torsdag 12 maj 2016

Cancer, Alzheimers och... gurkmeja?

Jag fick syn på en spännande rubrik från Newsner i mitt Facebook-flöde igår: "Gurkmeja hjälper mot både cancer och Alzheimers". Gurkmeja är en helt vanlig, gul krydda som vi t.ex. hittar i currypulver. Och nu hjälper den mot cancer? Är det inte lite för bra för att vara sant? Faktum är att Newsner-artikeln tar upp hela fem olika positiva effekter av gurkmeja: Minskade inflammationer, minskad cancerrisk, förebyggande av Alzheimers, minskad risk för hjärt-kärlsjukdomar och lindring av reumatism.

Här är tre anledningar till att den här artikeln inte får mig att börja äta gurkmeja matskedsvis:

1. Jag är ingen cellodling, labbråtta eller bananfluga

Newsner-artikeln hänvisar till vetenskapliga studier, ibland väldigt vagt och ibland med länkar. Det är väl bra? Jo, men när det gäller Alzheimers går den enda direkta källhänvisningen inte till en studie av människor som äter mycket gurkmeja, utan till en studie av bananflugor som fått kurkumin, ett ämne man kan utvinna ur gurkmeja. Effekterna på cancer verkar också mest ha påvisats i cellodlingar och djurförsök. Det innebär antagligen att man inte riktigt vet vilken effekt behandlingen skulle ha på en människa. Dessutom verkar djuren som sagt ha fått rent kurkumin, som alltså är en beståndsdel i gurkmeja. Vad är det som säger att kryddan som helhet har exakt samma effekt?

Studier på odlade celler och på djur är viktiga när man utvecklar nya läkemedel, men bara för att ett visst ämne visar sig ha en viss effekt på celler i en petriskål betyder inte det att ett livsmedel som innehåller ämnet får samma effekt i en människa.

2. Skulle det verkligen gälla för mig?

När det gäller antiinflammatoriska effekter verkar man ha studerat människor i större utsträckning, åtminstone enligt den studentuppsats från Uppsala Universitet som Newsner refererar till (fast de verkar tro att det handlar om en vetenskaplig studie). Man märker dock snabbt att uppsatsen i sin tur refererar till studier med ganska få deltagere: tio, tolv eller så många som 62. Det innebär inte nödvändigtvis att de här studierna är dåliga, men ju färre försökspersoner man har desto större risk är det att någon slumpmässig effekt påverkar resultatet - tänk om sju av de tio försökspersonerna var på bättringsvägen ändå, och det får det att se ut som om behandlingen har en viss effekt? Är det bara de här studierna som gäller så är det helt enkelt svårt att veta säkert vad effekten är.

3. Kurkuminet når inte fram

En annan intressant sak i den där studentuppsatsen är påståendet att kurkumin, alltså det ämne i gurkmejan som anses ha effekt, ska ha dålig "oral biotillgänglighet". Det betyder i klartext att även om man sätter i sig stora mängder är det inte säkert att kurkuminet tas upp i kroppen. Den där studentuppsatsen hänvisar till exempel till en artikel där man har studerat just hur kurkumin tas upp och kommit fram till att det till stor del bryts ner i tarmarna. Det innebär att om vi till exempel skulle vilja att en viss dos kurkumin når en cancertumör i äggstockarna så kanske det inte skulle räcka att äta kurkumin, eftersom det mesta av det vi åt inte skulle komma ut i blodet och alltså inte skulle nå tumören. Andra källor har uppskattat att man skulle behöva äta omkring hundra gram gurkmeja per dag för att komma upp i de doser som används i försök på djur och odlade celler. Mycket curry blir det.

Om man utvecklar faktiska läkemedel med kurkumin, vilket man försöker göraså kommer man antagligen också att utveckla metoder för att öka upptaget. Men om man bara äter gurkmeja, så som föreslås här, så finns problement med dålig biotillgänglighet kvar.


Det finns fler saker som får mig att tro att Newsner inte har koll. De är dåliga på att tala om var informationen kommer ifrån, till exempel påstår de att en studie är publicerad i US National Library of Medicine and National Institutes of Health när den i själva verket är publicerad i tidskriften Cancer Letters - National Library of Medicine är bara en databas som samlar artiklar från andra källor. De hänvisar också till en professor i ytkemi som nån sorts expert på medicinska effekter, vilket blir ganska märkligt.

