Mennesket i fremtiden [20] 8290388993, 8290388470 [PDF]

Zitiervorschau

VITENSKAPENS VERDEN

MENNESKET I FREMTIDEN Redaksjon: Nigel Calder og John Newell

Norsk oversettelse: Torill Gundersen Faleide

ILLUSTRERT VITENSKAPS BIBLIOTEK

Innhold Forord

3

Kroppen

1 2

3 4 5

Genetikk og sykdommer Krigen mot dreperorganismene Alderdom og udødelighet På grensen av legevitenskapen Kropp og sinn

5

17 31 39 45

Sinnet 6 7 8 9 10

Bevissthet Hukommelse Språk Tendenser i psykiatrien Stemningskontroll

55 65 75 83 91

Mennesket

11 12 13

Å forstå mennesket Å forbedre mennesket Å erstatte mennesket

Ordliste Register

99 109 117 125 126

VITENSKAPENS VERDEN □ «Mennesket i fremtiden» □ Norsk utgave © Spesialbladforlaget A/S 1990 □ Norsk redaksjon: May Britt Stamsø og Ole Skau Jakobsen l_ Oversatt av Torill Gundersen Faleide □ Engelsk original­ tittel: «Future Earth» O © Equinox (Oxford) Ltd. 1988 □ Redaksjon: Nigel Calder og John Newell □ Konsulenter: professor Jack Good, professor André Lebeau og professor James Lovelock □ Forfattere: dr. Alan Baddeley, dr. Susan Blackmore, Nigel Calder, dr. Francis Creed, dr. Bernard Dixon, professor John Ebling, professor Hugh Freeman, dr. Andrew Greenshaw, dr. Trevor Harley, dr. Robin Holliday, John Newell, dr. Mark Ridley, dr. Trevor Robbins og professor Sir David Weatherall □ Sats: Laursen Tønder □ Trykk: Dansk Heatset Rotation I/S, Odense □ ISBN 82-90388-99-3 (24 bind komplett) □ ISBN 82-90388-47-0 (bind 20, «Mennesket i fremtiden»).

Forord Er vitenskapen i ferd med å løpe fra oss? Beveger frontforskerne seg så langt bort fra resten av samfun­ net at vi ikke lenger kan forstå omfanget og konse­ kvensene av den nyeste forskningen? Mange hevder at kløften mellom den vitenskapelige frontlinjen og vanlige mennesker er blitt bredere de siste tiårene. Forskningen har vokst i bredden og dybden, og det er lenge siden det ble umulig for et menneske å følge med på alle forskningsfelter. Goethe blir regnet som det siste universalgeniet. Han var altså i stand til å tilegne seg den vestlige verdens kunnskap. Dagens all­ mennutdanning gir oss resultater og virkelighetsopp­ fatninger fra gårsdagens forskning. Men innsikten og forståelsen går tapt. Selv de som føler at de er orientert i dag, rekker knapt å følge overfladisk med. Genspleising og kloning av gener, kunstig intelli­ gens, tenkende roboter og datamaskiner, hjernetransplantasjoner og medikamenter som kontrollerer ten­ kingen. Alle disse begrepene kommer til oss fra for­ skernes laboratorier. Spørsmålet er om vi er forberedt på denne flommen av informasjon og produkter. I løpet av de siste årene har vitenskapen opplevd en eksplosiv utvikling i forståelsen av de menneskelige genenes oppbygning og funksjon. Ikke minst vet man mye om hvordan man kan manipulere med dem. Det har ført til store framskritt innenfor framstillingen av eksempelvis veksthormoner. De gjør det mulig å be­ handle barn med dvergvekst. De samme metodene kan også anvendes til å klone organismer. Ja, det er teoretisk mulig å framstille en rekke helt identiske ko­ pier av ett individ. Et annet felt der utviklingen går raskt er EDB og datamaskiner. Mange forskere drømmer om å skape den perfekte datamaskinen som skal erstatte menne­ sket som arbeider og produsent. Avanserte datamaski­ ner kan helt sikkert avlaste mennesket. Men kan de ta makten fra oss en dag? Ender vi på det nivået i forhold til datamaskiner som apene befinner seg på i forhold til oss i dag? Vi kan selvfølgelig også se fram til en rekke positive landevinninger på grunnlag av kommende års forsk­ ning, men de samme forskningsresultatene reiser en rekke etiske spørsmål som vi må forholde oss til allere­ de i dag. Imidlertid utvikler forskningen og dens meto­ der seg så raskt at det i mange tilfeller bare er forsker­ ne selv som har mulighet for å forstå og overskue ut­ viklingen. Hvordan kan vi vanlige mennesker ta stil­ ling til de mulige konsekvensene av for eksempel bio­ teknologi, når verken vi eller politikerne i virkelighe­

ten kan fatte rekkevidden av det vitenskapelige arbei­ det? Krisesituasjoner og mislykkete strategier viser på ny og på ny at de som tar avgjørelser, ikke alltid har den nødvendige kunnskapen og innsikten. Vi må ori­ entere oss og være våkne for å rette på forholdet. Vi har meget kort tid til å hindre miljøkrisen eller matvaremangelen. Dette bindet av Vitenskapens Verden er derfor ytterst aktuelt. I boken beskrives de siste oppdagelsene innen en rek­ ke forskningsgrener. Boken er redigert av en ekspert­ komité av anerkjente vitenskapsfolk og vitenskapsskribenter som gjør opp status over vitenskapene i dag. I oversiktskapitler drøftes høyaktuelle emner som genetikk, genteknologi og behandling av for eksempel arvelige sykdommer og kreft. Forfatterne ser på sam­ menhengen mellom kropp og sjel, studiet av sinnet - vår bevissthet, hukommelsen og språket. Utviklin­ gen innenfor psykiatrien tas opp, og ikke minst (mis)bruken av kjemiske stoffer til å påvirke følelseslivet. Endelig behandler flere kapitler de sentrale aspektene omkring mennesket i dag og i morgen. Kan og skal vi strebe etter å forbedre menneskerasen, slik gentek­ nologien legger opp til? Og tør vi gå videre i utviklin­ gen av kunstig intelligens? Gjennom hele teksten stanser forfatterne opp og stiller spørsmålene: Hvor står vi i dag? Hvordan vil utviklingen endre verden i de kommende årtier? Og ikke minst: Hva kan vi ut fra vår nåværende situasjon si om menneskets samfunn i de kommende hundreår? Leseren inviteres med på en framtidsreise som gir inn­ blikk i hvordan mennesket og de menneskelige forhol­ dene muligvis vil ha utviklet seg om noen år, om 30 år og om 300 år. Det er en umulig oppgave, men for­ fatternes blikk ut i framtiden er mer enn bare science fiction. En stor del av dagens arbeid i laboratoriene vil anvendes i praksis om noen år. Allerede i dag må vi forestille oss konsekvensene av forskningen for at vi senere ikke skal bli tatt på sengen. Forfatterne legger ikke fingrene imellom. De advarer oss om faren ved å tro blindt på at de teknologiske framskrittene styrer oss rett inn i «den evige lykke». Vi oppfordres til å ta stilling. Og boken gir et godt utgangspunkt for å danne seg sine egne meninger. Teksten beskriver den tekniske utviklingen, konse­ kvensene og risikoen på en klar og tilgjengelig måte. Her finnes bakgrunn for å ta del i debatten, slik at vi kan være med i utformingen av framtiden, for oss selv og våre etterkommere. Redaksjonen

——-«n

- d i i t i iiim i

•i-1

Genetikk og sykdommer Skallethet er arvelig... Tidlig medisinsk genetikk... En oppsiktsvekkende revolusjon... Dominant og recessiv uorden... Mutasjoner... Nye teknikker for å oppspore gener hos mennesket... Kartlegging av menneskets gener... Genteknologiens perspektiv... Behandling av genetiske sykdommer... Onkogener og kreft hos mennesker... Genterapi på kjønnsceller... Ubesvarte spørsmål

Enten vi i all hemmelighet betrakter en kommende svigerfar eller svigermor for å få et slags inntrykk av hvordan vår tilkommende vil se ut om 30 år, eller vi ser på et nyfødt barn og lurer på om det ligner mest på mor eller far, er det genetikken vi ser etter det arvelige. Selv Hippokrates, legen som levde i det gamle Hellas for mer enn 2000 år siden, var klar over at særtrekkene i en familie føres videre fra generasjon til generasjon. Han registrerte og fastslo at skallethet faktisk er arvelig. Og legene har alltid vært opptatt av spørsmålet om sykdommer kunne være arvelige. I 1983-utgaven av Victor McKusicks Mendelian Inheritance in Man (Mendeliansk nedarving hos mennesket) som er selve bibelen for alle som arbeider innen klinisk genetikk, er det oppgitt 3000 forskjellige sykdommer som følger Mendels arvelover. Selv om man i lengre tid har vært klar over de kjemiske forbindelsene som spiller inn ved disse sykdommene, er det først i de aller siste årene at man har klart å finne ut hva som er galt i de genene det gjelder.

Medisinsk genetikk Den første som prøvde å måle nedarving hos menneskene, var den engelske legen Frands Galton (1822-1911). Rundt 1850 var Galton opptatt av hvordan spesielle evner ser ut til å gå i arv i enkelte familier. Til tross for at han hadde tendenser til å dyrke fram en elite i samfunnet, var Galton den som brukte statistiske metoder på problemene rundt nedarving. Galton og hans elever var imidlertid ikke i stand til å gjøre videre studier, fordi de manglet kunnskap om overføringen av den genetiske koden. Omtrent på samme tid eksperimenterte G reg or Mendel (1822-1884) med erter, og fant ut hvordan arveanleggene, genene, som ble overført fra generasjon til generasjon, fulgte enkle statistiske lover. I de 40 årene som fulgte ble Mendels arbeid fullstendig oversett og glemt, men i dag er det nettopp hans lover som danner grunnlaget for den moderne genetikken. Den medisinske genetikken dukket opp i 1901 da en annen engelsk lege, Archibald Garrod (18571936), for første gang Identifiserte en arvelig sykdom som skyldtes kroppens manglende evne til å behandle et kjemisk materiale. Garrod kalte det en medfødt stoffskifteanomali, og dermed knyttet han arvelige sykdommer til en av Mendels arvelover. Men også Garrods arbeid ble «glemt» i flere tiår framover. Først i siste halvdel av dette århundret har vi fått øynene opp for den store betydningen genetikken har for praktisk medisin. Menneskets molekylærbiologi 11953 avslørte James Watson og Francis Crick strukturen i DNA-molekylet, eller deoksyribonukleinsyren, det kjemiske materialet som utgjør genene i cellene. Dermed begynte en utvikling innen molekylaerbiologien som i mange år ble betraktet som lite interessant for praktisk medisin. Utviklingen innen denne vitenskapen har nærmest vært en revolusjon, og i dag har man metoder som gjør det mulig å isolere menneskelige gener og studere opp­ bygningen av dem. Selv om de nye teknikkene ble tatt i bruk så sent som i slutten av 1970-årene, er de så avanserte og til de grader vellykkete, at man allerede har dannet seg et detaljert bilde av hva som kan gå galt med genene våre og forårsake sykdommer. Ved hjelp av moderne genteknologi kan vi nå diagnostisere arvelige sykdommer allerede på fosterstadiet. Det vil neppe vare lenge før de syke genene kan erstattes med nye gener. Medisinsk genetikk er ikke anvendelig bare når det gjelder sykdommer som arves i en familie. Genene spiller også en viss rolle når det gjelder alle andre typer sykdommer. Moderne teknologi har imidlertid sider som gjør at mange spør seg selv hvor langt vitenskapen er villig å gå når det gjelder manipulering med genetisk materiale. ◄ Celledeling i et hvitt blodlegeme (lymfocytt) fra et menneske. Kromosomene vil danne en mitose, eller en celledeling som gir to datter­ celler med like mange kromosomer som det er i den opprinnelige cellen.

6 Forstyrrelser i hemoglobinmolekylet har avslørt mer enn 70 ulike mutasjoner

▼ En pike som lider av sykdommen cystisk fibrose blir behandlet av en fysiotera­ peut. En genetisk misdannelse gjør at lungene og bukspyttkjertlene hos pasienter med cystisk fibrose utvikler et tykkere sekret enn hos friske mennesker. De lider derfor stadig av lunge- og fordøyel­ sessykdommer, og trenger regelmessig antibiotika og fysioterapi.

Mønster for genetiske sykdommer De mer enn 3000 genetiske sykdommene følger forskjellige nedarvingsmønstre. Noen kalles dominante, fordi det er nok med ett sykt gen i det ene kromosomet i kromosomparet for at sykdommen skal utvikle seg. Andre sykdommer er recessive. Det betyr at bare individer som arver det dårlige genet fra begge foreldrene utvikler sykdommen. Slike individer kalles homozygoter. Foreldre som bare har ett dårlig gen, og derfor er bærere av sykdommen uten at de utvikler den selv, kalles heterozygoter. Cystisk fibrose er den reces­ sivt nedarvete sykdommen som er mest utbredt i Nord-Europa. For hver 10 000 barn som blir født, fødes to eller tre med denne sykdommen. Den vanligste genetiske sykdommen i verdensmåle­ stokk, er nedarvete forstyrrelser i de røde blodlegemene. Rundt fem prosent av verdens befolkning er bærere av slike sykdommer. Nesten alle har noen få ødelagte, recessive gener, men det er svært små sjanser for at vi møter en partner med de samme unormale genene. Dominant genetiske sykdommer er ikke så vanlige. Noen av de genetiske sykdommene som forekommer hyppigst, sitter på X-kromosomet, som for eksempel blødersyken hemofili og et par alvorlige muskelsviktsykdommer. En annen gruppe skyldes alvorli­ gere feil i kromosomene. Enten arver vi for mange eller for få kro­ mosomer, eller kromosomene mister en bit eller får en bit for mye av det kromosomet det kombineres med. Det mest kjente eksem­ plet er Downs syndrom, eller «mongolisme». Hva betyr dette om vi ser menneskelig sykdom som en helhet? Omtrent én prosent av alle nyfødte barn har en eller annen gene­ tisk mangel eller medfødt deformitet. Medfødte deformiteter er ikke på noen måte genetisk betinget og kan skyldes påkjenninger

GENETIKK OG SYKDOMMER

7

under graviditeten, selv om det i mange tilfeller er snakk om arveli­ ge trekk. Genetiske forstyrrelser av denne typen er bare toppen av isfjellet. De aller fleste sykdommene som rammer befolkningene i vestlige land - som hjerte-karsykdommer, kreft, psykiske lidelser og diabetes - har alle sterke genetiske trekk, selv om miljøfaktorer også spiller en stor rolle.

▲ Talassemi skyldes en genetisk defekt i hemoglobinproduksjonen. Dette gjør at de røde blodcellene, som hos friske individer er fulle av hemoglobin, ser bleke og spø­ kelsesaktige ut når vi studerer dem i et mikroskop. Denne sykdommen er spesielt utbredt i områdene rundt Mid­ delhavet (navnet talassemi kommer av det greske ordet for «hav»).

► Allerede når et foster er 1415 uker gammelt kan man foreta DNA-tester ved a ta prøver av fostervannet (amnionvæsken). Så langt vi er i stand til a se i dag. vil slike tester bare bli brukt for å finne ut om et foster lider av noen av de vanligste genetiske sykdommene. Det gjelder for eksempel cystisk fibrose eller hemoglobinmangel. Nar det gjelder mindre hyppige sykdommer, er det sannsynlig at man bare tilbyr slike under­ søkelser til foreldre som allerede har fått et barn med den aktuelle sykdommen.

Molekylær-grunnlaget for arvelige sykdommer I moderne tid har molekylærbiologene utviklet flere metoder for isolering av menneskelige gener. På tross av at de ble utviklet for relativt få år siden, har disse metodene allerede gitt oss enorme kunnskaper om hva som kan gå galt med genene våre. Takket være disse metodene kan vi nå foreta genetiske undersøkeler av et foster, og genene spiller en viktig rolle i framstillingene av lege­ midler, for eksempel genspleiset insulin og veksthormon. Det første menneskelige genet som ble isolert fra pasienter med genetiske sykdommer, var genet som kontrollerer opptaket av ok­ sygen i blodet, hemoglobin. Hemoglobin er et protein som består av to forskjellige proteinkjeder som kalles alfa og beta. Barn som ikke er i stand til å produsere hemoglobin, lider av talassemi. Talas­ semi er den vanligste genetiske sykdommen i verden, og de første leveårene må barn som er angrepet ha jevnlige blodoverføringer for å overleve. Dannelsen av alfa- og betakjedene kontrolleres av alfa- og betagenene, som begge kan være defekte ved sykdommen. Når man forandrer strukturen i et gen, kalles det en mutasjon. Man isolerte og sekvenserte betaglobin-gener hos barn med betatalassemi. Det betyr at man bestemmer rekkefølgen av de basemolekylene i DNA-strengen som tilsammen utgjør genet. Da oppdaget forskerne at det inneholdt mange ulike mutasjoner som kunne væ­ re årsak til sykdommen. I noen tilfeller er det skjedd en delesjon. Det vil enten si at en del av genet, eller til og med hele genet, mangler. I andre tilfeller blir den genetiske koden stokket om av en enkelt forandring i genets kodifiseringsdel, slik at budbringerRNA (messenger - mRNA) ikke klarer å overføre riktig genetisk kode til resten av cellen. Mutasjoner kan også skje i gener som er involvert i kontrollen av andre gener, eller på overgangen mel­ lom selve genet og et tilsynelatende ubrukelig DNA, som utgjør en stor del av menneskets genetiske materiale.

▲ Den amerikanske vise­ sangeren Woodie Guthrie (1912-1966) døde av Huntingtons chorea, en arvelig sykdom i sentralnervesyste­ met som utvikles først når pasienten er 30-35 år. Guthries mor og to av hans fem barn døde av den samme syk­ dommen. Ved hjelp av såkalt «omvendt genetikk» har man nå klart å identifisere genet for Huntingtons chorea.

8 Den samlede lengden av alle DNA-trådene i cellene til ett menneske, tilsvarer avstanden til månen tur-retur 800 ganger

A Leroy Hood arbeider ved det teknologiske instituttet i California, og er en av mange forskere som utvikler apparater til gensekvenseringen. Denne delen av forsknin­ gen er i ferd med å bli helt automatisert, og vil skyte fart. Når maskinen overtar det møy­ sommelige arbeidet med sekvenseringen, vil vi få en full­ stendig oversikt over DNAtrinnene i store deler av arve­ stoffet. Da har vi kommet et langt skritt nærmere et fysisk kart som omfatter hele det genetiske materialet hos mennesket.

Studier av menneskelige gener Når DNA-trådene i en celle strekkes ut, måler de rundt to meter. Totalt har mennesket ca. 60 milliarder celler, noe som forteller litt om hvilket molekylært kosmos man egentlig leter i når man prøver å finne ett spesielt gen. Under gunstige forhold er det lett å skille de to DNA-trådene og å få dem til å gå sammen igjen. Sammenkoblingen er svært spesifikk i og med at den bare foregår mellom de trinnene i DNAtrådene som har alle nukleotidbasene i behold. For å finne et spesi­ elt gen, kan man lage en speilvendt kopi av den baserekkefølgen som danner det genet man er på jakt etter. Deretter splitter man DNA-strengene og sender speilbildekopien ut på leting etter sitt eget «speilbilde». Kopien vil bare binde seg til DNA når den finner en original med en komplementær baserekkefølge. Kopien som skal lede oss til et spesielt gen, kan merkes med radioaktivitet. På den måten kan vi følge hele leteprosessen. Et annet stort framskritt ble gjort da man oppdaget en rekke enzymer som kutter DNA-molekylet i mindre biter. Disse enzyme­ ne kalles også nøkkelenzymer fordi de gjenkjenner visse trinnkombinasjoner i DNA-tråden og fungerer som nøkler til å åpne spiralen. Sekvenser fra DNA-tråden kan settes inn i DNA-ringer, eller plasmider, som lever i bakteriene og deler seg uavhengig av de øvrige genene i cellene. Plasmider som har fått tilført menneskelig DNA, og altså inneholder fremmed DNA, kalles rekombinanter. Når for­ holdene legges til rette for det, kan omtrent hele det menneskelige arvestoffet deles opp i slike biter, og deretter dyrkes i bakterier. Slik produserer man for eksempel menneskelig insulin, og det er på denne måten man bygger opp et genbibliotek, hvor man finner et spesielt gen ved hjelp av en «speilbildekopi». Man lar koloniene vokse til de har dannet nok DNA til at forskningen kan fortsette. Med denne teknikken har man isolert over 100 av menneskets ge­ ner og kartlagt DNA-strukturen i dem. Oppsporing av gener for sykdommer med ukjente årsaker Genetikerne har funnet en metode for å identifisere gener som ikke lar seg avsløre av ellers kjente tester. Metoden går ut på å finne fram til et annet gen som er lett å identifisere og som er nært forbundet med det genet man søker. De kalles markører, og befinner seg på samme kromosomet. Når de to genene er så nært knyttet til hverandre at de holder sammen i generasjon etter gene­ rasjon, finner man det ukjente genet ved hjelp av markørgenet. Mennesker har svært mange ufarlige variasjoner i genstrukturen som går i arv fra generasjon til generasjon. Variasjonene kan identi­ fiseres ved hjelp av enzymene som splitter DNA, og vi står derfor med en rekke genetiske markører som kan brukes i jakten på ukjente gener. Blant noen hundre baser finnes såkalte punkt-polymorfier, eller baser som varierer fra person til person. Slike baser danner enten et nytt sted hvor nøkkelenzymer kan åpne DNAtråden, eller de fjerner et slikt punkt som tidligere eksisterte. Punkt som gir muligheter for nye DNA-trinn ved hjelp av enzymer, kalles restriksjonsfragment-lengde-polymorfier (RFLP). Ved å studere en familie som lider av en arvelig sykdom der man ikke vet hvilket gen som bærer sykdommen, kan genetikere finne fram til en DNAmarkør og se om genet for sykdommen henger sammen med mar­ kørgenet. På dette stadiet, hvor man har funnet en slik forbindelse mellom en markør og et unormalt gen, kan man bevege seg fra markøren til det unormale genet. Metoden som brukes i slike tilfel­ ler, kalles kromosomvandring. Når genet er kjent, er det mulig å studere hvilke proteiner det koder for og hvilke funksjoner disse har. Denne framgangs nåten kalles omvendt genetikk.

