for Alzheimers syge, vil den tidligst kunne komme i brug om ti år. Og Tsiens forskning dækker kun den mest grundlæggende del af vores tænkning. Andre, højerestående funktioner, som at kunne analysere og drage slutninger, er langt sværere at forstå - bl.a. fordi man ikke kan teste dem på dyr. Indtil videre mener Tsien at vi er bedre tjent med at se på alle de andre faktorer, der påvirker vores hjernes ydeevne: - Vores intelligens bestemmes tydeligvis af genetiske faktorer, men på den anden side, er det også ganske åbenlyst at miljøet og uddannnelse spiller en ekstremt vigtig rolle, eksempelvis i at forbedre intelligens. Man kan se at den menneskelige intelligens er steget i det seneste hundrede år, og det skyldes ikke genetiske ændringer, men derimod en forbedring i kvaliteten af uddannelse og af miljøet. Så folk burde tænke mere over hvordan kan vi forbedre undervisningssystemet og forbedre miljøet for børn, så de nå deres fulde potentiale - snarere end tænke på hvordan man gensplejse sig frem til klogere unger. Hvordan tester man hukommelsen på en mus? En af vanskelighederne ved at undersøge ændringer i hjernens kapacitet er at man ikke kan spørge forsøgsdyrene hvordan de har det. Joe Tsiens forskerteam på Princeton universitetet, bruger en række tests til at undersøge hvor godt deres mus kan lære og huske. - Man sætter musen i en stor kasse der indeholder to genstande, som musen får lov at udforske i fem minutter. Nogle dage senere kommer de tilbage i kassen, men nu er den ene genstand skiftet ud. Hvis musen kan huske en af genstandene fra sidst, vil den typisk gå igang med at udforske den nye genstand, som den ikke kender. Ellers vil musen lige lang tid på begge objekter, fordi de begge er ukendte for den. Det viser sig, at Tsiens gensplejsede mus husker 3 til 5 gange længere end normale mus. - I en anden test sættes musen i en kasse, hvor den først hører en tone, og derefter får et lille elektrisk stød på poterne. I løbet af nogle gange forstår musen systemet, så når den hører tonen, viser den tegn på angst. Testen kan også laves omvendt: Når musen har lært at blive bange for tonen, kan man undlade at give den stød. Efter nogle gange lærer musen at der ikke længere er noget at være bange for. I forsøgene bruger de gensplejsede mus konsekvent færre gange på at lære om der er fare for stød eller ej. - Den sidste test er en vandlabyrint. Musen sættes til at svømme rundt i et bassin fyldt med vand, der er helt uigennemsigtigt, så musen ikke kan se hvad der er under overfladen. Langs kanten af bassinet er anbragt forskellige kendetegn, der gør det muligt for musen at orientere sig. Et sted i bassinet er en forhøjning, og da mus ikke bryder sig om at blive våde, vil den svømme rundt og forsøge at finde et sted hvor den kan komme op og hvile. I testen finder de genmodificerede mus hurtigere platformen end normale mus, og hvis man efter at have gjort testen nogle gange fjerner platformen, vil de modificerede mus typisk bruge mere tid end de normale i den del af bassinet hvor platformen plejer at være - et tegn på at de leder efter platformen, der hvor de husker dens placering. Sidst opdateret: 13-07-2001
|
Hukommelses test på mus
Alzheimers sygdom
Alzheimers sygdom er en sygdom, der resulterer i svigtende hjernefunktion, demens. Det viser sig først og fremmest ved dårlig hukommelse og nedsat evne til at fungere i hverdagen. |