Cancer och Alzheimers är skrämmande sjukdomar, och det är inte så konstigt att vi intresserar oss för saker som skulle kunna förebygga dem. Problemet med artiklar som den här är att den presenterar något som kanske skulle kunna utvecklas till ett läkemedel som om det redan var en mirakelkur, vilket kan ge falska förhoppningar. Det räcker i alla fall inte för att övertyga mig, och jag tänker därför skippa gurkmejan (förutom när jag ska laga curry) till förmån för WHO:s rekommendationer om hur man kan påverka sin cancerrisk: Motion, måttligt med alkohol, ingen tobak, mycket grönsaker och lite rött kött.

Ta hand om er.

söndag 24 april 2016

Grafen: Vad, varför och till vad?

I fredags hade jag nöjet att hålla en så kallad "Skeptisk Kvart" (fast det blev visst en halvtimme) på Vetenskap och Folkbildning Göteborgs Skeptiska Månpub. Temat för föredraget var grafen: Vad är grafen, varför är det så fantastiskt och vad sk vi ha det till? När jag förberedde mig insåg jag att jag inte har skrivit så mycket om grafen här på bloggen, trots att jag jobbat med det i drygt två år. Därför tänkte jag publicera mina (renskrivna) anteckningar till föredraget här.

Om vi börjar med den första frågan, "vad är grafen?", så finns det ett enkelt svar: Grafen är ett enskilt lager grafit. Grafit i sin tur är något vi alla har kommit i kontakt med, det är nämligen den viktigaste beståndsdelen i stiftet till blyertspennor. Grafit består av kolatomer som sitter ordnade i lager. Inom lagren är de kemiska bindningarna mellan atomerna starka, så de sitter ihop bra, men mellan lagren är bindningarna mycket svagare och lagren glider lätt i förhållande till varandra. Det är det som händer när vi skriver med en blyertspenna, klumpar med flera lager grafit lossnar från stiftet och fastnar på pappret.

Den svaga bindningen mellan lagren i grafit var något som André Geim och Konstantin Novoselov i Manchester utnyttjade när de för första gången framställde grafen i början av 2000-talet. De experimenterade med en bit grafit och vanlig tejp, och när de satte tejp på grafiten kunde de enkelt lyfta av några lager. Efter att ha upprepat proceduren några gånger och kontrollerat resultatet i elektronmikroskop kunde de konstatera att de lyckats framställa ett enstaka lager grafit, alltså grafen. (För den som vill veta mer om den historen rekommenderas Manchesters universitets hemsida.)

Så Geim och Novoselov kom på hur man skulle framställa grafen. Men vad är det som är så fantastiskt med grafen som material? Ganska mycket skulle det visa sig - grafen är ett material som man behöver många superlativ för att beskriva. Eftersom det bara är en enda atom tjockt så är det det tunnaste material som finns, vilket också gör det till det lättaste (1000 gånger lättare än papper per kvadratmeter) och genomskinligt. Dessutom är det ca 200 gånger starkare än stål, böjligt och leder både elektricitet och värme bra.

Hur kan grafen ha så många spännande egenskaper? Lättheten och transparensen är som sagt knutna till att det är så tunt, men för att förstå de andra egenskaperna behöver vi titta på hur elektronerna i grafen beter sig. Grafen består av kolatomer, och varje kolatom består av en positivt laddad kärna omgiven av sex negativt laddade elektroner. Två av de elektronerna befinner sig oftast nära kärnan och påverkar därför inte omgivningen så mycket, men de övriga fyra avgör hur atomen sitter ihop med sina grannar. Varje kolatom i grafen har tre grannar, och de sitter ihop med något som kallas elektronparbindning eller kovalent bindning. Det innebär att en elektron från varje atom hamnar i ett tillstånd som gör att de oftast befinner sig mitt emellan atomkärnorna. Då elektronerna är negativt laddade och kärnorna positiva skapar det en stark bindning mellan atomerna.