► En demonstrasjon av hvordan to individuelle gener (farget blå) kartlegges i et kunstig farget elektronmikro­ skopisk bilde av plasmid (en DNA-ring i en bakterie). Speil­ bildekopien av DNAsekvensen vi leter etter, binder seg til den nøyaktig motsvarende DNA-sekvensen (farget rød). De gule trådene er vanlig DNA-dobbeltspiral.

► Datateknikk og laser er allerede tatt i bruk i appara­ tene som foretar DNA-sekvenseringen. En gang regner man med å kunne bruke roboter i produksjonen av DNA til gen­ teknologiske forsøk. Slike forsøk er utført ved det gene­ tiske instituttet i Cambridge i Massachusetts. Når roboter slår igjennom i slik forskning, vil vi oppleve en revolusjon i gene­ tisk forskning. Spesielt vil ar­ beidet med sekvenseringen av DNA-molekylet skyte fart. Fra da av vil man bruke 10-20 år på å få fram et fullstendig kart over det menneskelige arvestoffet.

GENETIKK OG SYKDOMMER

9

Kart over menneskets arvestoff Humangenetikernes drøm er å utvikle et kart over hele det genetiske materiale i mennesket som skal vise hvor vi finner hvert eneste lille gen. Det er vanskelig å fatte omfanget av en slik oppgave, men en brukbar metode er å utvikle markører med en viss innbyrdes avstand som gjør at de kan finne alle mulige gener. Dette vil gi oss et genetisk kart. Men det er trolig også mulig å lage et fysisk kart, hvor man setter sammen DNA-trådene og på den måten får en oversikt over menneskets arvemasse. For å komme raskest mulig til målet, vil genetiker­ ne bruke begge metodene. Vi kan altså vente oss et omfattende genetisk «veikart». På samme måte som bykart viser hovedgater med kryssende sidegater, vil gen kartet vise kromosomene og alle genene som er knyttet til disse. Datamaskiner, lasere og roboter er allerede satt i sving, og det utvikles egne dataprogrammer som skal bearbeide den enorme informasjonsmengden denne forsk­ ningen etter hvert vil gi oss. Gener utgjør bare omtrent fem prosent av alt arvestoffet vårt. Kartleggingen av DNA vil altså gi oss andre viktige opplysninger. Vi vil for eksempel oppdage at noe materiale har med utvikling og kontroll av DNA å gjøre, mens andre tråder i molekylene tilsynelatende ikke har noen funksjon i det hele. Et av de mest interessante spørsmålene vi må prøve å finne svar på fram mot år 2000 er hvorfor vi går omkring og bærer på så mye tilsynela­ tende overflødig DNA-materiale?

'»i

10 Teknologien for rekombinant DNA vil skape nye generasjoner av antistoffer og vaksiner

► Et av de største problemene ved transplantasjon av organer er at mottakeren ikke aksepterer det nye organet. De kompliserte blodtestene som i dag brukes for a finne ut om organet fra giveren kan transplanteres til pasienten, er svært tidkrevende og ikke alltid like vellykket. Når vi analyserer DNAet i genene som gjør at organer blir avviste i kroppen de trans­ planteres inn i, kan vi få viktig kunnskap på dette feltet. I framtiden kommer sjansene for vellykkete transplantasjo­ ner til å øke betraktelig. Moderne genteknologi blir et verktøy og hjelpemiddel for bortimot alle områder innenfor morgendagens legevitenskap.

▼ Ved å lage genkart kan man oppdage unormale kromosomer som man ikke kan se i et mikroskop. I første omgang betyr det at vi lettere kan identifisere medfødte sykdommer, som for eksempel Downs syndrom («mongo­ lisme»), og på lengre sikt vil det bidra til at vi finner ut hvordan sykdommene oppstår.

Framtidens forståelse av vanlige sykdommer Mange av sykdommene man er mest opptatt av i vestlige land, har grunnlag i genetiske forhold. Hjerte-karsykdommer er til en viss grad arvelige. Men slike sykdommer skyldes også i stor grad røyking og dårlig kosthold. Det burde ikke være umulig å finne fram til genene som gjør at enkelte lettere enn andre legger seg til slike dårlige vaner. Dette ville i tilfellet avsløre årsaker til foran­ dringer i blodkarene som igjen fører til blodpropp. Det ville også gi oss løsningen når det gjelder å behandle slike sykdommer. Dess­ uten kunne vi finne nye elementer som kan forklare mekanismene bak psykiske lidelser, revmatisme, diabetes og andre vanlige syk­ dommer. På lang sikt kan slik forskning definere utsatte grupper og vise hvordan disse kan redusere risikoen for sykdommer ved å legge om kosthold og levesett, eller ved å skifte miljø.

Boom i den farmasøytiske industrien Teknikken med å sette menneskegener inn i bakterieceller vil ut­ vikle seg til en storindustri. Genene stimuleres til å produsere stof­ fer som enkelte mennesker mangler. Ved hjelp av genteknologien er det mulig å utvikle mange av blodets koagulerende stoffer. Dette medfører store framskritt for dem som lider av blødersykdommen. Ved bruk av donorblod til blødere risikerer man overføring av HIV, ettersom det kan ta noen måneder før viruset gir utslag på prøven. Denne risikoen utelukkes helt med genteknologien. Andre produk­ ter vil gi oss en rekke biologiske regulatormolekyler til bruk i be­ handling av pasienter. Blant faktorene man allerede har isolert, er for eksempel de som kontrollerer produksjonen av hvite blodle­ gemer. Etter vellykkete kliniske forsøk på pasienter med alvorlige infeksjoner kan man nå gi slik behandling til nyfødte som ikke produserer nok hvite blodlegemer. Med rekombinant DNA-teknologi utvikler man nye generasjoner antistoffer, noe som allerede har resultert i en rekke nye vaksiner.

Utvidet bruk av diagnostiske midler Etter hvert som vi får bedre kunnskap om gener i bakterier, virus og parasitter, kan vi utvikle metoder som raskere påviser og be­ stemmer infeksjoner. Og når vi finner ut mer om kreftframkallende gener, kan vi ta i bruk «gensonder» for å stille en kreftdiagnose og følge pasientens reaksjoner under behandlingen. Bruk av sonder for gener som gjør at mottakeren avviser transplanterte organer, vil gi oss raskere og sikrere metoder når vi skal velge donatorer av organer til transplantasjon.

GENETIKK OG SYKDOMMER

11

4 En autoradiografisk DNAsekvens leses inn på en datamaskin. Takket være maskinell gensekvensering, vil vi raskere finne årsakene til de vanligste sykdommene og genetiske misdannelsene. Kartlegging av arvestoffet hos mennesket blir av mange sett på som århundrets prosjekt. Selve genene utgjør bare rundt fem prosent av alt arvestoffet vårt. Nye forskningsområder vil ligge foran oss når vi oppdager hva som ligger i de andre 95 prosentene, som til­ synelatende virker overflødige.

Menneskets utviklingsbiologi Forskerne har ennå ikke så mye kunnskap om hva som skjer når et befruktet egg utvikler seg til et menneske. Ingen har forklart hvor­ dan de riktige genene slås av og på til riktig tidspunkt og på riktig sted i de enkelte utviklingsstadier. Noen mener at det finnes gener som fungerer som kontrollur for selve utviklingen. Forsøk med ba­ nanfluer tyder på at genene lager et mønster for hvordan de ulike anatomiske delene skal utvikle seg. Tegn tyder på at vi mennesker har lignende gener som styrer kroppsutviklingen vår. Økt kunnskap om molekylærbiologi når det gjelder utviklingen av mennesket vil bety svært mye for legevitenskapen. Med slik kunnskap kan vi lettere forstå hvordan medfødte lidelser oppstår, hva som skjer på genetisk og biokjemisk nivå, og hvordan vi kan forhindre sykdommene. Genkart har allerede vist at noen av de medfødte sykdommene skyldes alvorlige misdannelser av kromo­ somer som ikke er synlige i mikroskop. Undersøkelser av denne typen vil også kaste lys over spørsmålet om hva som egentlig skjer når vi blir eldre. Svært mye tyder på at det er genene som til syvende og sist avgjør hvor gamle vi blir.

12 Innen kreftbehandling vil genteknologien få stor verdi på flere måter

▼ Her ser vi et elektromikroskopisk bilde av det menne­ skelige T-celle leukemiviruset (HTLV-1) som tilhører samme familie som AIDS-viruset. Beg­ ge virusene har gener som har evnen til a sette inn sine egne gener i genkoden i cellekjer­ ner som de infiserer. På denne måten utvikler virusgenene seg som en del av cellens egne gener. Virusene kalles retroviruser og forårsaker sykdommer. Paradoksalt nok gir de også nye håp for utvik­ lingen av genterapi.

Korreksjon av genetiske sykdommer I løpet av få år vil man utvikle genterapi, eller behandling av syk­ dommer ved hjelp av genteknologiske metoder. Å sette fremmede gener inn i celler er ikke spesielt problematisk. Det er en langt større utfordring å få genene inn i en normal produksjon i sitt nye miljø. Mest lovende er forsøkene man har gjort med å sette gener inn i retrovirus. Disse virustypene er virus som fra naturens hånd har evnen til å gå inn i fremmede celler og blande sitt eget DNA med det DNA som finnes i mottakercellen. HIV er et slikt retrovirus, selv om det naturligvis ikke er noen genteknologer som tenker å bruke det til genterapi. Denne teknikken er ennå ikke fullstendig utviklet. Og selv om forskerne har lykkes med å sette et gen inn i en annen celle, vet de svært lite om hvordan de skal kontrollere den videre prosessen. Retrovirus er ikke alene om å kunne overføre DNA til celler i menneskekroppen. Men på det nivået genteknologien befinner seg i dag, er disse de mest effektive. Fram mot år 2020 vil denne teknikken, eller varianter av den, i økende grad bli anvendt i prak­ tisk medisin. Det antas at man i løpet av de nærmeste årene klarer å kurere mange av de 3000 merkelige tilstandene vi vet forårsakes av ett eneste, unormalt gen. Dagens enkle og effektive metoder for å ta ut benmargsvev fra pasienter og føre det tilbake i form av genetisk forandrete benmargsceller, viser at genteknologien gir håndfaste resultater. Det er nærliggende å regne med at syke blod­ celler blir de første man kurerer ved hjelp av genterapi. Ved å kombinere forskjellige teknikker innenfor genteknologien, kan man kanskje kurere leukemi. Stamceller settes inn for å erstatte de unormale og permanent umodne stamcellene som utvikler seg til leukemiske kreftceller. På samme tid bruker man lymfokiner for å modne de umodne stamcellene. Videre kan man sette inn ekstra gener i benmargsceller fra pasienten. Disse genene blir ut­ valgt, eller i framtiden lagd, for å stimulere de innsatte genene til å vokse og dele seg raskere enn de unormale cellene rundt. Deretter vil de nye cellene gradvis ta over kontrollen i benmargen og gjøre den frisk og normal. I de neste tiårene vil vi ganske sikkert også oppleve de første forsøkene med genterapi mot mer komplekse tilstander. Det er langt mer komplisert å korrigere genetiske feil når sykdommene skyldes defekter i to eller flere gener som ikke nødvendigvis ligger tett ved hverandre i personens DNA. Defekte gener som forårsaker cystisk fibrose og andre sykdom­ mer, blir nå identifisert i raskt tempo. Slike lidelser vil være mye verre å behandle med genterapi enn sykdommer hvor benmargen kommer inn i bildet. Problemene skyldes vanskene med å utvikle en vektor (fungerer på samme måte som retroviruset). Vektoren settes inn i nye gener i tilstrekkelig mange celler i riktige deler av pasientens kropp. På den måten kureres eller bedres tilstanden til den syke. Etter hvert som genetikerne får økt sin kunnskap om hvordan virusgener kan manipuleres, lar det seg gjøre å framstille retrovirus som bare angriper de syke partiene av kroppsvevet. Følgene av denne typen behandling er imidlertid at genene for sykdommene blir spredt til større deler av befolkningen. Folk som i dag dør i ung alder eller er for syke til å stifte familie, vil med slik behandling bli voksne og få barn. Men kjønnscellene vil fort­ satt inneholde de defekte genene. Barn av foreldre som har fått genterapi, arver altså de defekte genene. De rammes dermed av sykdommen og trenger genterapi. En slik utvikling vil øke behovet for genterapi, dersom man ikke lykkes i å finne metoder for å sette inn friske utgaver av de unormale genene både i kjønnsceller og benmargsceller.

► Monoklonalt antistoff som reagerer med kreftceller. Anti­ stoffet, som er gjort ufarlig radioaktivt, konsentrerer seg (oransje) rundt en svulst i leveren som har spredd seg fra en svulst i tykktarmen. Kraftigere radioaktive isotoper som ved hjelp av monoklonale antistoffer binder seg til svulster, brukes bade for a lokalisere og behandle svulster. Antistoffer som er radioaktivt merket blir støtt bort, men vanskelighetene lar seg overkomme.

GENETIKK OG SYKDOMMER

13

Kreft Kreft er ikke arvelig. Likevel må de hyppigste kreft­ typene på en eller annen måte innebære en grunn­ leggende forandring i prosessene som skjer i genene. Forandringen blir overført til dattercellene og medfører at de mister evnen til å dele seg på kontrollert vis, og til å respektere vevsgrensene. En del kreftsykdommer blant dyr skyldes ulike virus, og man har klart å identifisere genene som spiller inn når det gjelder disse sykdommene. Overraskende nok finner vi tilsvarende gener hos mennesker. Slike gener kalles onkogener. Disse genene har en rekke kontrollfunksjoner i cellene som blant annet har med vekst og utvikling å gjøre. Ved å studere menneske­ lige onkogener vil vi finne ut hvorfor normale celler plutselig begynner å utvikle seg unormalt. Genteknologi og ny bioteknologi effektiviserer behandlingen av kreft på flere måter. For eksempel danner de monoklonale antistoffer. Disse antistoffe­ ne er bortimot spesifikke for kreftceller, og kan brukes for å lokalisere svulster ved hjelp av toksiner eller radioaktive isotoper. De kan også «forkles» som kropp svev slik at de ikke avvises eller ødelegges før de oppnår terapeutisk virkning. I løpet av de siste årene har man gjort store framskritt på disse områdene. Etter å ha utført forskjellige forsøk med dyr hvor man har brukt antistoffer fra rotter «forkledte» som menneskelige antistoffer, er man nå igang med tilsvarende eksperimenter i behandlin­ gen av leukemi hos mennesker. ◄ Partikler fra retroviruset oncornavirus, som virker kreft­ framkallende på fugler. Fargene på det elektronmikroskopiske bildet er lagt på med datateknikk. Virus inneholder enzymet revers transcriptase. Dette enzymet trengs for å omdanne virogenene i form av RNA, til DNA, slik at genene kan integreres i fuglenes arvestoff. Enkelte retrovirus setter inn sine gener i cellene til pattedyr. Retrovirus blir allerede brukt i behandlingen av arvelige sykdommer.

14 Genterapi på kjønnsceller er et kontroversielt tema, selv om meningene skifter med folks nasjonalitet og religiøse overbevisning

Motforestillinger mot genterapi Genterapi er naturligvis egnet til å skape kontrovers og diskusjon. Motsetningene blir skarpere og tydeligere etter hvert som folk blir klar over hvilke potensialer denne teknikken har for mennesker. Hvorfor går så mange forskere og lekfolk imot genterapi på kjønnsceller, mens de går inn for det på andre celler? Et argument er selvsagt at forsøkene med genterapi på kjønnsceller hos dyr ikke helt har lykkes. Resultatene kan ganske sikkert forbedres. Men leger vil i alle tilfelle kunne forestille seg hva som vil kunne skje dersom man foretar genterapi på et befruktet egg. Man lar egget utvikle seg til et foster. Fosteret blir et menneske, og så viser det seg at genterapien likevel ikke har klart å kurere dette mennesket for den alvorlige, arvelige lidelsen. Forskere satser på at de skal finne fram til tester som gjør det mulig å kontrollere om genterapien har fått bukt med sykdommen eller ikke. Et annet argument mot genterapi på kjønnsceller er at et nytt gen som settes inn i en kjønnscelle, også kan forstyrre den naturlige gensammensetningen / cellene hos et foster under utvikling. Dermed oppstår nye, arvelige misdannelser. Det er

mulig at vi ennå ikke har god nok kontroll med genene når de ikke plasseres i riktig posisjon på kromosomet. Dette kan føre til at de nye genene påvirker deler av kroppen hvor de under normale omstendigheter ikke kommer til uttrykk. Men også her kan man via forsøk med dyr utvikle teknikker som forhindrer slike resultater. Et tredje argument mot utviklingen av genterapi på kjønnsceller er at den bare vil ha begrenset verdi, siden den bare kan brukes i tilfeller hvor begge foreldrene er homozygote for en sykdom. Med andre ord er genterapi bare aktuelt når både mor og far har det unormale genet på begge kromosomene i kromosomparet. Når begge er homozygote for en sykdom, vil alle barna lide av den samme sykdommen dersom de ikke får genterapi på kjønnsceller. I tilfeller hvor begge foreldrene har det defekte genet på sitt ene kromosom, vil bare ett av fire befruktede egg resultere / et barn som er homozygot for sykdommen. De andre tre eggene gir barn som er bærere av sykdommen uten at de selv angripes av den, på samme måte som sine foreldre. Disse kan igjen få barn som er homozygote for sykdommen, og altså blir angrepet av den.

GENETIKK OG SYKDOMMER

◄ Forsøk med ekornaper viser at det snart er mulig a undersøke menneskefostre på et så tidlig stadium at moren ikke utsettes for større inngrep enn ved «prøverørsteknikken», hvor egget befruktes kunstig utenfor kroppen. Bildene helt til venstre viser et egg fra en ekornape som etter befrukt­ ning har gjennomgått de første celledelingene til man ser en klump av celler, en blastocyste (øverst til venstre). Celle­ klumpen deles slik at den får en liten utposning av celler (midterste bilde). Denne fjernes for å gjennomgå en genetisk analyse, mens resten av cellen fortsetter å vokse normalt. Dersom man oppdager unormale gener i cellene, kan de forkastes med det samme. I motsatt fall plasseres celleklumpen i livmoren enten til den biologiske moren, eller som her (det store bildet), i en annen ape som fungerer som surrogatmor. Denne teknikken kunne også brukes til under­ søkelse av menneskefostre.