Eftersom varje grafenatom har tre grannar så går tre av de fyra elektronerna åt till såna elektronparbindningar, och det är de som gör att grafenet blir så starkt - eftersom bindningarna är så starka krävs det mycket energi för att dra isär dem. De bidrar också till att grafen leder värme så bra. Värmetransport i grafen sker genom att atomerna vibrerar, och de styva bindningarna i planet gör att vibrationerna kan fortplanta sig snabbt.

Men den fjärde elektronen då? Den kommer inte att sitta mellan atomerna i grafenplanet, utan oftast befinna sig antingen ovanför eller nedanför planet. Den fjärde elektronen är mer "lös och ledig" än de andra och den kommer därför att börja rör på sig i ett elektriskt fält -- den bidrar alltså till grafenets stora förmåga att leda elektrisk ström. Det hjälper också att grafenets struktur innebär att elektronen kan komma upp i väldigt hög hastighet.

Så vad ska vi ha grafen till? Frågar man oss som forskar på grafen blir svaret "Allt!". Det är lätt att få intrycket att grafen ska lösa alla världens problem, men det finns några områden där det kan bli extra viktigt. Ett sådant är flexibel elektronik. Eftersom grafen är lätt, elektriskt ledande och böjligt skulle det kunna ersätta tyngre, stelare material och ge oss batterier och annan elektronik som går att böja, vika eller kanske sy in i kläder.

Något man är speciellt intresserad av att använda grafen till är böjliga pekskärmar. Pekskärmar ställer faktiskt rätt höga krav på de material som ingår, och speciellt materialet på ytan. Det måste vara genomskinligt, vi ska ju kunna se vad som står på skärmen, men det måste också fungera som en sensor och känna av hur vi rör fingrarna på skärmen. Det innebär att materialet måste leda elektrisk ström. Det finns bara ett fåtal material som klarar båda kraven, och de har ofta andra problem. Det som oftast används idag, indium-tenn-oxid, är till exempel väldigt skört och skulle absolut inte fungera i en böjlig skärm. Här skulle grafen vara ett väldigt spännande alternativ - så spännande att företag som Samsung redan är på gång med prototyper. 

torsdag 14 april 2016

Kortfattat: Spela för vetenskapen

Det brukar påstås att man inte lär sig förstå kvantfysik, man vänjer sig vid den. Därför kan det låta lite märkligt att någon försöker använda sig av vanliga människors intuition för att lösa kvantfysikaliska problem. Ändå är det precis det ett antal forskare på Århus Universitet har gjort. I en artikel i tidskriften Nature beskriver de hur utvecklat ett spel kallat QuantumMoves där användaren med hjälp av olika strategier ska flytta en atom mellan olika positioner. Kruxet är att atomen inte är en liten rund kula som i kemin på högstadiet, utan en kvantpartikel som kan hamna i olika energitillstånd beroende på t.ex. hur fort man flyttar den. Atomens energitillstånd illustreras med hjälp av kvadraten på dess vågfunktion, som beskriver sannolikheten för att man ska hitta atomen på en viss position och i ett visst tillstånd. I spelet ser den här vågfunktionen väldigt mycket ut som en vätska som skvalpar omkring. Målet är att flytta atomen och samtidigt få den att hålla sig kvar i ungefär samma tillstånd, d.v.s. vätskan ska skvalpa så lite som möjligt.

Att få folk att hjälpa till med vetenskapliga problem genom att göra spel av dem är inte ett helt nytt koncept, det har t.ex. tidigare använts för att få fram proteinstrukturer, men detta verkar vara första gången man försökt använda det för kvantfysik. Enligt artikelförfattarna var det också tämligen framgångsrikt, på så sätt att spelarna hittade effektiva metoder att flytta atomerna. I slutändan är meningen att den här informationen ska kunna användas för att konstruera en kvantdator.

tisdag 22 mars 2016

Open access: Varför inte, egentligen?

Tillgången till forskningsresultat är uppe till diskussion igen, åtminstone i USA där New York Times skriver om en ung forskare från Kazakstan som blivit stämd av förlaget Elsevier efter att ha gjort stora mängder vetenskapliga artiklar tillgängliga för vem som helst via nätet. Förlaget anser naturligtvis att detta är helt fel, och att det höga priset på deras prenumerationer är väl motiverat. Det är dock många som inte håller med dem, inklusive personer som inte anser att forskaren från Kazakstan agerat rätt. Varför?

Vetenskapliga artiklar skiljer sig från annat publicerat material på ett antal sätt. En sak som är viktig i det här sammanhanget är hur de produceras. Forskare får inte betalt för att publicera sina artiklar i en viss tidskrift, snarare kan man få betala en avgift om man t.ex. vill ha färgfigurer i en artikel. De andra forskare som kvalitetsgranskar artikeln innan publicering, s.k. peer review, får inte betalt för det. Påfallande ofta är också tidskriftens redaktörer forskare som inte får betalt för att vara redaktörer. Däremot måste samtliga - författare, granskare, och alla andra intresserade - betala en rejäl summa till förlaget om de vill ha tillgång till artikeln efter publicering. Enstaka artiklar kan kosta runt 30 dollar, eller 250 kr. Det är lätt att tycka att det låter lite väl mycket, särskilt med tanke på att hantering och publicering av manuskript mestadels sker elektroniskt.

Å andra sidan, vad är alternativet? Forskare måste ju kommunicera sina resultat på något sätt, helst i tidskrifter med gott rykte och hög impact factor. Det alternativ som ofta framhålls är open access, tidskrifter som gör sitt innehåll tillgängligt för alla utan kostnad. Sådana tidskrifter kan vara ett steg i rätt riktning, men de har också problem. Exempelvis tar de ofta ut en ganska hög avgift av artikelförfattaren för att bekosta publiceringen, vilket kan göra det svårt för mindre universitet eller underfinansierade forskare att publicera i dem. De har också fört med sig en svans av skräptidskrifter som helt enkelt tar betalt för att publicera en artikel utan kvalitetsgranskning (så kallad predatory open access publishing). Dessutom har även seriösa open access-tidskrifter ofta låg impact factor, åtminstone än så länge.

I slutändan hoppas jag att man kan lösa problemen med open access och att det blir den vanligaste formen av publicering i framtiden (en förhoppning som verkar delas av Vetenskapsrådet, som kräver att de som får anslag från dem ska publicera sina resultat med open access). Friare tillgång till forskningsresultat gör det lättare att forska, eftersom man inte begränsas på samma sätt av vad ens universitetsbibliotek har råd att prenumerera på.

En annan stor fördel med open access skulle vara att göra forskningsresultat tillgängliga för allmänheten på ett helt annat sätt än idag. Säg till exempel att din lokala dagstidning trumpetar ut att en vetenskaplig studie visar att kaffe botar cancer. Du blir lite fundersam och vill kolla upp vad som står i den vetenskapliga artikeln där studien presenteras, men du hittar bara sammanfattningen på nätet. Sammanfattningen eller abstract är väl i och för sig bra, men kan vara missledande (min personliga erfarenhet är att ju sämre studie, desto mer missvisande abstract). Själva artikeln kostar flera hundra spänn.
Visst vore det bra med mer open access?

söndag 28 februari 2016

Stora ord och luriga akademiker

Känner ni till Alan Sokal? Han är en amerikansk professor i fysik som är mest känd för en artikel han publicerade i en tidskrift om postmoderna kulturstudier. Inte för att artikeln rapporterade något stort genombrott eller framsteg, utan för att den var en bluff. Sokals artikel, Transgressing the Boundaries: Towards a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity, var konstruerad kring de "löjligaste citat [från postmodernistiska akademiker] han kunde hitta om matematik och fysik" och skickades till tidskriften för att testa om de skulle publicera en artikel som lät bra trots att det var rent nonsens. Det gick alldeles utmärkt, skulle det visa sig. Samma dag som artikeln skulle publiceras avslöjade Sokal bluffen, vilket startade en debatt både om relationen mellan humaniora och naturvetenskap, postmodernism och det etiska i att försöka få en sådan bluffartikel publicerad.

Nu verkar det ha hänt igen, fast i mindre skala. Den här gången är det inte en naturvetare som ger sig på humanioran, utan en samhällsvetare som lurar andra samhällsvetare. Peter Dreier skriver i American Prospect att han för sex år sen skickade ett nonsens-bidrag till en diskussionspanel med titeln The Absence of Absences (frånvaron av frånvaro?) som utgjorde en del av en större konferens. Hans bidrag var inte en hel artikel utan ett abstract, alltså en kort text som fungerar som sammanfattning av det arbete man tänker presentera. Han skriver i American Prospect att han försökte formulera sitt abstract så att det skulle innehålla så många stora ord som möjligt (samt ett fabricerat Heidegger-citat) men inte egentligen betyda eller säga något. Hans bidrag blev accepterat och han blev inbjuden att presentera på konferensen, men han valde att inte åka dit.