Genterapi på kjønnsceller Man tror det er mulig å finne fram til metoder for å pode normale gener inn i både kjønnsceller og vanlige kroppsceller. Prøverørsteknikken har vært rutinemessig brukt i flere år allerede, og er en annen ny teknikk med store muligheter. Teknikken går ut på at egg fra en kvinne blir befruktet av partnerens sæd utenfor kroppen, i «reagensglasset», før det plasseres i livmoren igjen og gjennomgår den normale fosterutviklingen. Denne metoden har vist seg å være vellykket i 20 prosent av tilfellene. Men man mener at effektivite­ ten kan økes enda mer. Genterapi på kjønnsceller vil gjøre bruk av samme prosedyre til uttagning og befruktning av egget. Før cel­ ledelingen begynner, eller på et svært tidlig tidspunkt i celledelin­ gen, settes det inn friske gener som skal erstatte de defekte genene man vet finnes i kvinnens kromosomer. Her kan man bruke et retrovirus og få genene helt inn i eggcellens eget DNA. Når celledelingen fortsetter normalt, utvikler det seg et foster og et barn ni måneder deretter. De kunstig innsatte genene blir med i den samme delingen som de øvrige genene, og det manipu­ lerte arvestoffet finnes i alle de nye cellene som dannes. De nye genene produseres i testiklene eller eggstokkene, alt etter om bar­ net er en gutt eller en jente. Egg og sæd fra disse individene inne­ holder de nye genene, som bringes videre til en ny generasjon gjennom befruktning. På denne måten vil genterapien ikke bare kurere genetiske mangler hos ett enkelt individ, men også hos bar­ na etter dette individet. Dersom man foretar genterapi på kjønnsceller, ville kvinner som risikerer å få barn med alvorlige, arvelige sykdommer, slippe å la fosteret teste for å finne ut om barnet har anlegg for sykdommen. Slike fosterundersøkelser medfører alltid en viss fare for abort. Iste­ denfor er det bare de befruktete eggene med normale gener som blir plassert i livmoren og utvikler seg på normal måte. Den enkle­ ste måten man i dag kan unngå at genetiske sykdommer sprer seg i en befolkning på, er å oppfordre bærere av slike sykdommer til ikke å få barn. Dersom dette mislykkes, kan man utføre fosterun­ dersøkelser for å identifisere fosterets arvestoff og sammenligne det med den genetiske koden for sykdommen. Når fosteret viser seg å ha arvet de defekte genene, kan legen utføre abort. Når og om genterapi på kjønnsceller viser seg å bli en helt sikker metode, er det da sannsynlig at kvinner og menn med defekte gener velger å la seg behandle? I tilfeller hvor både mor og far er homozygote gir svaret seg nesten selv. Tvilen kan nok være større når en eller begge foreldre er bærer av genetiske sykdommer, men ikke er homozygote. Alternativet er fosterprøver, eventuelt etterfulgt av abort, og på samme tid vissheten om at de er med på å føre de unormale genene videre i slektledd etter slektledd. Testing av befruktete egg vil i noen sammenhenger være et alterna­ tiv til genterapi på kjønnsceller, men ikke alltid. Det er klart at dette er et kontroversielt diskusjonstema, og folks oppfatning av spørsmålet varierer alt etter hvilke nasjonalitet og religiøse overbevisninger de har. Den romersk-katolske kirken av­ viser alt som innebærer manipulering med egg- eller sædceller. Med dagens kunnskapsnivå har forskerne allerede gjennomført genterapiforsøk, og de har klart å bestemme genetiske defekter i befruktete egg på dyr. Denne virkeligheten taler for at det samme også er mulig med mennesker og menneskelig arvestoff. Når vi kommer så langt, blir vi fort klar over hvilke ringvirkninger disse metodene har. Utviklingen av lignende metoder for husdyravl vil til fulle vise hvor effektive de er og hvordan vi kan unngå ulike risikomomenter. Det mest sannsynlige er at det også vil presse seg fram en utvikling av genterapi for mennesker.

15

◄ En kirurg undersøker eggene i en kvinnes eggstokk. Deretter tar han ut noen av dem for å gjennomføre såkalt kunstig befruktning utenfor kroppen. Før man tar det endelige standpunktet om be­ fruktning, blir eggene under­ søkt. Ved genetiske feil blir de kassert. Mange ser på en slik genterapi som positiv, fordi man kan sørge for at embryoer som har anlegg for genetiske lidelser, kan få tilført normale gener i kjønnscellene, og dermed ikke vil føre videre den arvelige sykdommen.

16 Blir morgendagens arvestoffer til salgs på «gensupermarkeder»?

▼ Mange legemidler vil i framtiden kunne framstilles ved hjelp av genspleising. De vil produseres ved hjelp av bakterier, og dermed utelukkes faren for infeksjon av AIDS-viruset og og andre infeksjoner som enna utgjør en smittefare i biologiske produkter. Smitten kan komme til blødere fra blodgivere.

Spørsmålene som gjenstår Amerikanske forskere har allerede begynt å eksperi­ mentere med genterapi på mennesker. De forsøker å kurere immunforsvarssykdommer som skyldes defekter i produksjonen av hvite blodlegemer. Man har tatt DNA fra menneskefostre på et tidlig stadium og sjekket dette mot DNA fra et «genbibliotek» for å finne ut om fosteret har de defekte genene som moren er redd for å føre videre til sine barn. Eksperi­ menter på aper har vist at man kan utføre slike tester allerede på et stadium hvor det befruktete egget har gjennomgått to-tre celledelingen Forsøk på mus tyder på at man om ikke så lenge også kan plante inn nye gener i menneskelige egg eller eventuelt fjerne uønskete gener. Innebærer genteknologien at vi ender med et samfunn som ligner Hitlers visjoner om en fullkommen rase, eller det Aldous Huxley presente­ rer for oss i «Vidunderlige nye verden»? Vil vi i

framtiden få fullstendig kontroll med den menneske­ lige atferd, og vil framtidens foreldre kunne rusle rundt i gensupermarkeder og plukke med seg de egenskapene og evnene de ønsker for barna? Er det fare for at styresmakter faller for fristelsen og tillater at legevitenskapen kurerer genetiske sykdommer fordi det sparer samfunnet for enorme beløp innen helsesektoren7 Kanskje fristes de til å skape en spesiell menneskerase for å nå sine politiske mål7 Akkurat på samme måte som fysikkrevolusjonen ved begynnelsen av dette århundret ga oss midler til å ødelegge oss selv, har biolog/revolusjonen nå gitt oss kunnskap nok til at vi kan tukle med selve grunnlaget for menneskelig liv, nemlig det menne­ skelige arvestoffet. Denne utrolige kunnskapen gir enorme potensialer når det gjelder å bedre helse­ tilstanden og menneskenes trivsel. Men akkurat som atomfysikken. kan den også ha negativ virkning og bli en katastrofe for jordens befolkning. Vi må ikke glemme at Francis Galton (1822-1911) og hans tilhengere hadde de aller beste intensjoner da de stiftet den eugeniske bevegelsen, en bevegelse som senere kulminerte i den rasistiske nazismen. Det er hevet over tvil at man i løpet av de neste 300 årene får kontroll med genetiske lidelser, lærer å behandle eller kurere en rekke av sykdommene som rammer befolkningen i den vestlige verden, og at man ved hjelp av nye jordbruksmetoder og bekjempelse av infeksjonssykdommer og epidemier, vil lykkes i å øke levestandarden i den tredje verden. Likevel er det mange ubesvarte spørsmål. Blir vi lykkeligere når helsetilstanden er uproble­ matisk7 Blir vi klokere eller mer høyverdige7 Det finnes ingen teori om naturens og miljøets innvirk­ ning på menneskets intelligens, atferd og kreativitet. Det er tvilsomt om vi noen gang vil klare å definere Beethovens symfonier ved hjelp av DNA-sekvenser. Og parallelt med at vi oppdager hvordan schizofreni og andre alvorlige sinnslidelser i mange tilfeller skyldes noen få mutante gener, blir det også klart at mye av variasjonen i menneskets atferd gjen­ speiler det miljøet vi lever i. Atferdsvitenskapene og nevrobiologien er imidlertid unge vitenskaper. Hvem vet hva resultatet blir når de får litt tid på seg og forener kreftene sine med den menneskelige molekylærgenetikken7 Hvor mye tid har legevitenskapen og verden ellers på seg for å skape en bred debatt om hvor langt vi egentlig ønsker å gå når det gjelder kontroll av menneskelige arveanlegg. Vi må ta i betraktning all den tid og alt det arbeid som er investert for å komme dit man er i dag, hvor genmanipulasjon er et komplisert og uutforsket område. Det er lite trolig at molekylærbiologene klarer å gjøre særlig stor skade «over natten». Om 300 år opplever man kanskje genterapi som en rutine som har gjort både fosterundersøkelser, aborter og manipulasjon med menneskefostre til overflødige metoder. Derfor er det helt nødvendig at vi diskuterer disse spørsmåle­ ne i dag. I motsatt fall kan vi risikere at internasjona­ le toppmøter en gang i framtiden vil dreie seg om hvor store tropper av klonete soldater landene skal få lov til å ha, eller - sett i et litt mindre pessimistisk lys - hvor mange klonete sportsutøvere det skal være anledning til å «produsere».

Krigen mot dreperorganismene Oppdagelsen av bakteriofagene... «Hybrid antibiotika»... Kapring av mikrobens egen prosesstyring... Framskritt og fordeler med fagterapi... Kloning av medisiner... Lymfokiner... Abzymer... Bruk av monoklonale antistoffer... Nyttige planteprodukter... Nye, kontroversielle strategier... Kampen mot tropiske sykdommer... En alt-i-ett-vaksine?

«Prøver du å fortelle at du tror du har oppdaget en infeksjonssykdom hos bakterier, uten at du har sagt noe til meg om det? Kjære venn! Jeg tror ikke du er klar over at du har funnet en glimrende måte å bekjempe sykdomsbakterier på.» Lenge etter at Sinclair Le­ wis uttalte dette til helten i novellen Arrowsmith (1925), er ideen hans i ferd med å bli forvandlet fra science fiction til praktisk teori. Men historien startet faktisk lenge før Arrowsmith. I 1915 rapporter­ te Frederick Twort (1877-1949) om et «gjennomsiktig, oppløsende stoff» som så ut til å angripe bakterier. Så kom Félix d'Hérelle (1873-1949) ved Pasteur-instituttet i Paris med sin beskrivelse av en usynlig mikrobe som var fiendtlig overfor dysenteribasillen. Twort og d'Hérelle ble snart klar over at de hadde oppdaget en ny gruppe virus, tilsvarende de som angriper dyr og planter. Begge to gikk i gang med videre studier for å finne ut om disse bakteriofa­ gene (eller «bakteriespiserne») kunne brukes i kampen mot bakteriesykdommer hos mennesker og dyr. Fagene var svært effektive når det gjaldt å drepe bakerier i laboratorieforsøk, men viste ikke samme tendens til å gå løs på sykdomsbakteriene hos pasienter som inntok dem. Det er ene og alene fordi man til de grader har klart å utvikle bedre teknikker til å isolere og velge ut fager at dette historiske kapitlet har blitt åpnet på nytt.

▲ Frederick Twort i begynnel­ sen av første verdenskrig, da han oppdaget et «gjennomsik­ tig, oppløselig stoff» som viste seg a bestå av bakteriofager («bakteriespisere»). Tworts forskning ved Brown-instituttet i London ble supplert av tilsva­ rende forsøk ved Pasteur-insti­ tuttet i Paris, hvor Félix d’Hérelle forsket på sin «usynlige mikrobe».

▼ Diaré forårsaker forferdeli­ ge lidelser, sykdom og død i hele den tredje verden. Syk­ dommen skyldes dårlige hygi­ ene- og sanitærforhold, som her i disse gatene på Filippi­ nene. Framtiden ville se mye lysere ut dersom man kunne ta i bruk bakteriofager både i behandlingen av alvorlige in­ feksjoner blant mennesker og innen veterinærmedisin.

18 Mikrobenes eget system til næringsopptak kan brukes til å innføre giftstoffer

► Samlebandsproduksjon av legemidler. En rekke legemid­ delfirmaer hevder at bransjen star overfor en inntektssvikt pa grunn av stadig økende utgifter til sikkerhetsunder­ søkelser, og det faktum at firmaene far mindre tid til å sikre seg økonomisk vinning før patenten gar ut. Legemiddelforskning er kostbart. I mange tilfeller bruker et firma 10-12 prosent av det de tjener pa disse omradene. Bare én prosent av de totalt 10 000 kjemiske stoffene som undersøkes med sikte pa legende virkning, havner til slutt i medisinhyllene.

Nye antibiotika og en nye gruppe «modellerte legemidler» Dersom bakteriofagbehandling viser seg å være like effektiv mot dødelige sykdommer hos mennesker som tilfellet har vært blant husdyr, vil konsekvensene være enorme. En del livsfarlige sykdom­ mer, som for eksempel kolera, har man alt fått mer eller mindre bukt med ved hjelp av antibiotika (stoff som mikroorganismene danner mot andre mikroorganismer). Men i flere tilfeller er antibio­ tikumet i ferd med å miste effekten fordi bakteriene det skal angri­ pe etter hvert utvikler motstandskraft (blir resistente) mot stoffet. Til nå har man klart å beholde kontrollen med slike sykdommer fordi farmasien har utviklet nye elementer som tilsettes når bakteri­ ene har blitt immune mot et stoff. På denne måten har man unn­ gått de store krisene. Sammen med de nye teknikkene for kloning av gener er denne metoden fortsatt grunnlaget for alle nye produk­ ter som dukker opp på dette området. Det er for eksempel ikke vanskelig å forutsi at vi som en følge av det arbeidet professor David Hopwood og hans kolleger ved John Innes Institute i Norwich i England har utført gjennom de siste årene vil få mange nye antibiotika i tiden framover. De har lært seg å kontrollere de stoffskifteveiene som sopper og andre organismer bruker i sin na­ turlige produksjon av antibiotika. Organismene danner «hybrid an­ tibiotika», hvor molekylær form og funksjon delvis avgjøres av mi­ krobenes egne gener, men i tillegg også påvirkes av forskernes kompliserte manipulasjoner. I 1987 tok de svenske forskerne ved Astra det neste steget fram­ over, og ga oss en pekepinn på hva den framtidige krigføringen mot bakterier ville bringe. Det lyktes dem å bevege seg bort fra den tradisjonelle måten å isolere antibiotika på, med empiriske me­ toder. De ble pionerer for en langt mer rasjonell teknikk til å skred­ dersy legemidler. Penicillin og andre stoffer ble tatt i bruk som legemidler lenge før noen egentlig visste hvordan penicillin drepte bakterier og hindret dem i å formere seg. Senere, når forskerne ervervet denne kunnskapen, dannet den grunnlaget for videre stu­ dier av stoffskiftet i bakteriene. Penicillin hindrer for eksempel bak­ teriene i å bygge cellevegger. Dette benyttet man seg av i forsøk som viste at byggestenene ble bygd inn i celleveggene etter hvert som bakterien vokste og delte seg. Hadde man visst dette før penicillinen ble oppdaget, ville utviklingen av dette legemidlet både vært raskere og mer rasjonell. Astra-forskernes framgangsmate var å velge ut et presist mål i en gruppe med bakterier, hvor man fra før bare hadde et fåtall effektive antibiotika. Slike bakterier som dreper sykdomsframkallende bakterier går under navnet gram-negative bakterier. De lette så etter et stoff som kunne angripe dette målet uten å skade krop­ pens egne vev. Som mal valgte de et enzym som katalyserer dan­ nelsen av den ytterste membranen i denne typen bakterier. Deretter framstilte de et stoff som hemmet dette enzymet. Forskerne modifi­ serte stoffet slik at det klarte å trenge inn i bakteriecellen. Det mest elegante trekket var at de forandret stoffets kjemiske sammen­ setning, slik at det ble ført inn i cellen ved hjelp av de transportsy­ stemene som til vanlig frakter næringsstoff inn i bakterien. Resultatet var at man framskaffet en ny gruppe legemidler som var «modellert». Disse legemidlene kaster på mange måter nytt lys over problemene med å behandle infeksjoner som man hittil ikke har hatt medisiner mot. Forskere mener at prinsippet med å kapre en mikrobes maskineri til å frakte andre stoff enn det opprinnelig er tenkt til, vil gjøre det mulig å bringe mange forskjellige gifter inn i flere typer organismer. Astra-teknikken kan resultere i at det blir produsert livsviktige medisiner av stoffer som tidligere er forka­ stet fordi man ikke har lykkes i å få dem til å trenge inn i og uskadeliggjøre sykdomsframkallende bakterier.

KRIGEN MOT DREPERORGANISMENE

19

Penicillin (i den hvite sirkelen) hemmer veksten av bakterien Staphylococcus pyogenes. Først lenge etter at man hadde oppdaget penicilli­ net, fant forskerne ut hvordan den virker. Penicillin hindrer bakteriene i a bygge skikkelige cellevegger, mens andre legemidler virker kanskje på helt andre mater.

▼ Pakking av legemidler ved den italienske Glaxo-fabrikken i Verona. I motsetning til penicillin, som ble oppdaget ved en ren tilfeldighet og tatt i bruk klinisk lenge før man visste hvordan det egentlig virket, blir dagens legemidler framstilt for a virke på en bestemt mate mot bestemte organismer. Firmaet Wellcome brukte denne strategien da de utviklet legemidlet Retrovir mot AIDS.

20 Fagterapien vil trolig bli mye brukt i framtiden, for eksempel mot sykdommer som kolera, hvor mikroorganismene som trenger seg inn i kroppen formerer seg i tarmene

▼ Elektromikroskopisk bilde der fargene er kodet med da­ tateknologi, viser nye bakteriofager i bakterien E. coli. Bakteriofagene er svarte, ovale par­ tikler. Virus som formerer seg i dyre- og planteceller kan ikke formere seg alene. Det samme gjelder for bakteriofagene; de må invadere en bakterie og kapre maskineriet i vertscellen for a danne nye fager.

Fagterapi Prinsippet med å utnytte en mikroorganisme til å angripe en annen, går ut på å la en bakteriofag drepe en bakterie. Det kan sammenlig­ nes med biologisk kontroll av skadedyr på planter ved hjelp av skadedyrenes naturlige fiender, istedenfor kjemiske sprøytemidler. Bakteriofager er virus som enten inneholder DNA eller RNA. De invaderer bakterier og bruker bakteriecellene til å produsere nye fager, som deretter «spiser» bakteriecellen. Man vet nå at det finnes et utall bakteriofager, som alle er spesifikke for en type bakterier. De som førte an i denne utviklingen var H. Williams Smith og Michael B. Huggins ved Houghton Poultry Research Station, like ved Huntingdon. Den første bakterien de konsentrerte seg om, var Escherichia coli (E. coli), som vanligvis lever i tarmene hos menne­ sker og dyr, men som i enkelte tilfeller kan forårsake alvorlige sykdommer og død. Forskerne ved Houghton undersøkte en stam­ me av E. coli som hadde påført et lite barn en dødelig hjernehinne­ betennelse. Etter å ha dyrket bakterien, lette de to forskerne etter en bakteriofag som kunne angripe den. De undersøkte prøver fra kloakkvann, som alltid inneholder et astronomisk antall bakteriofa­ ger. Da de hadde isolert en fag som i laboratoriet var svært fiendtlig overfor den aktuelle bakterien, ble denne bakteriofagen sprøytet

KRIGEN MOT DREPERORGANISMENE

■4 Michael B. Huggins (til venstre) og H. Williams Smith (over) fra Houghton Poultry Research Station ved Huntingdon i England. I løpet av 1980-årene klarte disse to å vise at man ved hjelp av nøye utvalgte bakteriofager, effektivt kunne kontrollere tarminfeksjoner og andre infeksjoner hos kalver, smågriser og lam. Omtrent alle de bakteriene vi kjenner til i dag, kan angripes av en eller flere bakteriofager. Dette brukes for øvrig til å typebestemme sykdomsfremkallende organismer under epidemier. Bakteriofagene brukes også ofte når man skal bestemme hvilke mikroorganismer som framkaller epidemier.

inn i mus som enten led av hjerneinfeksjon eller andre infeksjoner som også var forårsaket av coli-bakterien. Det viste seg at mikroparasitten de hadde funnet, ikke bare gjorde musene friske, men også var mer effektiv enn fire av de fem antibiotikaene Williams Smith og Huggins sammenlignet den med. I skarp kontrast til det man hadde opplevd av triste resultater tidligere, hadde man her en bakteriofag som var like effektiv i en infisert organisme som i et rea­ gensrør. Til tross for at det utviklet seg et par E. coli-mutanter som var motstandsdyktige mot fagen, var fagene svært lite sykdomsframkallende. Dette var helt andre resultater enn de man had­ de sett ved behandling med antibiotika, hvor tendensen var at mutantene forårsaket minst like mye sykdom som den opprinnelige bakteriestammen. Neste skritt for Houghton-forskerne var å angripe bakteriene som framkalte tarminfeksjoner. De valgte E. coli-stammer som fra tid til annen påførte bønder store økonomiske tap som en følge av forferdelige epidemier blant kalver, smågriser og lam. I en rekke med forsøk ga de kalvene en dødelig dose av en E. coli-stamme. Forskerne oppdaget da at en blanding av to ulike fager reddet dyre­ ne fra den ellers dødelige infeksjonen, dersom kalvene fikk blan­ dingen før diareen begynte. Etterpå hadde den ingen virkning. En slik kombinasjon av fager reduserer også faren for at det oppstår motstandsdyktige mutanter. Motsatt erfaringene Twort og d'Hérelle hadde gjort, virket det som en av fagene var mer effektiv når den ble sprøytet inn i et infisert dyr enn tilfellet var under laboratorieforsøk. Når den andre fagen i blandingen ble erstattet av en tredje, fikk man fram en kombinasjon som viste seg å være effektiv også på kalver som hadde utviklet voldsom diaré. Etter å ha gjennomført møysomme­ lige og slitsomme undersøkelser av mange ulike prøver fra kloakk­ vann, klarte gruppen av forskere ved Houghton å sette sammen en blanding av fager som var effektiv mot størstedelen av bakteriestammene som forårsaker tarminfeksjoner hos lam og kalver. Disse undersøkelsene gir grunn til å tro at man i framtiden vil kunne behandle bakteriesykdommer langt mer effektivt enn tilfellet er i dag. For det første trengs det bare én dose med fager. Og mens antibiotika fortynnes av blod og andre kroppsvæsker og til slutt mer eller mindre fordufter, vil fagene formere seg inne i vertsbakterien og dermed øke i konsentrasjon. Dette skjer akkurat på riktig sted, det vil si der individet er infisert, og konsentrasjonen fortsetter å øke til bakteriene er så få at vertens forsvarsmekanismer kan hanskes med dem på egen hånd, eller til det er så få av dem at de ikke klarer å utvikle sykdommen lenger. For det andre ser det ut til at mutasjonene som oppstår i løpet av behandlingen er langt mindre sykdomsframkallende enn selve bakteriestammen. For det tredje skaper ikke kryssinfeksjoner med ekskrementer fra syke dyr noe problem - heller motsatt. Det viser seg nemlig at kalver, smågriser og lam på den måten kan få bakte­ riofagene i seg, og bli motstandsdyktige mot sykdommen. Forskere er i tvil om fagterapi er egnet som behandling av alle ty­ per infeksjoner hos mennesker. De tror ikke det vil ha særlig virk­ ning mot for eksempel gonorré, som skyldes bakterier i pasientens celler. Andre eksperter er langt mer optimistiske. Denne positive forventningen støttes av resultatene som dr. Stefan Slopek og hans medarbeidere ved det vitenskapelige akademiet i Wroclaw i Polen har kommet fram til. De har funnet bakteriofager som er uvurderli­ ge når det gjelder å behandle blodinfeksjoner forårsaket av bakteri­ er som er immune mot antibiotika. 1 mange tilfeller har denne typen behandling gitt bemerkelsesverdige resultater mot langvarige sårinfeksjoner, hvor all annen behandling har måttet melde pass.