Så vad var poängen med detta? Dreier skriver att hans mål var att visa hur pompös och specialiserat ordförrådet i akademiska texter är. Han hävdar att även om olika forskningsfält utvecklar olika termer, jargonger och sätt att skriva så borde de flesta forskare i samhällsvetenskap kunna förstå åtminstone huvuddragen i varandras arbete om det presenteras för att vara lättfattligt snarare än med onödigt stora ord. Han verkar också anse att mer lättfattliga artiklar skulle innebära att resultaten av arbetet lättare kommer till nytta i det övriga samhället.

Det är intressant att se vilka likheter som finns mellan Sokals kritik av postmodernismens jargong på 90-talet och det Dreier skriver om specialisering, men skillnaderna är också viktiga. Sokal var naturvetare, och en del av hans kritik gick ut på att man inom humaniora kritiserade och diskuterade naturvetenskap utan att på djupet förstå den (tidskriftens redaktörer bad t.ex. inte någon fysiker att granska artikeln trots att den delvis handlade om fysik). Dreiers har mer av ett inifrånperspektiv och pekar på vad han ser som negativa konsekvenser för samhällsvetenskapen om man fortsätter kommunicera sina resultat på det sätt som sker nu.

Själv kommer jag att tänka på hur svårt det ibland kan vara att läsa artiklar från en annan gren av fysiken än den man själv är aktiv inom. De flesta artiklar i vetenskapliga tidskrifter förutsätter gedigna förkunskaper, och även om man egentligen använder samma matematiska verktyg kan det vara svårt att ta till sig resultat från helt andra fält. Till skillnad från vad Dreier skriver om samhällsvetenskaperna så tror jag dock inte att situationen inom fysiken beror på att man utvecklar en jargong eller tar till stora ord för att få sitt arbete att verka viktigt. Snarare är det så att vissa forskningsfält glider längre och längre ifrån varandra ju fler framsteg som görs.

Å andra sidan finns det naturligtvis sätt att göra även komplicerade saker konkreta och lättfattliga. Jag läste nyligen en studie om hur styrkan hos grafen påverkas av långsträckta defekter, så kallade korngränser. Artikeln var fullproppad av formler och experimentell data, men avslutades med ett mycket konkret resonemang: Författarna förklarade att om man har en tillräckligt stor bit rent grafen, utan defekter, så kan det bära upp en fotboll utan att gå sönder trots att materialet bara är en enda atom tjockt. Har man däremot grafen med defekter får man nöja sig med att lägga dit en pingisboll.
Konkret och lättfattligt. I like.

söndag 7 februari 2016

Stormen kring KI och vikten av långsamhet

Det stormar kring Karolinska Institutet och kirurgen Paolo Macchiarini på grund av den senares försök med att operera in luftstrupar av plast i människor. Jag får erkänna att jag inte följt händelserna så noga tidigare, men under veckan som gick har jag sett Experimenten, Bosse Lindquists dokumentär i tre avsnitt om Macchiarinis verksamhet, på SVT Play.

Dokumentären ger en ofta hårresande inblick i hur man opererat in luftstrupar av plast, doppade i stamceller, i människor utan att ens ha testat metoden på djur i förväg. I dokumentären får vi se hur patienter efter de här operationerna fått allt svårare att andas och haft svåra smärtor, och att senare undersökningar visar att stamcellerna inte alls vuxit fast på plaststruparna och bildat en ny, normal luftstrupe, så som var meningen. I stället verkar de skada omkringliggande vävnad och ge upphov till infektioner.

Det har ju som sagt skrivits mycket om de här händelserna, om Karolinskas utredning av dem och om huruvida det handlar om forskningsfusk eller inte. Jag tänkte skriva om en annan sak som jag kom att tänka på när jag såg dokumentären, nämligen vikten av att skynda långsamt. Jag har varken läst biologi eller medicin, men jag har läst kurser i materialvetenskap som delvis handlade om biofysik och implantat. Där fick jag veta att biokompatibilitet, alltså att ett material går väl ihop med biologisk vävnad, inte är så lätt att åstadkomma, framför allt inte om vi vill att celler ska växa och trivas på materialets yta. Vad jag minns var proceduren med implantatmaterial av olika slag att man helst skulle få celler att växa på dem in vitro, alltså i en näringslösning i ett labb, innan man gjorde något annat. Sedan djurförsök på exempelvis råttor, grisar eller primater, och sen, om allt gick väl, studier på människa. Eftersom man i regel vill publicera en artikel för varje framsteg skulle resultaten i varje steg också vara tillgängliga för granskning och kritik från andra forskare.

När man ser dokumentären Experimenten får man känslan av att här är det nästan tvärt om: Man får en patient som har cancer i strupen och svårt att andas, och då är det bråttom, bråttom att sätta in en plaststrupe. Sen arbetar man vidare med fler patienter i ett rasande tempo, får tillstånd att testa på friskare patienter i Ryssland, kämpar mot klockan för att få fram rätt sorts implantat till studien. Först verkar operationerna lyckas, men så får patienterna andningsproblem, en av struparna behöver bytas ut, patienter börjar avlida.
Och efter detta börjar man tala om att testa på djur.

Försöken med plastluftstruparna har bedrivits av en forskare anställd på ett institut med gott rykte inom forskarvärlden, men när man ser dokumentären får man intrycket att det handlar om dålig forskning. Det är lätt att förstå att man blir otålig när man tror att man har lösningen på ett akut problem men hindras från att tillämpa den, men som forskare måste man komma ihåg är att bara för att man tror att man har en lösning så är det inte säkert att man har det. Oförutsedda problem kan dyka upp, saker kanske inte funkar som man tror, det man trodde var en lösning visar sig göra saker värre istället. Därför är det nödvändingt att man så långt som möjligt testar sina metoder i sammanhang där ingen människa kan komma till skada. Vetenskap är på många sätt en långsam process, där varje slutsats noga ska motiveras och granskas av ens kolleger och konkurrenter, och den långsamheten gör fel kan upptäckas i tid. Det är när forskningen får ta den tid som behövs som vi kan lita på det slutgiltiga resultatet.

måndag 27 juli 2015

Konferens!


I början av den gångna veckan deltog jag och två kollegor i en konferens som ägde rum på universitetet i Aveiro, Portugal. Jag hade förmånen att få ge en presentation med titeln "Diffraction and near-zero transmission of flexural phonons at graphene grain boundaries", med ungefär samma innehåll som min senaste artikel. Jag var också med på ett hörn på min tidigare handledares poster, som beskrev vår molekylärdynamikstudie av metallatomer på grafen.

Konferensen var delad i tre parallella sessioner, en med fokus på avancerade nanomaterial, en med fokus på väteenergi (bränsleceller etc. alltså, inte fusion) och en med fokus på grafenteknologi. Det var den sistnämnda jag deltog i. Många av föredragen var fokuserade på experiment med och tillämpningar av grafen, snarare än den typen av teoretiska studier som jag sysslar med. Förutom grafenstudierna börjar det också bli allt vanligare att man lägger till andra material som också består av ett enda lager av atomer, men av andra grundämnen. Ett exempel som funnits med ett tag är hexagonal bornitrid, som består av bor och kväve. Ett annat exempel som växer i popularitet är molybdendisulfid, som är en halvledare och därför intressant i riktigt tunn elektronik.

Det jag personligen tyckte var mest spännande av de andra föredragen handlade dock om grafen, fast inte som vi är vana att se det. Det var Dr. Ana Neves  från Exeter som berättade att de lyckats täcka tunna trådar av syntetmaterial med grafen och därmed gjort dem elektriskt ledande. Målet med detta är att framställa smarta textilier med invävd elektronik som känner av sådant som kroppstemperature och puls, eller som utgör en del i kommunikationssystem. Om detta kan fås att fungera skulle det verkligen kunna ta grafen från labbet till vardagslivet. Det verkar dock vara en bit kvar - exempelvis ställer tekniken just nu ganska höga krav på tråden som man fäster grafenet på.