21

◄ Mikroorganismer i kloakkvann og stillestående vann strekker seg fra submikroskopiske virus til spiralformede bakterier, slik det går fram av dette bildet. Mange grupper av forskere er i ferd med å undersøke prøver fra blant annet kloakkvann for å finne bakteriofager som effektivt angriper bakterier av ett eller annet slag. En alternativ metode går ut på å kombinere flere fager i en «fag-cocktail». Utviklingen av fagterapien vil kanskje en gang bety like mye som utvik­ lingen av sulfapreparater, penicillin og streptomycin.

22 Om noen år vil en person som har amputert en kroppsdel, kunne få denne kroppsdelen til å vokse ut igjen

► Dr. Steven Rosenberg er sjef ved den kirurgiske avdelingen ved Det amerikan­ ske instituttet for kreftforsk­ ning (American National Cancer Institute), og en pioner innen kloning av menneskelige kontrollsubstanser (lymfokiner) til bruk i kreftbehandlingen. Han tester en metode hvor lymfokinet interleukin-2 brukes for a stimulere immunforsvaret i menneskekroppen til a angripe kreftceller. Etter a ha testet terapien pa relativt fa pasienter, har man allerede resultater som viser at den har fordeler sammenlignet med annen kjemoterapi.

► Kloning av interleukin-2. Cellekulturer med menneskeli­ ge gener for interleukin-2 dyrkes i laboratorietanker i et firma for genteknologi, Cetus Corporation som ligger i Emerywill i California. Interleu­ kin-2 stimulerer kroppens egne forsvarsceller til a angripe kreftceller. Lymfokinene er mange, og kan i framtiden utvikle seg til a bli farmasiens mest verdifulle våpen mot sykdommer. Forsk­ ningsresultater vil etter hvert fortelle oss hvem som har best nytte av behandlingen.

Kloning av nye legemidler - lymfokiner A overføre gener fra de opprinnelige cellene til nye og ofte svært ulike celler, er en metode som blir brukt kommersielt i vid utstrek­ ning. Det første metoden ble brukt til, var å produsere store meng­ der - i biologisk målestokk - av menneskekroppens naturlige kon­ trollsubstanser. Disse kalles lymfokiner, og omfatter stoff som interferon og menneskelig veksthormon. Kunstige kopier av stoffene framstilles ved at menneskelige gener klones i bakterikulturer, og er allerede i eksperimentell klinisk bruk som legemidler. I USA prøver dr. Steven Rosenberg ut en ny kreftbehandling der han gjør bruk av lymfokinet interleukin-2. Det har til oppgave å stimulere pasientens immunsystem slik at det identifiserer og an­ griper kreftcellene på en mer aggressiv måte. Det er her ikke snakk om noen mirakelkur mot kreft, men en behandlingsmetode som har vist seg å være effektiv hos pasienter som ikke har blitt helbre­ det gjennom andre metoder. Selv om dr. Rosenberg i 1987 kunn­ gjorde forskningsresultatene sine i New England Journal of Medicine, befinner denne terapien seg ennå på et eksperimentelt nivå. De fleste enes likevel om at lymfokinterapi allerede er akseptert som behandlingsmetode. Interferon, som er et lymfokin, eller rettere sagt en blanding av flere, har vært i bruk i mer enn 30 år. Før man kjente til kloning, hadde man andre, ikke så effektive produksjonsmetoder for stoffet. Det er likevel først i den senere tid man har begynt å forstå hvor­ dan blandingen av kjemikaliene i interferonet egentlig fungerer. I tillegg til å være svært effektive i små mengder, har både interfe­ ron og de andre lymfokinene flere egenskaper. Evnen til å bekjem­ pe kreft kan for eksempel være en egenskap som går parallelt med andre egenskaper man først nå begynner å forstå. På samme måte som ved andre legemidler, vil vi måtte akseptere at lymfokiner kan gi alvorlige bivirkninger når de brukes i medisinsk behandling. Antistoffer mot kreft har blitt koplet til giftstoffer (toksiner) som deretter har angrepet kreftsvulstene. Når legemidler framstilles på denne måten, kan de anvendes i større doser og føre til færre bi­ virkninger på normalt vev. Dermed øker sjansene for at man kan komme alle kreftcellene til livs, slik at pasienten blir helt frisk. Vi kan sammenligne slike målrettete legemidler med fjernstyrte ra­ ketter som bare angriper kreftceller. Produksjonen av slike medisinske, målrettete rakettmolekyler i to deler, med et stridshode (toksinmolekylet som dreper kreftcellen) og et styringssystem (det målrettete antistoffmolekylet) som skal fungere sammen, byr på store vanskeligheter. Det ville være mye enklere dersom man slo de to delene sammen i ett molekyl, noe man er i ferd med å gjøre på universitetet i Cambridge i England. Her har dr. Greg Winter og hans medarbeidere kombinert genene som trengs for å lage toksiner og målsøkende antistoffer i en kopi, som ogsa ble en del forbedret, før den ble satt inn i «udødeliggjorte» cellekulturer som brukes for å lage antistoffer. Genetikere er altså allerede i ferd med å tegne om genkopier for å utvikle nye, mer spesifikke og bedre legemidler mot kreft, som tar utgangspunkt i og forbedrer kroppens naturlige forsvarssy­ stem. I løpet av de neste 30 årene vil slike legemidler helt sikkert tas i bruk og føre til vi kan behandle kreft langt mer effektivt enn vi er i stand til i dag. Om 300 år har forskere sannsynligvis all nødvendig kunnskap om menneskets genetiske mønstre, samtidig som de behersker teknikkene for å forandre genene. De vet også nøyaktig hvilke konsekvenser slike forandringer vil ha for oppbyg­ ning og funksjon av de proteinene genene koder for. Forskerne vil kunne lage helt nye, kunstige gener som fungerer som mønster for nye molekyler med nye funksjoner.

KRIGEN MOT DREPERORGANISMENE

Medisinsk bruk av lymfokiner Til nå har man oppdaget rundt ti lymfokiner som er så effektive at man ved hjelp av bare ett gram kan behandle flere tusen pasienter. Lymfokinene kan klones til man oppnår den mengden man ønsker. I de neste 30 årene vil man gjennom eksperimenter med lymfokiner bygge opp stadig større tillit til denne typen legemidler, som utover det å gjøre pasientene mer utholdende i forhold til bivirkningene av den konvensjonelle kreftbehandlingen, også stimulerer pasientenes egne forsvarssystemer til selv å angripe kreftsvulster. Det finnes også andre, mer raffinerte måter å behandle kreft på. Leukemiske blodceller er umodne celler som aldri utvikler seg videre. Lymfokinet pluropoitln kan brukes for å behandle benmargen hos leukemipasienter. Dette lymfokinet stimulerer modningsprosessen i blodcellene. Man kjenner også til lymfokiner som påvirker helt spesielle klasser av hvite blodlegemer og får disse til å fungere på spesielle måter i forsvarssystemet. Hvite blodlegemer av typen eosinofile celler vil under normale forhold angripe ormeparasitter. Ved å sprøyte et lymfok in som er klonet utenfor kroppen, inn i en pasient, kan man stimulere denne egenkapen hos eosinofile celler. Såkalte makrofager er hvite blodlegemer som angriper protozooer (encellete parasitter) av typen som forårsaker dysenteri. Ved å klone lymfokiner som stimulerer makrofager, kan de brukes for å øke individenes naturlige motstand mot sykdommer som skyldes slike encellete parasitter. Om 30 år vil behandling med lymfokiner være en etablert og vanlig helbredelsesmetode for kreft. I de fleste tilfeller vil metoden gi pasienten økte sjanser for å bli frisk. Etter hvert som man utvikler bedre teknikker for kloning, som resulterer i at produk­

23

sjonen av lymfokiner koster mindre, vil man også bruke lymfokiner i kampen mot livsfarlige infeksjons­ sykdommer i tillegg til kreft. I løpet av de neste 300 årene vil lymfokinene bety stadig mer for avansert manipulering med menne­ skets helse. Sykdommer og mangler vil kunne rettes opp ved hjelp av lymfokiner, eller rettere sagt ved nøye tilpassete blandinger av lymfokiner. Mennesker som må amputere en arm eller en fot på grunn aven ulykke, kan få behandling som gjør at en ny arm eller en ny fot vokser ut. Lymfokiner vil stimulere og reaktivere genene som fra naturens side bare settes i gang under utviklingen av et foster. Abzymer I slutten av 1986 rapporterte to amerikanske legeteam at de hadde lykkes i å danne nye former for enzymer ved hjelp av immunsystemet. Man kan vanskelig overdimensjonere hvilke fordeler et slikt framskritt innebærer. Immunsystemet vårt er i stand til å lage to eller tre millioner ulike antistoffer. Hvert antistoff reagerer på en spesiell måte med bare én fremmed organisme eller ett giftig stoff som har invadert den kroppen antistoffene er satt til å beskytte. Det amerikanske gjennombruddet åpner for å benytte denne enorme produksjonskapasiteten til å lage både enzymer og antistoffer. Kjemiske reaksjoner hvor sammensatte molekyler gjennomgår endringer, passerer vanligvis minst ett mellomstadium på veien mot det ferdige produktet. Enzymene katalyserer reaksjonen ved å reagere voldsomt og spesifikt med mellomstadiet, som gjennom reaksjonen stabiliseres slik at det varer lenger og blir lettere å få fram. Slik stimuleres hele reaksjonen. Et enzym som katalyserer en bestemt kjemisk reaksjon, kan altså defineres som et element som reagerer spesifikt og effektivt med mellomstadiet i den aktuelle reaksjonen. Om vi så tenker oss at den kjemiske industrien står overfor følgende problem: De har en kjemisk reaksjon og ønsker seg et enzym som katalyserer reaksjonen. Et slikt enzym finnes ikke fra naturens side, men det kan derimot skapes etter denne opp­ skriften: Først må man komme fram til strukturen i reaksjonens mellomstadium. Deretter framstilles mellomstadiet kunstig og sprøytes inn i en mus eller et annet forsøksdyr. Musens immunforsvar reagerer med å danne antistoffer mot stoffet, og antistoffer binder seg spesifikt og sterkt til det kjemiske mellomstadiet. Neste skritt er å ta cellene som produserer antistoffet fra musens milt. Når disse cellene blandes med hurtigvoksende laboratoriekulturer, får man en cellekultur som produserer det ønskete antistoffet i nødvendige mengder. Ifølge immunologene betyr dette at man har «udødeliggjort» evnen til å danne antistoff. Dermed har man klart å skape et enzym i form av et antistoff, som har evnen til å katalysere den ønskete kjemiske reaksjonen. Disse enzymene, som produseres på samme måte som antistoffer, har fått navnet abzymer. Man kan lage abzymer som katalyserer bortimot alle kjemiske reaksjoner. Forutsetningen er at de har mellomstadier med molekyler som immunforsvaret hos en mus oppfatter som fremmed. Abzymene utvikles i musens immunforsvar.

▲ Interferon testes i rotter. Om interferon, som er det første kjente lymfokinet, vet man at det består av flere ulike substanser med ulike funksjoner. Substansene kan klones hver for seg, og man er na i ferd med a teste ut hvilke potensialer stoffet har når det gjelder behandling av både infeksjonssykdommer og forskjellige typer kreft.

KRIGEN MOT DREPERORGANISMENE

Proteinkonstruksjon mot sykdommer Man kan opprettholde produksjonen av antistoffer ved å sprøyte fremmede stoffer inn i mus og udødeliggjøre cellene som produse­ rer antistoffene. Slike antistoffer kalles monoklonale, og ble først framstilt i 1970-årene av forskerne César Milstein og Georges Kohler ved laboratoriet for molekylærbiologi i Cambridge. De vant no­ belprisen i medisin. Før man klarte å framstille monoklonale antistoffer, var det bare mulig å produserere antistoffer i cellekulturer fra dyr og mennesker. Og det man oppnådde var i beste fall små mengder med urene blandinger. Alle monoklonale antistoffer kan produseres i ubegrensete mengder og i svært ren form. Framstillingen av monoklonale antistoffer på den ene siden, og den avanserte genteknologien på den andre, er to av molekylærbiologenes viktige bidrag til den bio­ teknologiske revolusjonen som nå er i ferd med å forandre verden. Proteinkonstruksjon er en kombinasjon av monoklonale antistof­ fer og genteknologi som får stadig større omfang. Det går ut på at genetikerne bruker malen i en levende celle når de skal lage et antistoff, et enzym eller et annet proteinmolekyl. Deretter omfor­ mer de malen slik at den passer med de nye spesifikasjonene til proteinene som produseres. De ultralange DNA-molekylene som utgjør kromosomene, består av kjemiske undergrupper eller baser som er lenket sammen. Hver basetrio inneholder koden for en bestemt aminosyre som inngår i et proteinmolekyl. Et protein er en kjede av aminosyrer, og et gen er derfor malen til de basene som koder for aminosyrene i proteinet som genet koder for. Forskerne ønsker å omprogrammere malen slik at man endrer proteinet, som for eksempel å gjøre et abzym mer effektivt som enzym. Da må de kjenne til alle sekvense­ ne i DNA-basene såvel som i tilsvarende aminosyrer i proteinet. Man vet ennå ikke fullt ut hvordan en sekvens av aminosyrer på­ virker måten proteinmolekylet er kveilet opp på. Proteinmolekylet minner mest om ulldotter som er ballet sammen, men i virkelighe­ ten dreier det seg om et molekyl med en pinlig nøyaktig tredimen­ sjonal struktur. Så langt er det bare noen få molekyler som er deko­ det på denne måten, men etter hvert som prosessen fortsettter, går genteknologien inn i en ny utviklingsfase. I denne fasen er ikke genetikerne bare opptatt av å klone genene og produktene deres, men arbeider også aktivt med å forbedre genene, og dermed proteinene. Proteinkonstruktørene kan allerede høste laurbær for en del gode resultater. I april 1987 kunngjorde forskere ved Imperial College i London at de hadde klart å gjøre et enzym 100 ganger mer effek­ tivt ved å manipulere med den genetiske malen. I 1988 klarte man å produsere et insulin som kroppen absorberte like fort som vanlig insulin. Det mest spennende ved utviklingene innen proteinkon­ struksjon er kanskje likevel det man på engelsk kaller «drug targeting», som går ut på at man produserer legemidler som bare angri­ per bestemte celler i kroppen, for eksempel kreftceller. Kreftceller har proteinmolekyler på overflaten. Slike proteinmolekyler kalles antigener og forekommer svært sjelden på friske cel­ ler. Flere av disse kreftantigenene er nå identifisert, men hittil har man ikke funnet antigener som er helt spesifikke for kreftceller. Teknikkene for produksjon av monoklonale antistoffer gjør det en­ kelt å lage antistoffer som reagerer effektivt og spesifikt med kreftantigener. Man sprøyter da antigenene inn i mus og udødeliggjør cellene som produserer antistoffer mot antigenene. Dersom slike antikreft-antistoffer kobles sammen med svært giftige, celledrepende kjemikalier, kan antistoffene opptre som målsøkende raketter. Disse fører de celledrepende stoffene rett til kreftcellene.

25

◄ A En hybridomacelle (over) produserer et monoklonalt antistoff mot et protein i celleskjelettet. De fleste antistoffe­ ne kan framstilles monoklonalt og brukes innen legeviten­ skapen - enten i diagnose-, forsknings- eller behandlingssammenheng. Monoklonale antistoffer som skal utvikles med sikte på å frakte gift­ stoffer til kreftceller, framstil­ les ved at antigener sprøytes inn i mus og rotter. Etterpå tar man celler fra dyrenes milt og identifiserer og isolerer de av dem som produserer anti­ stoffet man er på jakt etter. De isolerte cellene smeltes så sammen med hurtigvoksende cellekulturer, og danner en hybridkultur, eller et hybridom, som holder oppe produksjonen av antistoffer. På denne måten får man en effektiv og ubegrenset produksjon av antistoffer. Tanken til det nye fermenteringsapparatet (venstre) i Celltech-laboratoriet i England rommer 2000 liter, og er verdens største produsent av antistoffer. Celltech er Englands nasjonale antistoff-firma.

26 Plantestoffer blir til uvurderlig hjelp i kampen mot AIDS og lignende virussykdommer

▼ Poliovirus. Pa samme mate som koppesykdommen (som ble utryddet over hele verden ved hjelp av vaksiner), meslinger og andre sykdommer, kan man i dag kontrollere polio med immunisering.

Kampen mot virus - sukkeretterligninger Til tross for tidligere og nyere triumfer i kampen mot bakterier, har vi fortsatt bare et fåtall legemidler som kan bekjempe virussyk­ dommer, men heldigvis finnes det svært effektive vaksiner mot de mest truende virussykdommene i verden. Takket være gode vaksiner og massevaksinasjon kan enkelte sykdommer utryddes på verdensbasis. Det blir sett på som et realistisk mål ut fra de ressur­ ser og den teknologi vi rår over. Sykdommene som nå står for tur er blant andre poliomyelitt og røde hunder, akkurat som koppesykdommene ble utryddet på syttitallet. Det som mangler nå, er politiske avgjørelser som kan sette i gang kampanjene. Genteknolo­ giske metoder gjør det mulig å innlemme de delene av virusene som utløser produksjonen av antistoffer i vacciniavirus. Tidligere ble disse brukt til å immunisere mennesker mot kopper. Det er for eksempel tilfellet i malaria- og meslingviruset og i vacciniaviruset som ble brukt for å gjøre folk immune mot kopper. Med slike hybridvaksiner vil barn kunne gjøres immune mot flere syk­ dommer på en gang. Selv om de fleste legemidlene mot virus er skapt av kjemikere og kommer fra laboratoriet, er det mange eksperter som nå vil lete i naturen for å finne framtidens behandlingsmidler mot viruslidelser som herpes (forkjølelsessår), influensa og ikke minst syk­ dommen AIDS. Forskerne regner med å finne mange verdifulle biologiske stoffer i planter og andre levende organismer, som man aldri har undersøkt i letingen etter farmasøytiske midler. Et visst hint om hvilke muligheter det her kunne være snakk om fikk man på slutten av 1980-årene i sammenheng med et prosjekt på Jodrell Laboratory i Royal Botanic Gardens - Kew Gardens - i Surrey ved London. Dette prosjektet begynner nå å gi resultater i form av det Linda Fellows og hennes medarbeidere kaller «sukkeretter­ ligninger». Etterligningene er nitrogenholdige substanser som i molekyloppbygning minner om sukker både i størrelse og form. Interessen for slike sukkeretterligninger går først og fremst på deres evne til å hemme virkningen av flykosidaser. Det er enzymer som endrer oppbygningen av naturlige sukkerproteinforbindelser, såkalte glykoproteiner. De angriper sukkerdelen av disse sammen­ satte forbindelsene, og denne virkningen ser ut til å være ansvarlig for de virkningene sukkeretterligningene har på glykoproteiner, som inneholder mange sukkerstoffer. En del av dem kan styrke immunsystemet hos dyr som er angrepet av infeksjonssykdommer. Andre hindrer spredning av visse typer kreft hos mus, mens noen hindrer virus i å omdanne normale celler til ondartete celler. En siste liten gruppe er giftige (selv i svært små doser) overfor insekter som angriper nytteplanter. I 1987 fikk man en betydningsfull rapport fra Jodrell Laboratory i samarbeid med forskerne på St. Mary's Hospital i London. Legene på dette sykehuset hadde innsett behovet for midler som kan settes inn mot HIV (virus som forårsaker AIDS). De ville unngå de giftige bivirkningene som knytter seg til azidothymidin (Retrovir), som på den tiden var det eneste legemidlet man kjente til som påvirket de forferdelige symptomene. De innledet et samarbeid med forsker­ ne ved Royal Botanic Garden fordi det viste seg at nettopp glyko­ proteiner stod sentralt i AIDS-virusets angrep på pasientens im­ munsystem. HIV trenger inn i en undergruppe av immunforsvarets hvite blodlegemer som kalles T-hjelperlymfocytter, fordi glykopro­ teiner på overflaten av virus binder seg til mottakermolekylene CD4 på T-hjelpercellene. Dessuten er de aktuelle glykoproteinene fulle av sukkermolekyler. Forskere hevder at sukkeretterligninger, gjennom å hemme enzy­ mer som bearbeider glykoproteiner, kan brukes mot AIDS-viruset. Et av dem kalles castanospermin (CAST).

► Castanospermum australe er et tre som bærer svarte bønner. Det har vist seg å være en god kilde for «sukkeretterligningen» castanosper­ min, som kanskje vil spille en viktig rolle for behandlingen av AIDS. Dette og andre lignende stoffer stammer fra forskning som en gruppe engelske forskere har gjort. ▼ HIV-viruset forlater et infisert hvitt blodlegeme. Man har framstilt legemidler som er lovende i behandlingen av AIDS, men mange tror at de mest effektive stoffene finnes i naturen.

KRIGEN MOT DREPERORGANISMENE

27

Nye strategier En av de mest kontroversielle, mulige strategiene / den framtidige kampen mot virussykdommene ble presentert på en internasjonal kongress om mikro­ biologi i 1986. Man har observert at nye viruspartik­ ler som blir frigitt fra infiserte celler, kan angripes av antistoffer som er rettet mot andre virus eller mot selve cellen. Dr. Gordon Skinner og hans medarbei­ dere ved universitetet i Birmingham håper at de kan utnytte denne «immunhemmingen» i sykdomsbe­ handlingen. Dette er mulig ved at celler infiseres med enda et virus og deretter utsettes for antistof­ fer rettet mot dette andre viruset, slik at det hemmer frigivelsen av det første viruset. På kongressen ble det også lagt fram en annen, ny strategi ut fra forskning som var gjort på pest. Denne lidelsen herjer fortsatt rundt i verden og forårsaker mye sykdom og død. Sykdommen kan behandles antibiotisk, mens vaksiner har vist seg å ha mindre effekt. Forskerne Stanley Falkow og Ralph Isberg har lykkes i å finne genet som tillater et nært beslektet virus av pestbasillen å trenge inn i en celle. De klonet først en hel del ulike DNA-biter fra pestbakterien og satte dem inn i en stamme colibaktener som ikke trenger inn i celler. Deretter ble de spleisete bakteriene tilsatt kulturer av dyreceller sammen med et antibiotikum som ikke kan trenge gjennom celler. Dermed overlevde bare de bakteriene som klarte å trenge inn i dyrecellene. De resterende ble drept av antibiotikumet. På denne måten kan forskerne isolere akkurat de bakteriene som har et gen for evnen til å trenge inn i celler. Genet danner et protein på overflaten av bakteriene som ser ut til å ha betydning for infiseringsprosessen. Forskere ved Stanford University håper at oppdagelsen av denne prosessen resulterer i legemidler som kan forebygge og/eller behandle den alvorlige pestsykdommen. ◄ Linda Fellows og hennes medarbeidere på Jodrell Laboratory i Royal Botanic Gardens i Surrey, har sam­ arbeidet med forskere på St. Mary’s Hospital. Begge institu­ sjonene holder til i London, og sammen har de spilt en ledende rolle i oppdagelsen av sukkeretterligningene og forskningen rundt de positive virkningene disse kan ha innenfor behandling av en rekke sykdommer. Stoffene ble første gang funnet i noen få viltvoksende planter som ble dyrket i Kew. Men i ettertid har planteekspertene i Kew funnet lignende stoffer i flere beslektete plantearter rundt om i verden.

28 Legevitenskapens genteknologi er ikke bare en teknologi for velstående

▼ Livssyklusen til malariaparasitten, Plasmodium. Malariamyggen sprøyter sporozoitene inn i menneskets blod, som transporterer det til leveren. Fra leveren kommer de tilbake i blodet som merozoiter. Disse trenger inn i de røde blodlegemene hvor de formerer seg og pa et tidspunkt danner gametocytter, som igjen tas opp av en blodsugende malariamygg.

Kampen mot tropiske sykdommer Et av de viktigste forholdene å være klar over når det gjelder bruk av genteknologiske metoder innen legevitenskapen, er at det ikke dreier seg om midler som bare velstående kan ha nytte av. De medfører ikke nødvendigvis at industrilandene øker sitt forsprang på utviklingslandene, verken når det gjelder helsetilstand eller an­ dre typer velstand. Dersom internasjonale hjelpeorganisasjoner kla­ rer å skaffe de nødvendige ressursene, vil genteknologiens viktigste bidrag til helsetilstanden blant verdens befolkning nettopp være at den klarer å utrydde flere av tropesykdommene. Dette skyldes at kloning av gener for første gang har gjort det mulig å lage en vaksine som beskytter mot slike sykdommer. Para­ sitter som forårsaker malaria og schistosomiasis, som er to av de vanligste og mest ødeleggende tropesykdommene, kan ikke dyrkes i kulturer utenfor menneskekroppen. De er nemlig altfor spesiali­ serte i forhold til sine naturlige omgivelser. Vaksiner kan altså ikke lages med konvensjonelle metoder hvor man dyrker store mengder av den infiserte organismen i laboratorier som grunnlag for vaksi­ ner. Med genkloning har vi imidlertid kommet inn på en ny vei som kan lede fram til målet. Når det gjelder malaria, har grupper av forskere både i USA, Storbritannia og Australia identifisert spesielle proteiner og antige­ ner på overflaten av de P/asmodzum-parasittene som forårsaker syk­ dommen. Når det isolerte proteinet sprøytes inn i pasienten, stimu­ lerer antigenene immunforsvaret til å produsere et antistoff mot malariaparasitten. Disse antigenene tilhører helt klart den lille gruppen som immunforsvaret hos en malariapasient oppfatter som fremmed. Genene som fungerer som mal for slike antigener i Plas­ modium, er identifiserte og klonet i bakteriekulturer, som deretter masseproduserer plasmodie-antigener. Disse antigenene er nå i ferd med å bli testet i form av en vaksine. I 1987 gjorde man vellykkete vaksinasjonsforsøk med aper, som på den måten ble beskyttet mot malaria, og vaksinene testes nå på mennesker. Legemidler alene kan ikke brukes for å utrydde sykdommer. Mennesker kan hele tiden kan bli smittet på nytt, og man har ikke tilstrekkelig kapasitet til å dele ut legemidlene og lære befolk-

► Onchocerciasis, eller elveblindhet, forårsakes av mikro­ skopiske ormer som overføres av fluer. Som ved andre parasittsykdommer kan man ikke dyrke de sykdomsframkallende filariene (tropiske trådormer) utenfor kroppen, og på den måten framstille en vaksine. Man har ennå ikke klart å identifisere antigenene som kan brukes for å klone en vaksine mot denne sykdommen.

▼ Antistoffer bundet til overflaten av malariasporozoitene. Antistoffene viser at det er mulig å få fram en immun­ reaksjon mot dette stadiet av parasittens livssyklus. Man er i ferd med å teste vaksiner av denne typen pa mennesker. Immunforsvarets angrep mot sporozoitene må komme umid­ delbart etter at disse er blitt sprøytet inn av malariamyggen, før blodet frakter dem til leveren. Ettersom man ikke kan dyrke sporozoiter i laboratoriet, fram­ stiller man vaksinen ved hjelp av klonete plasmodieantigener.

KRIGEN MOT DREPERORGANISMENE

ningen hvordan de kan unngå ny smitte. Med vaksiner blir man beskyttet for mange år framover, kanskje resten av livet. Vaksinene er dermed ressurssparende. De genteknologiske metodene som gjør det mulig å vaksinere befolkningen mot tropiske parasittsykdommer, vil på samme tid gi anledning til å vaksinere mot andre syk­ dommer - i en og samme vaksine. Da får man utnyttet de sparsom­ me ressursene enda bedre. Den endelige malariavaksinen vil kanskje bli en blanding av an­ tigener lagd for å stimulere immunforsvaret mot parasittens sporozoitstadium, som overføres av malariamyggen, og merozoitstadiet som reinfiserer mosquitomyggen. Man har også funnet ut at vaksi­ nen må inneholde antigener som er valgt ut med tanke på å stimu­ lere de mange ulike våpnene som ligger i immunsystemet, slik at det dannes både antistoffer og celledrepende stoffer. Det samme gjelder for schistosomiasis. De sykdomsframkallende schistosomene har effektive mekanismer for å slippe unna immun­ forsvaret. Man må derfor angripe dem idet de kommer inn i krop­ pen, mens de er på larvestadiet. Man må stimulere angrepene både fra antistoffer og hvite blodlegemer, eller eosinofile leukocytter. Im­ munforsvaret mot parasitter er et komplekst system hvor alle ele­ mentene må stimuleres for å gi effektiv beskyttelse.

29

▼ En eosinofil leukocytt er en undergruppe av hvite blodle­ gemer. De angriper parasitter som trenger seg inn i kroppen ved å binde seg til overflaten på en schistosom-larve. Den eosinofile cellen er ledet til schistosomet av antistoffer som har bundet seg til den inntrengende organismen. Den eosinofile leukocytten har ødelagt cellemembranen i parasitten slik at innholdet renner ut.

30 Alt-i-ett-vaksiner som gir immunitet mot flere sykdommer på en gang, blir en stor gevinst for u-landene

Alt-i-ett-vaksiner En hovedoppgave innen genkloning er bruken av det ufarlige vacciniaviruset (ko-koppeviruset) som ble brukt for å utrydde koppesykdommen i verden. Genmaterialet i dette viruset er svært stort, med et DNA-innhold som ligger godt over gjennomsnittet for virus. Dette gjør det mulig å sette inn flere ekstra gener uten at virusets evne til å infisere og framkalle immunitet blir skadelidende. Genene for antigenene som framkaller immunitet mot en hel rekke sykdom­ mer, kan ved hjelp av genteknikk klones inn i dette viruset som dermed vil gi oss en alt-i-ett-vaksine. Når en pasient mottar et slikt klonet vaccimavirus i form av en vaksine, vil kroppen straks sette i gang å produsere antistoffer. Forhåpentligvis klarer kroppen å danne antistoffer mot alle de mikroorga­ nismene som er representert med sine gener i viruset. Kroppen utvikler et forsvar mot de fremmede antigenene, og på denne måten håper man å gjøre menneskene immune mot flere syk­ dommer på samme tid. med bare én eneste vaksine. En alt-i-ett-vaksine ville resultere i at man sparte samfunnet for store utgifter innen helsevesenet og andre sektorer. En slik vaksine vil kanskje vise seg å bli selve nøkkelen når det gjelder målet man har satt seg om å utrydde tropesykdommene. Man tester nå genklone-vaksiner mot malaria på mennesker, mens vaksiner mot schistosomiasis blir utprøvd på dyr. Man utvikler også nye vaksiner som skal beskytte oss mot andre av de tropiske parasittsykdommene. Dersom vaksinene viser seg å ha liten effekt, er det fullt mulig å gjøre noe med det, og man regner med at slike vaksiner vil være i bruk verden over før utgangen av dette århundret. Det samme tidsperspektivet har man på bruken av genkloningstekn/kker i kampen mot infeksjons­ sykdommer i den tredje verden. Men alt er avhengig av i hvilken grad verdens velstående nasjoner er villige til å ta et tak gjennom de internasjonale hjelpeorganisasjonene. For å nå målet, må de velstående landene bidra både til selve vaksinasjo­ nen og til helseopplysningen. Vaksinasjonsprogram► På en dag ble 400 000 mennesker i El Salvador vaksinert mot meslinger, kikhoste, difteri og stivkrampe. Forskere håper at man om noen år vil være i stand til å vaksinere mennesker mot flere slike sykdommer bare ved hjelp av en vaksine. De tror at vacciniaviruset man har fått fram ved hjelp av genkloning, vil åpne denne muligheten for vellykkete massevaksinasjo­ ner. Man har allerede satt fremmede gener inn i vaccinia­ viruset. Forsøk på frivillige personer har vist seg å fungere slik forskerne ønsket. Andre virus, som blant annet det svekkete polioviruset, kan brukes på tilsvarende måter.

mene er bare effektive når de kombineres med tiltak på andre felter, for eksempel kontroll av malariamygg, tse-tse-fluer og andre smittekilder. Dessuten må folk få tilgang til legemidler som behandler sykdommene. Og uten vaksinene, som bare kan skaffes gjennom kloning av gener, vil alle de andre tiltakene trolig være temmelig nytteløse. Private le­ gemiddelfirmaer kan imidlertid hente ut en helt annen økonomisk profitt dersom de satser på å bekjempe sykdommer som helst rammer den rike delen av verdens befolkning. Bare gjennom en felles planlegging av internasjo­ nale hjelpeprogrammer lar det seg gjøre å utnytte genkloningsteknikken på beste måte. Det betyr at de som trenger det mest, får glede av den, nemlig befolkningene i den tredje verden. På denne måten kan man klare å jevne ut litt av den enorme forskjel­ len på folks helsetilstand i disse landene og den rike delen av verden. Uten et internasjonalt samarbeid vil gapet mellom de to delene i verden bare bli større. Vi har faktisk fått en god begynnelse gjennom Verdens helseorganisasjons program mot de alvorligste tropesykdommene. Dersom gjenklonmgsteknikkene virkelig skal få det gjennomslaget de har kapasitet til innen fore­ byggende helsearbeid i den tredje verden, vil det kreve at også de velstående landene tar i et tak. I det kommende århundret må de rike landene være villige til å ta på seg store byrder, skape likevekt, og avskrive eventuell profitt på mvesteringer i dette arbeidet. De mest avanserte metodene innen gen­ teknologien må dessuten tilpasses de kulturelt sett beste kanalene dersom hjelpen skal nå fram. Innen jordbrukssektoren utvikler man nye matplanter som er mer motstandsdyktige mot tørke og sykdom. Det satses på avl av nye husdyrraser som er genetisk tilpasset omgivelsene. Om vi lykkes med denne langsiktige politikken, kan genteknikken kanskje være med på å snu tendensene. Genteknikken kan gjøre det mulig å viske ut litt av det store skillet mellom den fattige og rike delen av verden i dag - kanskje i løpet av de neste 100 årene.

Alderdom og udødelighet

3

I____

Finnes det en absolutt aldersgrense?... Hvorfor blir vi gamle?... Alderdom og genetikk... Vedlikehold av celler og vev... En eller flere årsaker til at vi eldes... Forskjellen på å reparere og bytte ut... Manglende vedlikehold er nøkkelen

]

, —-

■

-

, ■■

r

;.

..

Menneskets sosiale utvikling har ført til en gradvis økning i den gjennomsnittlige levealderen. Først kom en svært forsiktig økning, og så en mer drastisk økning de siste 100 årene. Det har alltid vært et mål å øke folks levealder gjennom et bedre helsevesen. I Europa, Nord-Amerika, Japan og Australia har dette ført til en gjennomsnittlig levealder på over 75 år for kvinner og over 70 år for menn. I 1988 var den gjennomsnittlige levealderen i Norge for kvinner 79,57 år, og for menn 73,05 år. Samtidig med at vi opplever denne «velstanden», er vi fullt klar over matmangel, dårlig hygiene og dårlig helsevesen i den tredje verden. Det holder leveal­ deren på et mye lavere nivå. De fleste er enige om at man må sette inn større ressurser på helsesektoren og dermed øke den gjen­ nomsnittlige levealderen også i utviklingslandene. Økningen i gjennomsnittlig levealder som et resultat av bedre helsevesen har ikke medført en tilsvarende økning av den høyeste alderen et menneske kan oppnå. Den høyest oppnåelige alderen for mennesket har vært den samme i flere hundre år. Det virker som om det ligger en slags sperre for hvor gamle vi kan bli. Med andre ord: Den største dødsårsaken er alderdomssykdommer og det at man blir gammel. I helsesektoren verden over settes det nå av større og større summer til eldreomsorg. Og her snakker man ikke bare om alders- og pleiehjem, men også om å gi de eldre best mulig behandlingstilbud. Det omfatter behandling av sykdommer som først og fremst opptrer hos eldre, som problemer med kretsløpet i hjertet, kreft, gikt, diabetes, nyresvikt, benskjørhet (osteoporose), dårlig syn og hørsel, Alzheimers sykdom og andre typiske alderdomssykdommer. Behandlingen av disse sykdommene er ikke bare svært krevende, men har også ofte kort virkning. Det er dessverre slik at behandling av en sykdom ofte følges av en ny sykdom. Biomedisinsk forskning har brukt store ressurser på sykdommene som rammer de eldre. Denne forskningen prøver å finne ut hva som forårsaker de ulike sykdommene, og hvordan man kan utvikle bedre behandlingsmetoder. Det kan imidlertid vise seg at denne forskningen bygger på feil premisser. Etter hvert som mennesket oppfyller sine behov og sine oppgaver i livet, eldes man. Prosessen begynner når vi har kunnet føre arten videre ved å bli foreldre og gi barnet den første omsorgen. Men mennesket har utviklet ska­ pende evner som gir mening til et liv lenge etter at arten er ført videre. Den livskraften kunne muligens kompensere for det vi mangler av vitalitet i sammenligning med mer primitive dyr som lever lenger enn oss. Det er lett å forstå hvorfor så mange har vært fascinert av mulig­ heten for å stoppe selve aldringsprosessen. På den måten ville man slippe alderdomssykdommene, og menneskene ville kunne bevare alle evnene sine mye lenger, ja, kanskje for evig. Skal vi få svar på om dette vil bli realitet i framtiden, eller om det for alltid tilhører science fiction, må vi først finne ut hvorfor mennesker og alle andre pattedyr blir gamle, og hvilke prosesser dette innebærer.

▲ Den engelske poeten W.H. Auden i ung utgave, og to år før han døde i 1973. Enkelte mennesker bevarer sine åndsevner og fulle intellektuelle evner og fortsetter a være fysisk vitale i høy alder. Andre rammes derimot meget tidlig av symptomer på forfall. Det er en stor utfordring for vitenskapen å finne forklarin­ gen på hvorfor mennesker eldes så forskjellig.

32 Biologene prøver å finne ut hvorfor det tilsynelatende «ikke-tilpasningsfenomenet» aldring har oppstått

▲ Små dyr, som denne dvergmusa, formerer seg fort og far store kull som raskt blir forplantningsdyktige. Gjen­ nomsnittsalderen er vanligvis lav. For rotter og mus er den for eksempel to-tre år. Det man ser av forandringer hos to eller tre år gamle rotter eller mus samsvarer omtrent med det man finner hos et menneske som nærmer seg 80 år. Det er så likt at man regner en måned i en laboratorierottes liv som tilsvarende et menneskeår.

Hvorfor blir vi gamle? Det er en vanlig oppfatning at aldringsprosessen er et uunngåelig resultat av dagens komplekse verden. Mikroorganismer kan dyrkes i det uendelige, og enkle dyr som koraller og sopper vokser i store kolonier som ikke viser de minste tegn på alderdom. Plantene har en enklere oppbygning enn dyr, og selv om de kan ha et svært kort liv, er mange av dem udødelige fordi de hele tiden fornyer seg gjennom vegetativ vekst. Et mer avansert dyr har en komplisert oppbygning som kan sam­ menlignes med en maskin der mange komponenter virker sammen og koordinerer ulike funksjoner. En slik sammenligning mellom dyr og maskiner kan være nyttig på mange måter, men det er ikke holdbart å se på alderdom som vanlig slitasje. Dette er selvsagt fordi organismer utvikler seg etter et genetisk mønster fra et befruk­ tet egg til et forplantningsdyktig vesen. Vi vet ennå svært lite om dette genetiske mønsteret. Hver enkelt prosess styres og kontrolleres i et enormt komplisert og dynamisk vekselspill. Maskiner settes derimot sammen del for del. Den engel­ ske utviklingsbiologen George Williams har sagt at dersom organis­ mene har klart å utvikle den mirakuløse prosessen som skjer når et egg vokser til et menneske, burde de også klare å løse problemet med å holde de voksne ved like. Nøkkelspørsmålet er altså hvorfor det er så vanskelig å opprettholde et fullvokst menneske. I følge den tyske zoologen August Weismann (1834-1914) går verden framover ved at voksne individer dør og gir plass til avkommene. Alderdommen er med andre ord en tilpasning som er positiv for artene, fordi den setter fart på utviklingen. Naturlig utvelgelse, derimot, virker først og fremst på individenes evne til å forplante seg, og ikke på hele grupper av dyr. Det er klart at aldrende indivi­ der ikke fungerer så godt i i darwinistisk betydning som et individ som kan overleve og forplante seg i det uendelige. Derfor skulle ikke aldring ha forekommet ifølge den naturlige utvelgelsen, fordi det er et fenomen som ikke har med tilpasning å gjøre. Dette repre­ senterer et alvorlig problem for utviklingsbiologer, som imidlertid har et forslag til løsning. Bak dette forslaget står først og fremst George Williams og Thomas Kirkwood ved Det engelske instituttet for medisinsk forskning. I dyrenes virkelige verden inntreffer døden oftest som en følge av sykdom, rovdyr eller sult. For mange arter er sannsynligheten for å dø nesten konstant i forhold til tiden. Det betyr at en stamme består av mange flere unge dyr enn gamle. Faktisk er det ikke ofte man ser gamle dyr i et naturlig miljø. Konsekvensen er at de unge dyrene får flest avkom, mens de middelaldrende får noen, og de eldste dyrene nesten ingen avkom i det hele tatt. Det ville være mer eller mindre bortkastet å sette genenes ressurser inn i å holde et gammelt individ ved like, siden individet snart vil dø av en eller annen ytre årsak. Da er det bedre å omfordele ressurse­ ne, og heller bruke dem til å holde vedlike og hindre et individ i å bli gammelt, eller til å gjøre individet forplantningsdyktig fortest mulig. Som en følge av dette kan kjønnscellelinjer aldri bli gamle. Kjønnscellelinjer består av eggceller og sædceller som overføres fra generasjon til generasjon. I virkeligheten er kjønnscellelinjer fra alle artene som eksisterer potensielt udødelige. I dyreverdenen kan man se aldringsprosessen hos ville dyr som blir plassert i for ek­ sempel dyrehager, hvor de er beskyttet mot rovdyr og sult, og hvor man har sykdom under kontroll. Aldringsprosessen hos det voksne dyret begynner når det har nådd en viss alder. Den samme proses­ sen finner sted hos mennesker som lever i samfunn med et godt utviklet helsevesen.

▼ En menneskelig eggcelle omgitt av sædceller. Hvordan kan det ha seg at menneske­ kroppen, som kan utvikle seg fra et egg til et legeme med flere milliarder forskjellige celler og med spesialiserte og gjensidig avhengige organer, tilsynelatende ikke har klart å løse problemet med a ta vare pa kroppen? Det er helt sikkert mye enklere enn de mange kompliserte prosessene som sker i menneskekroppen.

ALDERDOM OG UDØDELIGHET

Genetisk kontroll med aldring Når forskjellige arter viser seg å ha ulike grenser for maksimal oppnåelig alder, tyder det på at aldringsprosessen kontrolleres av genene. Generelt sett har små dyr, for eksempel gnagerne, en gjen­ nomsnittlig levealder på to-tre år. Disse dyrene formerer seg fort. Store dyr som formerer seg sakte, slik som elefanter, hvaler eller mennesker, har en gjennomsnittlig høy levealder. Dette passer godt med teorien om alderdommens utvikling når man ser på de mulige strategiene organismene kan følge for å overleve best mulig. Det kan gjøres på ulike måter. En mulighet er å sette ressursene inn på å vokse fort og formere seg raskt, og bruke langt mindre på å holde legemet ved like. En annen er å vokse og formere seg sakte, og bruke mest på vedlikeholdet av det fullvokste legemet. Valg av strategi er selvsagt også avhengig av det økologiske sam­ spillet individet skal være en del av. Små dyr er sterkt utsatt for rovdyr, og derfor har de svært få sjanser til å overleve lenge. Store dyr har få fiender og utsettes ikke så ofte for naturlige farer. Likheten mellom de degenerative forandringene som skjer hos en mus og et menneske når de eldes er slående, enda mennesket lever omtrent 30 ganger lenger enn en mus. På en eller annen måte kontrollerer genene at voksne pattedyr lever en viss tid, noen måneder eller år, før aldringsprosessen begynner. De synlige detal­ jene i denne prosessen ser ut til å ha mange likhetstrekk hos alle pattedyr. Her ligger en stor utfordring for gerontologene. De ønsker å forstå det molekylære og cellulære grunnlaget for hvorfor al­ dringsprosessen ikke går like fort hos de forskjellige artene.

33

34 Kanskje det er galt å konsentrere forskningen om sykdommer som har sammenheng med et individs alder?

Aldring og vedlikehold av kroppen Flere grundige undersøkelser har tatt for seg prosessene som har med vedlikehold av celler og vev i mange forskjellige organismer å gjøre. For det første finnes det en mekanisme for reparasjon av DNA. Dette er et innviklet sett med enzymreaksjoner som finner DNA-feil i kromosomene og har en lang rekke forskjellige metoder for å reparere dem. Det er alltid fare for at det plutselig oppstår slike skader. Skadene skyldes kjemiske forhold eller stråling i omgi­ velsene. Normal cellefunksjon forutsetter alltid en feilfri framstil­ ling av makromolekyler, ikke bare DNA, men også RNA og protei­ ner. Produksjonen av makromolekyler kalles syntese. Det finnes kontrollrutiner som oppdager eventuelle feil i syntesen og retter opp disse med det samme. Feil i proteinsyntesen ville få alvorlige følger for cellemembranene og celleorganellene. Men det verste er at slike feil kunne gå tilbake til selve proteinsyntesen og dermed føre til enda større feil. Dette ville til slutt føre til feil i proteinene og i hele cellefunksjonen. Den tredje kjente mekanismen når det gjelder vedlikehold av celler og vev, er en rekke prosesser der enzymer fjerner proteiner - spesielt proteiner som er forandret eller unormale. Mye av nitrogenstoffskiftet i dyreceller har sammenheng med den kontinuerlige nedbrytningen og reframstillingen av disse molekylene. Man har samlet en rekke beviser for at unormale proteiner, eller noen av biproduktene, samler seg opp i gammelt vev. For det fjerde dannes ► Ved Det franske instituttet for forebygging av hjernealdring avslører positron-emisjonstomografi (PET-skanning) forkalkning og innsnevringer i hjernens pulsårer som er framkalt av aldringsprosessen. Reaksjon og hukommelse testes ved hjelp av videospill. ▼ Dr. Igancio Madrazo fra Mexico City er med sine trans­ plantasjoner av hjernevev fra fostre en pioner nar det gjelder behandling av Parkinsons sykdom. Andre kirurger har utviklet lignende metoder, men det er for tidlig å si hvor nyttige metodene er.

► Skanninger av hjernevev fra en normal hjerne (øverst) og fra hjernen til en 85 år gammel senil mann. Mange forandrin­ ger som skjer med stigende alder er uunngåelige, men i Norge lider trolig rundt 40 000 mennesker av Alzheimers sykdom (presenil demens). Den oppstår i svært ung alder og utvikler seg raskt. En del leger mener at sykdommen kan behandles med transplan­ tasjon av hjernevev. Andre hevder at behandlingen hjelper lite, og i verste fall er farlig.

ALDERDOM OG UDØDELIGHET

35

det hele tiden skadelige forbindelser, som kalles frie radikaler. De er biprodukter av en lang rekke stoffskiftereaksjoner der oksygen har en sentral funksjon. Disse frie radikalene har svært kort levetid, men de er høyreaktive og kan skade viktige deler av cellene. Ved såkalt lipid-peroksidasjon blir for eksempel cellemembranen øde­ lagt. Det er ikke overraskende at organismene har utviklet metoder for å kvitte seg med frie radikaler, for eksempel ved hjelp av enzymsystemer som det selenavhengige glutasjon-peroksidase, samt naturlige antioksidanter som vitaminene C og E. For det femte har alle pattedyr et avansert immunsystem, som fort gjenkjenner og fjerner fremmede antigener. Og for det sjette repareres fysiske ska­ der på vevene, både på hud og på indre vev, i de aller fleste tilfeller uten behandling. Med andre ord: Celler som ikke lenger er leve­ dyktige, kan erstattes av forskjellige typer vev. Et velkjent eksem­ pel på dette er den kontinuerlige fornyelsen av røde blodlegemer, som har begrenset levetid på 120 dager. Alle disse seks mekanismene for vedlikeholding av celler og vev avhenger av enzymer og proteiner med helt spesielle funksjoner. Det trengs trolig et svært stort antall gener for å kode for alle disse forskjellige proteinene. En mulig forklaring på dette er at organis­ mer investerer en god porsjon energi og stoffskifteressurser for å holde systemet i gang hos voksne individer. Vedlikeholdsmekanismene er sannsynligvis mer effektive hos organismer som lever len­ ge enn hos de organismene som bare har kort levetid. Aldring - en opphoping av sykdomsfaktorer Menneskets aldring skyldes ikke bare én, men flere faktorer. Sett fra organismens side er det helt klart ingen mening i å sette inn store ressurser for å holde ved like ett slikt system, mens de andre forfaller. Det er derfor ikke så overraskende at mange av kroppens funksjoner ser ut til å forfalle på samme tid. Men fullstendig synkroni er det selvsagt ikke. Mange gamle kan for eksempel ha god hukommelse og krystallklar hjerne, men en kropp i fysisk forfall, mens andre beholder sin fysiske helse og blir demente. Generelt er det likevel en slående sammenheng mellom de ulike alderdomssvakhetene, og denne sammenhengen understreker at det skjer en parallell opphoping av fundamentale defekter i celler og makromo­ lekyler i alle deler av kroppen. Det er dette man tenker på når man hevder at det kan være bortkastet å forske på individuelle alderdomssykdommer. Mange mener at aldringsprosessen skyldes flere faktorer, og at det kan være nyttig å studere en enkelt alderdomssykdom uten å ta hensyn til de andre. Det finnes en rekke veldedige organisasjo­ ner som driver forskning på kreft, hjerte-karsykdommer, Alzheimers sykdom, diabetes, nyresykdommer, gikt, benskjørhet osv. For å forstå den grunnleggende årsaken til disse sykdommene bedre, er det mer gunstig å gå dypere inn på selve aldringsprosessen. Dette ville koordinere forskning som skjer på de enkelte aldersbetingete sykdommene, og resultere i en større forståelse av de mole­ kylære og cellulære forholdene som til syvende og sist omfatter alle forandringene som skjer i kroppen etter hvert som vi blir gam­ le. Lovende resultater har man blant annet fra forskningen innen arvelige defekter, som Downs syndrom og Werners syndrom, siden de som rammes av disse sykdommene på et tidlig stadium utvikler alderdomstegn. Et stort og avgjørende framskritt ville det være om man oppklarte det biokjemiske grunnlaget for en genetisk defekt som påvirker aldringsprosessen på flere måter. Dette kan gjøres ved å studere celler som er dyrket i laboratoriet og som er tatt fra individer hvor prosessen er i gang.

◄ Hjernevev fra et menneskefoster transplantert inn i en rottehjerne. Menneskevevet ses som mørke omrader. Det kommer av at det er farget ved hjelp av en metode som avslører dopamin - signal­ stoffet som mangler ved Parkinsons sykdom. Man har behandlet hjernen hos rotter slik at det har oppstått en parkinsonlignende tilstand. Trans­ plantert vev kan danne dopaminet som mangler, tilsy­ nelatende uten at dette gir langvarige bivirkninger. Vevet som transplanteres blir ikke avvist, blant annet fordi fostervev oppfattes som mindre fremmed enn annet vev, og ogsa fordi immun­ systemet, som vanligvis gjen­ kjenner og avviser fremmed vev, bare til en viss grad virker i hjernen. Fra undersøkelser som er gjort på aper, vet man imidlertid at det transplanterte vevet av og til vender tilbake til et tidligere utviklingsstadium og begynner å vokse unormalt.

36 Aldringsprosessen ligger gjemt i molekylene, cellene, vevet og organene våre

► Aldrende og unge fibrobiaster (lite bilde), som er bindevevets celler. De aldrende cellene er farget og fotografert etter 50 celledelinger i denne cellekulturen i laboratoriet. Pa dette tidspunktet slutter cellene å dele seg og dør. Det viser at aldringen er en innebygd egenskap i normale celler. De har en bestemt levetid i form av et visst antall celledelinger. Da slutter de a dele seg og dør etter en stund. Noen encellete dyr, som for eksempel amøber, har unngått denne skjebnen. Akkurat som kjønnscellene hos høyerestaende dyr, er de potensielt udødelige. Når normale celler omdannes til ondartete kreftceller, forandres de og blir potensielt udødelige når de dyrkes i cellekulturer.

Levealderen i framtiden Framskrittene innen alderdomsforskning går dessverre sakte. Det skyldes delvis at det dreier seg om et vitenskapelig område som har liten prestisje. Selv når det settes av midler til slik forskning, går pengene til spesialstudier av for eksempel Alzheimers sykdom, og ikke på generell forskning på selve aldringsprosessen. Først når det stilles større ressurser til disposisjon vil man gjøre raske fram­ skritt. Forskerne må for alvor blir klar over hvilken enorm betyd­ ning studier av alderdomsforandringene på cellenivå vil ha for den medisinske utviklingen. En svært lovende metode er å studere menneskelige celler i kulturer. Man vet allerede at enkelte celler som dyrkes i laboratoriet, lever en svært kort periode. På en annen side vil kreftceller vokse i det uendelige. Studier av disse to tilfelle­ ne, nemlig normale cellers aldring, og kreftcellenes udødelighet, henger nøye sammen. Etter hvert vil vi finne behandlingsmetoder som hindrer aldersrelaterte sykdommer i å angripe, eller som i det minste utsetter slike angrep. Resultatet vil bli at menneskene får det bedre når de blir gamle, men vil det føre til at den maksimale levealderen øker? Problemet er at behandling av slike sykdommer blir stadig dyrere. Behandlingsmetoder som gjør at svært gamle mennesker kan hol­ des kunstig i live, eventuelt at de kan få transplantert nye, friske organer og dermed leve enda litt lenger, kan ikke alltid rettferdigjøres med tanke på at det finnes yngre mennesker som har behov for den samme behandlingen på grunn av medfødte feil ved enkel­ te organer. Ved å fortsette forskningen, får vi en stadig større forståelse av aldringsprosessens mange nivåer. Da kan vi finne en forklaring på hvorfor folk gradvis svekkes når det gjelder helse, styrke og intellekt. En rekke gerontologer tror at en slik forståelse også vil gi oss løsningen på aldringsproblemet, og at man da kan utvikle metoder som forsinker denne prosessen, eller i beste fall stanser den helt. Det finnes allerede mange fantastiske forestillinger om dette emnet, og ofte bygger de på ideer om et slags indre ur, eller drivverk. Når vi oppdager dette, vil vi kunne påvirke det ved å legge om kostholdet, forandre livsstilen eller bruke medisiner. Selv om det ikke finnes vitenskapelig grunnlag som støtter slike ideer, skal man ikke se bort fra at avsløringen av aldringens hemmelighet også vil gi oss en oppskrift på eventuelle forebyggende tiltak. Aldringsprosessen har en lang, lang historie, som minst strekker seg tilbake til de første virveldyrene. Prosessens hemmelighet ligger derfor i menneskenes molekyler, celler, vev og organer. Celler som ikke deler seg, kan ikke leve evig. Noen av de sentrale delene i kroppen vår er dannet av slike celler og har derfor begrenset kapasitet når det gjelder fornying og vedlikehold. Dette gjelder for eksempel sentralnervesystemet, og spesielt hjernen og sanseorga­ nene. Det gjelder også muskler og muskelvev, hjerte og kretsløp. Dessuten ser det ut til at man ikke klarer å snu de biokjemiske forandringene som skjer i noen av stoffene som er med på å bygge opp kroppen, for eksempel i bindevevsproteinet kollagen og i benstrukturen. Sammenligningen mellom maskiner og komplekse organismer er fortsatt aktuell. For selv om maskiner ikke varer evig, er det mulig å skifte ut slitte deler. En Rolls Royce veteranbil kan holdes i stand så lenge den blir skikkelig vedlikeholdt. Dessverre kan ikke kompliserte levende organismer bli satt sammen bit for bit som en maskin. Individet er resultatet av en indre prosess som styrer utviklingen av det befruktete egget. Derfor er reparasjon og erstat­ ning to fundamentalt forskjellige begreper.

ALDERDOM OG UDØDELIGHET

37

◄ En gutt med Cockaynes syndrom, som medfører en altfor tidlig aldringsprosess på grunn av en genetisk defekt. Celler med slike defekte gener har svært kort levetid når de isoleres fra kroppen og dyrkes i cellekulturer. Med tanke på at aldring er et universelt fe­ nomen, er det overraskende at samfunnet ikke bruker større ressurser på å utforske den. ▼ Et røntgenbilde av hender som er hardt rammet av kronisk leddgikt. Mye tyder på at denne sykdommen er hyppigst hos eldre folk. Gjennom kosthold, legemidler og trening kan man forebygge eller forsinke sykdommen, men kronisk leddgikt påvirkes ogsa av aldringsprosessen og om man er genetisk disponert for sykdommen.

38 Rotter på lavkaloridiett lever 50 prosent lenger enn andre rotter

► Kurvene viser ventet levealder for en rotte som spiser vanlig og en rotte pa lavkaloridiett. Professor Roy Walford ved universitet i Oxford er overbevist om at rotteforsøkene kan overføres til menneskelige forhold. Han haper selv a leve til han er rundt 140 ar gammel. Dyreforsøk viser at det faktisk ogsa er mulig a øke menneskets levealder. I dag har man nok kunnskaper om kroppens egne vedlikeholdssystemer til at vi kan konstruere et udødelig menneske. Dette mennesket vil i virkeligheten ikke være en forbedret utgave av mennesket, men faktisk en helt annen og ny organisme.

Forandring av menneskets levealder Det er skrevet mye om å forlenge menneskets levealder. Det er et yndet tema både for spekula­ sjoner og ønsketenkning, og det er dessverre ofte vanskelig å skille mellom fantasi og virkelighet. I USA er det en gruppe som kaller seg «De udødelige» («The Immortalists»), som blant annet omfatter en rekke gerontologer (alderdomsforskere) som ser på aldring som en sykdom vi kan overvinne ved å spise riktig kost og leve sunt. Bøker som gir råd om hvordan man lever lenger, blir ofte bestsel­ gere. og det er et enormt marked for vitaminer, ernænngstilskudd og all verdens piller som etter sigende skal utsette aldringsprosessen. I England har man til og med en klinikk i London hvor man behandler pasientene med nukleinsyrer fra dyrefost re og hevder at det gjør pasientene yngre (noe som aldri har vært vitenskapelig dokumentert). Det er en utbredt oppfatning at menneskene i Kaukasus og Vilcamba i Peru ofte blir 150 år gamle eller mer, selv om mange framstående forskere stempler disse rapportene som falske. Men forsøk med dyr har vist at det er mulig å øke levealderen. Potter som holdes på en lavkalori­ diett lever 50 prosent lenger enn andre rotter. Det er ikke utenkelig at vi mennesker kan oppnå det samme. Forsøk på å vise at man kan øke levetiden hos dyr ved hjelp av antioksideringsmidler, har ikke vært vellykket, men det er mulig at en godt tilpasset behandling vil ha begrenset effekt. I vår tid kan vi tenke oss komplekse organismer som er i stand til å danne nye deler (regenerere)

og fornye alle deler av legemet. En slik organisme måtte ha stamceller som kan erstatte nervecellene i hjernen, som ikke har celledeling, samt diverse andre livsviktige organer som hjerte og kretsløp, hvor man også er avhengig av en jevnlig fornying av cellematerialet. I tillegg måtte organismens skjelett ha en innebygd vedlikeholdsmekanisme, noe som ville skille den radikalt fra mennesket. En slik skapning vil ikke være en forbedret utgave av mennesket, men en helt ny organisme Flere av de viktigste teoriene om aldring knytter seg direkte til svikten i en eller flere av vedlikeholdsmekanismene. Teorien om «frie radikaler» sier at degenerative forandringer i cellene (spesielt i form av kalkmng av fettstoffene i cellemembraner, samt opphopning av alderspigmentet lipofuscin i cellene) skyldes de kontinuerlige skadevirkningene fra høyreaktive forbindelser. Teorien om «somatisk mutasjon» går ut på at aldring skyldes opphopning av skader i DNA, og spesielt mutasjoner av gener og brudd på kromosomer. Teorien om «proteinfeil» hevder at alderdom skyldes oppsamling av flere og flere defekter, spesielt i protemsyntesen Gerontolo­ gen Roy Walford har i mange år sagt at aldrings­ prosessen skyldes en svikt i immunsystemet som gjør at det mister evnen til å kjenne igjen fremmede molekyler. Denne svikten kan føre til at organismens immunsystem ødelegger sine egne celler. Det kan finnes noe sant i alle disse forskjellige teoriene, men inntil det foreligger mer spesifikk informasjon, kan det være fristende å putte samtlige teorier i båsen for «manglende vedlikehold».

På grensen av legevitenskapen Nye veier innen medisin... Tradisjonell ayurvedisk og kinesisk medisin... Plantemedisin... Akupunktur... Homøopati... Meditasjon... Har alternativ medisin noen framtid?

..............

.

..................... ..........................

Transplantasjoner av hjerter og lunger, utrydding av koppesykdommen og rutinemessig helbredelse av visse krefttyper, viser be­ tydningen av de legemidlene og behandlingsmetodene legene rår over i dag. De samme resultatene har også i økende grad styrket tanken om at legevitenskapen må være rasjonell og mekanisk for at den skal være effektiv. Den skal gjenspeile den logiske, intellek­ tuelle måten å gå fram på. Det er den samme metoden som karak­ teriserer naturvitenskapene. Legevitenskapen skal bygge på analy­ ser av menneskelige organer, vev og kjemiske reaksjoner. Organis­ men krever presise korreksjoner når den ikke fungerer riktig. Alle behandlingsmetoder som ikke passer inn i dette mønsteret, og som statistisk sett ikke kan sammenlignes med ortodokse terapier, er en gang for alle stemplet som «alternativ medisin». I de senere årene har man stadig oftere måttet gå med på at en slik streng utestenging av utradisjonelle behandlingsmåter har vært for lite gjennomtenkt. Selv de mest konservative legene har måttet innrømme at «udokumenterte» midler til tider har gitt gode resultater der ortodokse metoder har kommet til kort. Metoder som tidligere ble betraktet som suspekte, som for eksempel hypnose, er nå akseptert av den tradisjonelle legevitenskapen. Og en rekke andre metoder blir ikke lenger så kategorisk avvist fordi man ikke kan dokumentere virkningen av dem med vitenskapelige metoder. Denne nytenkningen åpner nye dører for legevitenskapen.

▼ Et av atferdsproblemene som behandles ved hjelp av hypnose, er alkoholisme, som for eksempel ved denne klinikken i Moskva. Den øster­ rikske legen Anton Mesmer (1723-1815) brukte teknikken i behandlingen av hysteriske tilstander og psykosomatiske sykdommer, men det tok lang tid før hypnose ble akseptert som behandlingsform innen ortodoks medisin.

▲ Charles Slackmans tegning «Freud om Freud» stiller spørsmål ved verdien av Freuds psykoanalyse. Psykia­ trien er fortsatt delt i to leire. Den ene siden hevder at psykoanalysen er nyttig og meningsfylt. Den andre siden holder seg til fysisk behandling, og mener at psykoanalysen forteller like mye om analytikeren som om pasienten.

40 Sakte, men sikkert har den vestlige legevitenskapen «akseptert» deler av den alternative medisinen

Å Den kinesiske tradisjonen med å bruke sugekopper for å øke blodsirkulasjonen, er en metode som trolig ikke vil bli tatt opp av legevitenskapen. Pa linje med den ortodokse vitenskapens motstand mot astrologi, skyldes mye av skepsisen til slike metoder at det ikke er mulig a gi en fornuftig forklaring pa hvordan teknikken virker.

Ayurveda, urtemedisin og akupunktur Når revolusjonen innen moderne farmasi helt har stilt urtemedisinen i skyggen, er det også et resultat av at man har utviklet svært effektive og vitenskapelig baserte legemidler, Mange opprinnelige naturmedisiner har lenge vært glemt eller oversett, og i tillegg fin­ nes det helt sikkert flere som ikke er oppdaget ennå, Et tegn på at legevitenskapen tenker i nye baner fikk man da det vitenskapeli­ ge fagtidsskriftet Trends in Pharmacological Sciences i 1986 trykte en rekke artikler som beskrev den ayurvediske og kinesiske lege­ kunsten. Forskere fra Seth G.S. Medical College i Bombay i India stilte den ortodokse vestlige medisinen opp mot ayurvedas holistiske filosofi. Vestlig medisin legger vekt på en spesifikk behandling av en spesifikk defekt. Ayurveda er sanskrit for livsvisdom. Denne filosofien forklarer sunnhet og sykdom som balanse og ubalanse mellom kroppens tre dosha (væsker), syv dhatu (vev) og mala (utskillingsprodukter). Forskerne har gjort nye forsøk med flere av de ayurvediske midlene og funnet ut at de på en effektiv måte stimulerer kroppens immunforsvar mot sykdommer. De har også kastet lys over en rekke av prinsippene innenfor denne retningen, som etter hvert også har blitt akseptert av den vestlige legeviten­ skapen. Det ene prinsippet går ut på at behandlingen med legemid­ ler må settes inn på riktig tidspunkt for å oppnå maksimal effekt. Et annet er at den medisinske behandlingen må tilpasses den en­ kelte pasients konstellasjon. Det vil si at behandlingen bestemmes i forhold til pasientens vevstyper. De kan sammenlignes med blodgrupper, selv om de finnes i mye større antall. Et tredje prinsipp legger vekt på betydningen av mat, noe som også stemmer overens med oppdagelsene som er gjort i den senere tid, nemlig at kosthol­ det påvirker funksjonene i hjernen og den mentale helsen. Det er like lett å være skeptisk overfor tradisjonell kinesisk medi­ sin som å stille seg kritisk til ayurvediske væsker. I kinesisk medisin forklares sykdom som ubalanse mellom ulike yin- og yangkrefter. Til tross for dette har en farmasøyt ved universitetet i Utah, Deng Quan-Sheng, tatt til orde for at man ved å integrere slike metoder i den vestlige farmasien har funnet fram til nye legende midler. Dessuten har man lært å forstå hvordan disse metodene kan utnyt­ tes på beste måte. Eksempler på dette er midlene homoharringtonine og hydroksycamptothecin til behandling av visse krefttyper, gossypol som mannlig prevensjonsmiddel, arteannum som et malariamiddel, og tanshinon til behandling av åreforkalkning i hjertet. Professor Varro Tyler fra universitetet i Purdhue i Lafayette, USA, har pekt på en rekke andre urtemedisiner som i det siste er blitt vitenskapelig vurdert. Dette gjelder for eksempel echinacea, som stimulerer immunforsvaret; matrem mot migrene og artritt; ingefær mot reisesyke og nattlysolje mot eksem. Tyler hevder at «den generelt økende interessen blant publikum når det gjelder urtemedisin, vil påvirke forskere og leger, slik at de legger mer vekt på studier innenfor dette lovende området av farmasien.» Akupunktur er en annen av de alternative behandlingsformene som gradvis har oppnådd aksept i de medisinske miljøene. Aku­ punktur blir studert og praktisert på høyt nivå av leger i Norge. Denne utviklingen er med på å understreke hvor lite gjennomtenkt det er å avvise et fenomen ut fra argumentet om at dagens forsk­ ning ikke er i stand til å fortelle oss hvordan terapien virker. I enkelttilfeller er det ofte umulig å si hvordan akupunkturen vil virke. Noen blir friske, andre ikke. En person kan oppleve at smer­ tene blir borte for et par timer, mens andre blir kvitt dem for et par år. Enkelte reagerer fort på behandlingen, andre langsomt. Sli­ ke variasjoner tyder på at akupunkturen er en metode med et po­ tensiale som vi kan lære å utnytte bedre enn det gjøres i dag.

► Akupunktur blir i Kina brukt som bedøvelsesmiddel under kirurgiske operasjoner. I be­ gynnelsen ble akupunktur møtt med skepsis, men i motsetning til sugekoppene har akupunktur også blitt akseptert av vestlig konvensjonel legevitenskap. Det er gjort grundige undersøkelser som viser at akupunkturnaler som stikkes inn under huden etter tradisjonelt kinesisk mønster, har bedøvende effekt pa 60 prosent av pasientene med kroniske smerter. Lidelsene forårsakes av blant annet slitasjegikt. Akupunktur kan også forebygge kvalme og oppkast hos kreftpasienter som gjennomgår kjemoterapeutisk behandling.

PÅ GRENSEN TIL LEGEVITENSKAP

41

A Et annet gammelt kinesisk middel var «moxa», en liten kjegle av brennbart materiale som ble plassert pa bestemte punkter på kroppen og tent på. Moxabrenning, som her utføres med unge malurtblader, er blitt vitenskapelig undersøkt. Man har ikke kunnet påvise annen virkning enn den rene placeboeffekten, som skyldes pasientens tro på kuren.

◄ En kinesisk farmasøyt blander resepter etter tradisjo­ nelle medisinske prinsipper. Selv om mange av de gamle, ærverdige urtemedisinene har vist seg bare å ha ubetydelig terapeutisk virking, fortsetter man å forske på området. Ledende forskere regner med å finne nye midler som kan gi positive resultater på alt fra svangerskapsforebygging til kreftbehandling.

42 En bedre forståelse av placeboeffekten vil kunne avsløre mekanismene hos noen av de virksomme alternative behandlingsmetodene

Homøopati og meditasjon Den kanskje mest tvilsomme av alle alternative terapier ifølge kon­ vensjonelle legevitenskaplige forskere, er homøopati. Preparatene er så fortynnet at man til slutt ofte ikke finner ett eneste molekyl av det opprinnelige stoffet. Per definisjon utelukker det alle vekselvirkninger mellom preparatet og vevene i kroppen. Når ortodokse leger konfronteres med enkelttilfeller hvor pasientene har blitt hel­ bredet gjennom homøopati, forklarer de det med placeboeffekten. Den går ut på at folk kjenner seg bedre når de vet at de får effektiv behandling, uansett hva medisinen inneholder. Dersom den tilfeldige suksessen som homøopatien har opplevd skulle vise seg å bygge på en placeboeffekt, betyr det bare at de som praktiserer denne vitenskapen ikke har hatt den riktige forkla­ ringen på det de holder på med. Placeboeffekten er faktisk like uforklart og like spennende i dag som i 1950-årene, da dr. Henry Beecher fra Boston oppdaget at 35 av 100 kirurgiske pasienter tyde­ lig kjente at smerten ble borte etter at de hadde fått et placebomiddel, når de selv trodde de hadde fått morfin. Forklaringen kan være at kroppen utskiller sitt eget «morfin», såkalte endorfiner. Men da står vi igjen med spørsmålet om hvorfor dette skjer hos noen perso­ ner, men ikke hos andre. .Mens den tradisjonelle fvsiologien og biokjemien hevder at placebostoffer ikke har noen funksjon når det gjelder stoffskiftet, viser det seg at slike stoff i enkelte tilfeller kan ha like stor effekt som de sterkeste legemidlene. Dersom vi en dag finner løsningen på placeboeffekten, vil forskningen kunne

▼ Kunder star i kø for a fa patentmedisin i et fasjonabelt homøopatisk apotek. I vare dager er interessen for alternativ medisin økende. Det er et stort marked og store penger a tjene for selskaper som tilbyr prefabrikerte homøopatpreparater. Denne utviklin­ gen star pa mange mater i sterk kontrast til den opprinne­ lige, homøopatiske behandlin­ gen. Det hevdes at det som skiller den fra konvensjonelle behandlingsformer er at de bygger på en nær forbindelse mellom den som behandler og den som blir behandlet.

PA GRENSEN TIL LEGEVITENSKAP

▲ Den gamle japanske Shiatsuterapien er en kombinasjon av dybdemassasje og akupunktur, og ligner svært meget på akupressur. Terapeuten prøver a helbrede sykdom ved å presse tommelen mot spesielle punkter og på den maten stimuleres energistrømmene i kroppen. Punktene som stimuleres er knyttet til bestemte organer langs linjer som kalles meridianer.

besvare en rekke spørsmål omkring alternative behandlingsmeto­ der, og finne ut hvorfor de har god virkning. Det ville trolig også føre til en bedre smertebehandling. En teknikk som vi foreløpig vet for lite om, er meditasjon. Den er utviklet i flere forskjellige former. Den avslappende tilstanden man oppnår gjennom regelmessig meditasjon, medfører ikke bare at hjertefrekvensen og blodtrykket går ned, men kan også ha lang­ varig virkning på menneskets helsetilstand. Folk som mediterer plages ikke så mye av angst og nevroser; blodtrykk og puls reagerer fortere på stress, og tar seg raskere inn igjen enn hos dem som ikke mediterer. Når det er sagt, kan langvarig meditasjon også utlø­ se angstanfall, depresjoner og til og med selvmord. Selve medita­ sjonen behøver ikke ha noen negativ virkning. Men det er antatt at meditasjon åpner kontakten til underbevisstheten og følelsesli­ vet. Og selv om psykiatere i dag er forsiktige med å anbefale denne typen behandling, regner mange av dem med at de gjennom en dypere forståelse av meditasjonens virkning på prosessene i hjer­ nen og kroppen, vil oppnå gode resultater med denne metoden. Meditasjon er heller ikke uinteressant med sikte på infeksjons­ sykdommer. Det virker kanskje overraskende, men meditasjon kan faktisk stimulere immunforsvaret og dermed øke kroppens mot­ standskraft mot infeksjoner. Men visse former for mentale lidelser og traumatiske hendelser, som et dødsfall i nærmeste familie, kan ha en enda større effekt på immunsystemet, og blant annet påvirke den delen av systemet som ellers utrydder kreftceller. En fersk un­ dersøkelse viser at menns depresjoner etter tap av nære familie­ medlemmer eller alvorlig sykdom i familien, er proporsjonal med svekkelsen i immunforsvaret deres. Dersom vi forsto sammenhen­ gen mellom menneskets sinn og cellene i immunforsvaret, ville det være mulig å stimulere forsvarssystemet i sårbare situasjoner. Vel så spennende er kanskje tanken på at en positiv innstilling til livet har en gunstig innvirkning på kroppens motstandskraft. Det gjelder både mot infiserende mikrober og unormale celler som truer med å ødelegge balansen i kroppen vår.

43

▲ En osteopat arbeider med ryggsøylen til en pasient. Ved hjelp av raske og kraftige rykk prøver en osteopat å løsne en last virvel hos en pasient. Riktignok finnes det mange konvensjonelle leger som benytter osteopatiske metoder parallelt med vanlig manipulering, men teknikken ble avvist og betegnet som av ubetydelig verdi av den britiske legeforeningen i 1986.

44 Placeboeffekten er til tider like sterk som virkningen av de sterkeste legemidler

Slutten på alternative metoder? Det sikreste man kan si om alternativ medisin med sikte på framtiden, er at den ikke vil eksistere om 300 år. Den sammensatte gruppen som i dag er et alternativ til konvensjonelle medisinske metoder, vil bli oppfattet som en ytterst merkverdig blanding. Alt nå er man klar over er at tendensen til enten å avvise disse uortodokse behandlingsmetodene eller å godta dem helt og fullt, er uforsvarlig. Selv om det har tatt tid for de alternative te rap lene å bli godtatt av ortodoks medisin, har både hypnose og homøoterapi / de siste årene oppnådd en liten, men etablert plass innen medisinsk behandling. Like fullt er det fortsatt en uløst konflikt mellom prinsippene for vitenskapelig basert medisin og teorien som ligger til grunn for homøopatien. Effekten av homøo­ patiske preparater knytter seg til fortynning av mineraler. Ofte er de så kraftig fortynnet at det ikke finnes ett eneste molekyl av det «aktive stoffet». I følge naturvitenskapelige lover kan preparatene umulig ha noen virkning. Med utgangspunkt i den stadig økende interessen for alternative behandlingsmetoder som vi i dag finner både blant publikum og fagfolk, er det naturlig å tenke seg at man i løpet av de neste tiårene vil få avklart både verdier og mangler ved de forskjellige metodene det er snakk om. De viktigste resultatene vil trolig komme fra forskning på metodene som viserat virkningen skjer gjennom andre mekanismer enn metoden tilsynelatende var ► Etter hvert vil den åpne konflikten mellom ortodoks og alternativ medisin bli mindre. De voksende utgiftene i hel­ sesektoren vil føre til at hver og en av oss må ta bedre vare på vår egen helse, istedenfor a stole pa de profesjonelle helsearbeiderne. Riktig kosthold og nok mosjon er en del av mønsteret, men vi vil også dra nytte av nye teknolo­ giske framskritt. Bioteknologi­ en er parat til å masseprodu­ sere personlige screeningsett som denne glukosemåleren på størrelse med en penn. Ved hjelp av elektrokjemi får den fram verdien for blodsukkeret et halvt minutt etter at man har plassert en dråpe blod på føleren i «pennespissen».

basert på. Framskritt på disse områdene vil være avhengig aven større forståelse av sammenhengen mellom hjernen og de øvrige organene og vevene i kroppen. Fenomener som placeboeffekten, som til tider har like stor virkning som de sterkeste lege­ midlene, viser at vi ennå har et godt stykke igjen før vi har full oversikt over de svært følsomme vekselvirkningene mellom sentralnervesystemet og resten av kroppen. Alt nå har man imidlertid resultater fra forskning rundt biofeedback og endorfiner, eller kroppens egne morfinstoffer, som kan tyde på at etterkommerne våre vil være i stand til å kontrollere sine egne følelser, søvnmønstre, stoffskiftet og sitt eget velvære, ved å styre bevisst­ heten i bestemte retninger. Dagens bioteknologi står parat til å framstille personlige screeningsett til bruk på alt fra infeksjo­ ner og stoffskifteforstyrrelser som diabetes, til skjulte svulster overalt i kroppen. Man vil også få enkelt utstyr som kan fortelle oss om vi er spesielt mottakelige for alt fra hudkreft og gikt til magesår og alkoholmisbruk. Kombinert med en kundevennhg datastyrt diagnosesentral, hvor man kan kople seg til 24 timer i døgnet, vil en slik teknologi i revolusjo­ nerende grad forandre på dagens skille mellom pasienter og leger. Den medisinske profesjonen vil i det lengste kjempe mot en slik degradering av sin egen status, men på samme tid gir perspektivene innen genterapi og genkloning legestanden og hel­ searbeiderne mulighet til å øke sin inflytelse.

Kropp og sinn Legevitenskap, kropp og sinn... Angstaspekter... Fysiske og psykiske årsaker til sykdom... Psykosomatiske lidelser... Påvirkning av kroppens reaksjoner under hypnose... Har stress noen nyttig funksjon?... Stress og hyperventilasjon... Sorg... «Funksjonelle» klager... Smerte som etterligner blindtarmsbetennelse... Offer for ensporet medisin... Kombinert omsorg for kropp og sinn ; t

...................... ................. ~.................:... ::

~

z

.... -

.......*..1

Sammenhengen mellom kropp og sinn har fascinert filosofer og forskere gjennom flere generasjoner. Tidligere ideer om at kropp og sinn var to separate systemer er erstattet av en teori som går ut på at de tilhører en helhet og faktisk ikke kan skilles fra hveran­ dre. Forskerne innser at angst og smerte er opplevelser som har både fysiske og psykiske elementer i seg. Filosofer snakker om en tredeling, hvor de skiller mellom en fysisk verden, og to verdener som består av de subjektive opplevelsene våre på den ene siden, og den objektive kunnskapen vår på den andre. Selv om vi som ledd i en diskusjon kan sette et kunstig skille mellom disse, må vi likevel ikke glemme at de er deler av en helhet. Antropologer har funnet ut at for engelskmenn med fysiske pla­ ger, er det sosiale nettverket like viktig som helseapparatet. De rådspør familiemedlemmer eller andre like ofte som de går til legen. Mange foretrekker å gå til en lekmann og få vite at det er stress som «feiler» dem, framfor å gå til legen for å få en fysisk forklaring. I utviklingslandene har de innfødte «healerne» langt flere pasien­ ter enn de som praktiserer vestlig legevitenskap. Slike healere blir ofte kritiserte fordi de ikke klarer å stille diagnoser på organiske sykdommer. Likevel er det mye som tyder på at de har langt flere fornøyde kunder enn tilfellet er for vestlige leger.

Angstens fysiologi Uttrykket angst beskriver vanligvis en psykisk tilstand, men denne opplevelsen er uløselig knyttet til fysiske forandringer. Man får raskere hjerterytme og pustefrekvens, svetter og får fornemmelser i mage-tarmregionen (sommerfugler i magen). Alle kjenner disse fenomenene fra tannlegebesøk eller etter en nesten-ulykke i bilen. De oppstår fordi hjernen oppfatter situasjonen som truende og stimulerer det sympatiske nervesystemet som mobi­ liserer organismen. Dette fører til at det utskilles adrenalin, og dermed frakter blodet mer oksygen til musklene og setter kroppen i en slags alarmtilstand. Sanseapparatet, refleksene, hjernefunksjonen og musklene mobiliseres og gjør personen klar til «kamp eller flukt». I noen tilfeller skapes det også frykt. Slike forandringer gjør at vi yter vårt beste, enten vi konkurrerer på idrettsbanen eller står på en scene. Men de kan være farlige for mennesker med åreforkalkninger i hjertepulsårene. Hjertet belastes og kan rammes av hjerteattakk. Angst er et naturlig fenomen, men kan også utvikles som en del aven sykdomsprosess som krever behandling. ▼ De innfødte i Australia går gjerne til den lokale medisin­ mannen når det feiler dem noe. Rent fysisk kan remediene hans ofte gjøre mer skade enn gagn. På den annen side har erfaringene vist at vestlig legekunst må innføres med stor forsiktighet, og at man hele tiden må ta hensyn til lokale kulturer. En vanlig praktiserende lege som bare tar en blodprøve (til

høyre) får ytterst få eller ingen opplysninger om psykosomati­ ske symptomer. I mange tilfeller er det disse symptomene som framkaller sykdommen hos pasienten. Disse symptomene blir ofte tatt mer alvorlig av tradisjonel­ le behandlere. De har bedre forutsetninger for å avsløre om sykdommen har en fysisk årsak, eller skyldes personlige problemer hos pasienten.

46 Økt forståelse av angst som et psykologisk fenomen kan redusere bruken av medisiner

ir '

:

▼ I denne shintaido-øvelsen strekker en person seg oppover og utover. En følelse av glede overføres til partneren, som følger bevegel­ sene ved å holde den andre rundt handleddene. Øvelsene gjør kropp-sinnvekselvirkningen til en felles og individuell opplevelse.

Hjertesykdommer Hjertesykdommer topper nå listen over hyppige dødsårsaker i den vestlige verden. Dette skyldes ikke bare fysiske faktorer, men også psykiske. Til førstnevnte gruppe hører for eksempel økt kolesterolinnhold i blodet, røyking og høyt blodtrykk, mens den siste gruppen omfatter personlighet, og en konstant høy grad av angstfølelse. Det karakteristiske ved en «type-A»-personlighet er en utbredt følelse av tidsnød, manglende evne til å slappe av, samt en tendens til alltid å prøve å få ting gjort så fort som mulig. Når menn av type-A blir bedt om å regne ut noe i hodet, stiger blodtrykket deres mer enn hos andre. Ved å redusere denne type-A-atferden senkes angstnivået og blodtrykket. Legger vi om vanene våre, kan vi gjøre noe med de fysiske risikofaktorene for hjerteattakk. Legemidler kan vise seg å være overflødige. Når man for eksempel slutter å røyke, finner fram treningstøyet og legger om kostholdet, kan man redusere faren for å bli rammet av hjertesykdommer vesentlig. Høyt blodtrykk blir i mange tilfeller behandlet med medisin, men en del personer kan senke blodtrykket ved hjelp av biofeedback.

KROPP OG SINN

Eksperimenter med angst Forsøk på å skille de fysiske og de psykiske sidene ved angstproblematikken har ikke på noen måte lykkes. Det har vært hevdet at angst er et rent fysisk fenomen, men til tross for dette har forsøk med å gi adrenalininnsprøytninger bare framkalt angstsymptomer i de tilfeller hvor personene visste hva man ventet å finne! Adrena­ linet har en funksjon hos personer med angst, men i dette tilfellet kunne man bare påvise en placeboeffekt. Angst er med andre ord både fysiske og kognitive forandringer av den normale, avslappete situasjonen. Dette er grunnen til at angst kan stoppes ved hjelp av to helt forskjellige typer medisiner som begge er meget virkningsfulle. Noen virker på hjernen (beroligende), mens andre virker på hjerterytmen. Begge disse typene er like effektive. Spenning, sinne og angst forårsaker samme type forandringer i kroppen. Slike reaksjoner kan utløses ved at man ber en person regne ut noe i hodet. Når personen lytter oppmerksomt til instruk­ sjonen og skal trekke 7 fra 100, stiger spenningen i pannemuskulaturen, svetteproduksjonen øker, og hjertet slår raskere. Dette er vanlige fysiologiske reaksjoner hos mennesket, men de slår ulikt ut fra person til person når den utløsende faktoren holdes på et stressende nivå over lengre tid. Rent fysiologisk klarer norma­ le mennesker etter hvert å venne seg til langvarige eller gjentatte stressituasjoner. På denne måten blir den fysiologiske reaksjonen svakere for hver gang man står overfor den angstframkallende fak­ toren. Hos mennesker som i utgangspunktet er mer engstelige enn andre, fungerer ikke denne tilvenningmekanismen. For dem blir reaksjonene like sterke hver gang. Dette øker belastningen på hjer­ tet. Det kan være en av årsakene til at engstelige mennesker er mer utsatte når det gjelder hjertesykdommer. Samme type forandringer i kroppen kan utløses av fysiske for­ hold. Når hjertet for eksempel hopper over et slag, er det nok til at engstelige personer frykter at de har en hjertesykdom. Bekym­ ringen gjør at hjertet fortsetter å øke tempoet, noe som stadfester personens mistanke. Man kommer inn i en vond sirkel hvor panik­ ken og den høye hjertefrekvensen forsterker hverandre, og man havner i en tilstand hvor det er umulig å skille fysiske og psykiske faktorer fra hverandre. Selv om det hele startet med et fysisk, ure­ gelmessig (men normalt) hjerteslag, kan det bare utvikle seg til en ekstrem angstsituasjon når det påvirker mennesket psykologisk. Vi vil for eksempel reagere ekstra sterkt om noen i familien nettopp har dødd på grunn av blodpropp i hjertet. Slike panikkanfall er vanlige hos folk som utvikler en angstnevrose.

Avspenning Akkurat som angst setter fart i en del av kroppens funksjoner, vil avspenning føre til det motsatte. De som praktiserer transcen­ dental meditasjon, kan få lavere pustefrekvens, puls og blodtrykk når de mediterer. Elektriske målinger av hjernens aktivitet viser at den som mediterer ikke sover, men befinner seg i en dypt avslap­ pet tilstand. Denne tilstanden oppstår når man fokuserer hele be­ visstheten sin på mantra. Tilsvarende avspenningstilstander kan man se hos mennesker som er under hypnose. For tiden er det en tendens til å bruke mindre medisiner mot angst. Både leger og pasienter er mer opptatt av å lindre angsten ved hjelp av psykologiske metoder. Dermed unngår man at folk blir avhengige av legemidler som kan gi bivirkninger. Moderne legevitenskap erkjenner stadig oftere at det kan være farlig å bruke medisiner, og denne holdningen vil trolig forsterkes i framtiden og føre til at psykologiske behandlingsmetoder brukes enda mer. Utviklingen er allerede et faktum når det gjelder hjertesykdommer.

47

◄ Avspenning ved hjelp av biofeedback. 32 elever ved en skole i Sør-Dakota, USA, lærte å sette ned spenningene i pannemusklene og øke tempe­ raturen i hendene ved hjelp av biofeedback. Forskerne kon­ kluderte med at biofeedback kan oppfylle mange av målene med forebyggende medisin, og egner seg til å redusere spenninger og forebygge fysiske og psykiske lidelser: «Hvor mye helsevesenet kan spare på et slikt program, kan man bare gjette seg til. Kostnadene ved et slikt forskningsprosjekt vil være tjent inn på kort tid.»

◄ Et polarisert lysmikroskopisk bilde av adrenalinkrystaller (forstørret 100 ganger). Adrenalinhormonet setter i gang angstsymptomer i kroppen og forbereder oss på «kamp eller flukt». Mennesker reagerer svært ulikt på vedvarende stressituasjoner. Normale mennesker kan venne seg til slike situasjoner, slik at adrenalinet ikke øker når de kommer i samme situasjon flere ganger. De som har lett for å føle angst, vil imidlertid få samme kraftige reaksjon hele tiden, med for eksempel høy hjerterytme. Dette forklarer kanskje litt av årsaken til at engstelige mennesker oftere rammes av hjertesykdommer.

48 Ideen om psykosomatiske lidelser bygger på tanken om at en sykdom kan ha flere årsaker

Å Et barn som bruker inhalator for å unnga astma­ anfall. Astmatikere med angst­ problemer skaper hodebry for leger. Er det angsten som framkaller astmatiske anfall, eller blir angsten utviklet som et resultat av jevnlige anfall? Forskere konsentrerer seg ikke lenger bare om et menneskes følelsesmessige reaksjoner, men ogsa om stressfaktorer i miljøet og de fysiologiske reaksjoner kroppen har på disse faktorene.

Psykosomatiske lidelser Gruppen psykosomatiske lidelser oppsto da man erfarte at psykolo­ giske behandlingsmetoder kunne gi positive resultater når konven­ sjonell medisinsk behandling hadde slått feil. Noen leger i USA la merke til at enkelte astmapasienter var spesielt plaget av angst. Når pasientene gikk til psykiatere og fikk psykoanalyse, ble de også mye bedre av astmaen. Senere har avslapping og hypnose vist seg å være like effektive. Med andre ord fikk man et bevis på avspenning og hypnose som effektive metoder. Langt fra alle astmatikere har angstplager. Vi finner svært mange med normalt angstnivå, mens andre scorer like høyt i testene som pasienter på psykiatriske klinikker gjør. Det er hos den siste grup­ pen at man ser positive resultater på astmaen når pasienten be­ handles for angst. Astma har som regel ingen entydig årsak. Av en gruppe på 441 astmatikere fant man at for 71 prosent av tilfellene hadde sykdom­ men psykologiske årsaker, for 68 prosent skyldtes den infeksjoner og for 36 prosent hadde den allergiske årsaker. Tallene gir langt over 100 prosent når de legges sammen, noe som skyldes at man hos de fleste pasientene fant to eller flere utløsende årsaker. Bare hos én prosent av pasientene skyldes astmaen ene og alene psyko­ logiske forhold. Det vi ser er altså at astma først og fremst skyldes at luftveiene hos enkelte har tilbøyelighet til å trekke seg sammen (når de utsettes for infeksjoner, pollen eller støv), men at dette i seg selv ikke er nok til at sykdommen bryter ut.

Stress og tumorvekst hos dyr Sammenhengen mellom stress og hormon- og immunsystemene er blitt gransket i laboratorieforsøk. Visse musestammer utvikler en svulst i ettårsalderen, mens andre mus kan påvirkes til å utvikle en slik svulst under eksperimentelle forhold. Disse dyrene gir oss en enestående sjanse til å studere forholdene som påvirker utviklin­ gene av svulster. Det har vist seg at man kan forsinke utviklingen av tumorer ved å holde musene i et miljø med lave stressfaktorer. Senere har undersøkelser vist at disse omgivelsene resulterer i svært lave kon­ sentrasjoner av binyrebarkhormoner i blodet. Forskerne varierte ni­ vået av dette hormonet hos forsøksdyrene og oppdaget at når kon­ sentrasjonen av hormonet økte, ble dyrets immunforsvar svekket. Store mengder binyrebarkhormoner reduserte tallet av hvite blod­ legemer i blodet, og tymuskjertelen ble mindre. Dette påvirket stoffskiftet i aminosyren, og førte til at svulsten vokste. Dermed hadde man kartlagt en modell for kreftutvikling som var forbundet med stress fra miljøet rundt. Forbindelsen skjedde ved at binyrebarkhormonet kortikosteron virket på immunsystemet. Forskerne fant senere ut at konsentrasjonen av binyrebarkhormonet var svært følsom for forandringer i omgivelsene. Nivået steg når man plasserte en mus av motsatt kjønn i nærheten, ved å ta en og en mus ut av buret eller ved å rotere buret deres. Alle disse endringene av miljøet førte til at konsentrasjonen av binyrebark­ hormoner økte i løpet av et par minutter, at tallet på hvite blodlege­ mer gikk ned etter et par timer, og at tymuskjertelen ble mindre etter en dag eller to. Veksten av svulsten kunne økes på tre forskjel­ lige måter: ved å sprøyte inn et virus, ved å sette buret i bevegelse eller ved å injisere binyrebarkhormonet. Det er fristende å overføre disse dyreforsøkene til mennesker, spesielt siden enkelte forfattere har brukt uttrykk som «angstprovoserende stimuli» om det å rotere buret eller ta en og en mus ut av buret. Når det gjelder angst, er det imidlertid vanskelig å sam­ menligne menneskelige følelser med det dyrene føler.

► Lymfocyttene (her i et kunstig farget elektronmikro­ skopisk bilde) er en av de mange typene hvite blodlege­ mer som er med pa a forsvare kroppen var mot sykdommer. Undersøkelser viser at folk som er svært ensomme er mer utsatt for infeksjoner og kreft enn andre. I 1987 oppdaget forskere ved University of Texas noe vesentlig ved stresshormonet ACTH, som utskilles fra hypofysens forlapp. ACTH påvirker lymfo­ cyttene direkte gjennom mottakermolekyler (reseptorer) disse har pa overflaten. ACTH hemmer lymfocyttenes produksjon av antistoffer og reduserer dermed deres evne til a forsvare kroppen mot sykdom. Andre forskere har funnet lignende mottakermolekyler for beroligende stoffer som produseres av hjernen og som har noenlunde samme virkning som valium. Det vil si at nar vi reagerer pa stress, kan dette påvirke kroppens motstandskraft mot sykdom. Men hvordan dette skjer, vet man fortsatt ikke.

KROPP OG SINN

49

50 Gjennom forskning har man koplet fysiske forandringer i kroppen sammen med følelsesmessige reaksjoner på stress

► Vitenskapelige beviser for virkningen av de forskjellige healingteknikkene er svært mangelfulle. Det finnes utallige anekdoter som forteller om folk som er blitt kvitt lidelsene sine. Er det mulig a påvirke immunforsvaret vart og andre systemer i kroppen gjennom åndelige fenomer som ikke kan forklares?

Hypnose og immunsystemet Den immunitetsforskningen som har vakt mest oppsikt, er trolig den som har undersøkt hypnosens virkning på forsvarsmekanismene våre. Man brukte den klassiske Mantoux-testen, som viser om man er immun overfor tuberkulose eller om man har behov for vaksine. Når noen får sprøytet inn tuberkuloseantigen i huden på underarmen, framkaller det en rød hevelse hos personer med motstandskraft (Mantoux-positive), mens man ikke får utslag hos personer som ikke har slike antistoffer. Under hypnose ble friske Mantoux-positive medisinerstudenter bedt om ikke å reagere på testen. Etter at dette var blitt gjort intensivt i flere dager, hadde ikke studentene positive reaksjoner på Mantouxtesten. Hudens gjennomsnittlige tykkelse var normal, fordi hypnosen hadde undertrykkt oppsamling av væske. Vevet ble imidertid infiltrert av hvite blodlegemer, noe som viser at enkelte, men ikke alle, deler av Immunreaksjonen kan undertrykkes av hypnose.

Kan stress være til gagn? Stress er ikke alltid helseskadelig. Studentene som ble fratatt nattesøvnen i forbindelse med forsøket vi nevnte i kapitlet over, hadde et sterkere immun­ forsvar de første dagene etterpå. Det samme har man sett i forsøk med dyr. Forsøksdyr som utsettes for stressfaktorer, som for eksempel at buret deres roterer før de tilføres smitte, er mer motstands­ dyktige mot smittestoffene enn til vanlig, mens eks­ perimenter viserat forsøksdyrenes motstandskraft blir svekket når de utsettes for stressframkallende stimuli og mikroorganismer på samme tid. Årsaker til brystsmerte og hyperventilering Det har vist seg at blindtarmen er normal hos 2530 prosent av de pasientene som får operert blind­ tarmen på grunn av mistanke om blindtarmsbeten­ nelse. Undersøkelser har også vist at 25-30 prosent av pasientene med brystsmerter har helt normale hjertepulsårer. Brystsmerter forklares ved at pasientene haren tendens til å trekke pusten for fort, eller hyperventilere. Hyperventilering gir redusert karbondioksidinnhold i blodet. Dette kan gi seg utslag i flere symptomer. Blant de vanligste symptomene er smerte i brystet, krampe og midler­ tidige lammelser i ben og armer og svimmelhet. Den beste behandlingen for mennesker som hypervenfi­ lerer, er å gjennomføre forskjellige øvelser som gjør at de puster riktig, spesielt i stressituasjoner. Teknikken som brukes i undersøkelsen av slike pasienter, er svært enkel. Legen ber pasienten om å puste fort ut og inn. En pasient som hyperventilerer, vil i slike situasjoner få reaksjoner umiddelbart. Legen får en rask diagnose, og pasienten blir klar over hva som skjer rent fysio­ logisk når anfallet kommer. Å lete etter en «fysisk» sykdom som årsak til symptomene vil i disse tilfellene være bortkastet. Flere tusen pasienter som hyperventilerer blir i dag undersøkt fordi man tror de har fysiske lidelser. Dette er med på å øke folks bekymring for at det kan være noe alvorlig i veien. Så selv om legen gjør dette for å berolige pasienten, er det mulig at han

oppnår akkurat det motsatte. Og når angsten øker, forsterkes de somatiske symptomene. Skal pasienten gjennomgå en ny test for hvert av symptomene, blir han til slutt overbevist om at tilstanden er alvorlig. På denne måten kommer pasienten inn len vond sirkel, hvor legen hele tiden gir næring til pasientens angst, istedenfor å fjerne den. I ren frustrasjon over ikke å komme noen vei, kan legen til og med konkludere med at pasientens problemer «sitter i hodet». Dersom legene visste mer om vekselvirknin­ gene mellom sinn og kropp, ville de være i stand til å gi pasientene langt bedre behandling.

KROPP OG SINN

▼ Et eksperiment som slo feil. Noen av deltakerne i den internasjonale biomedisinske ekspedisjonen til Antarktis i 1985 gjennomgikk en kuldeakklimatisering på forhånd. I 10 dager lå de en time daglig i et kaldt bad. Andre gjennom­ gikk tilsvarende ubehagelige opplevelser. Resultatet av forsøkene var at deltakerne ble så stressete og urolige at de trakk seg fra ekspedisjo­ nen. En bedre gjennomdrøfting av stressproblematikken på forhånd, ville ha redusert stressfaktorene betraktelig, og ført til at forsøket fikk helt andre resultater.

Belastning ved sorg Sorg er en av de formene for stress som er best undersøkt. Forsker­ ne har tatt for seg sorg i forbindelse med dødsfall i nær familie, som regel en ektefelle. Av rapportene går det fram at tallet på middelaldrende menn som dør innen seks måneder etter at de har mistet sin kone, er 40 prosent høyere enn for menn generelt i sam­ me aldersgruppe. De hyppigste dødsårsakene er hjerteattakk og slag, noe som tyder på at konens død utløser en åreforkalkning som har ligget latent i kretsløpet, men som nå fører til blodpropp. Forskning viser at de samme forholdene finnes når det gjelder en­ ker. Risikogruppen omfatter folk som ikke mottar særlig sosial støt­ te, og som derfor ofte utvikler alvorlige depresjoner. Til nå har man funnet at sorg kan påvirke de hvite blodlegemene på to måter. For det første skjer det sannsynligvis en økning i pro­ duksjonen av binyrebarkhormoner, som reduserer tallet på hvite blodlegemer og gjør dem mindre effektive. For det andre vil men­ nesker som mister nattesøvnen for et par netter merke forandringer i immunsystemet. Sorg fører svært ofte til søvnløse perioder. Men utover søvnløshet varierer følgene av sorg fra person til person. Psykiatere og immunologer har oppdaget at sorg ikke gir samme utslag på immunforvaret hos alle. Immunforsvaret rammes hardest hos dem som får dype depresjoner når de har mistet en nær venn eller slektning, noe som igjen understreker tilknytningen mellom sinn og kropp. Forskere fra forskjellige felter er nå i ferd med å samle seg om et felles tema, nemlig at det ikke er selve opplevelsen av stress som forårsaker forandringer i kroppen, men de følelses­ messige reaksjonene som utløses av stressituasjonen.

51

52 Det har vist seg at hjerteatakk ofte følger etter stressende opplevelser i pasientens liv

Undersøkelser om «livets begivenheter» Den gjensidige påvirkningen mellom kropp og sinn kan studeres ved å se nøyere på hvordan stress fra omgivelsene forårsaker foran­ dringer i kroppen. Noen forskere har studert såkalte «livsbegivenheter» hos personer hvor slike hendelser har gått forut for en be­ stemt sykdom. Slike undersøkelser krever at man bruker en nøye utvalgt kontrollgruppe av friske personer. Man må også definere nøyaktig hvor stor stresspåvirkning slike livsbegivenheter gir. Det er nødvendig for å unngå den naturlige tendensen syke mennesker har til å se mørkt på livet, som de mener bare utsetter dem for belastninger. Syke mennesker prøver å forklare sykdommen ut fra slike ytre faktorer. I det siste har man kommet fram til nøyaktige mål på denne typen stress, og en rekke sykdommer er undersøkt på bakgrunn av disse. På spørsmålet om hjerteattakk ofte utløses av stressfaktorer fra omgivelsene, blir svaret et ubetinget ja. Flere undersøkelser viser at folk som rammes av hjerteattakk, har opplevd flere påkjenninger enn man skulle forvente ut fra statistikker. Man er likevel ikke sikre på hvordan dette henger sammen. Studier blant en spesiell gruppe pasienter som oppsøker vanlig praktiserende leger har imidlertid vist at det ser ut til å være relativt klare sammenhenger mellom såkalte livsbegivenheter og depresjo­ ner, eller tilstander av angst.

▲ Selvpining - som her under en festival i Nepal - viser hvordan transer og andre tilstander man kan framkalle hos seg selv, kan redusere opplevelsen av smerte. Pa samme mate bruker kineserne akupunktur som bedøvelsesmiddel ved mindre kirurgiske inngrep. Dette er eksempler pa at et samfunns holdning til smerte kan gjøre smerten mer overkommelig.

«Funksjonelle» plager Sykehusleger vedgår at opptil en tredjedel av pasientene på syke­ husene ikke er organisk syke. Men mange av pasientene har likevel symptomer som er så like symptomene på organiske sykdommer at man er nødt til å foreta flere krevende og kostbare undersøkelser for å kunne stille en riktig diagnose. Ved mistanke om blindtarms­ betennelse er det for eksempel på sin plass å operere for å unngå eventuelle alvorlige komplikasjoner. Følgende overskrifter i fagtidsskrifter «Hva gjør en mage-tarmspesialist hele dagen?» og «Henvisning til nevrolog for hodepine uten fysisk årsak - hva gjør nevrologen?» uttrykker legenes frustra­ sjoner over at svært mye av tiden deres går med til å undersøke pasienter som ikke har organiske sykdommer. Moderne legeviten­ skap har svært lite å tilby denne pasientgruppen, og til tross for at legene gjør sitt ytterste for å berolige pasientene sine med at de ikke er organisk syke, ofte ved hjelp av røntgen eller andre avanserte apparater, kan slike metoder virke mot sin hensikt og gjøre pasiente enda mer engstelig fordi legene ikke makter å gi en skikkelig forklaring på plagene deres. Mage-tarmspesialister bruker betegnelsen «irritabel tykktarm» (som er en av de vanligste mage-tarmlidelsene) av mangel på en organisk påviselig sykdom. Symptomene med magesmerter og for­ stoppelse eller diaré skyldes ofte mangel på et enzym, men de fleste får slike plager i forbindelse med vanskelige perioder i livet. En psykiatrisk undersøkelse forteller at omtrent halvparten av disse pasientene lider av angst og depresjoner, og at de svært ofte helbre­ des gjennom psykologiske behandlingsmetoder. Den psykologiske årsaken til denne sykdommen er derfor klar. Den fysiske siden ligger i at man er medfødt disponibel for å utvik­ le smertefulle sammentrekninger i tarmkanalen i stressete situasjo­ ner. Hvorfor noen får magesmerter og andre får hjertebank i de samme situasjonene, har man foreløpig ingen forklaring på. I dag vet man at det er mulig å helbrede disse «funksjonelle magesmertene» ved hjelp av psykologiske behandlingsmetoder. Når dette blir mer akseptert, vil mage-tarmspesialistene bli tvunget til å redusere medikamentbruken mot slike lidelser.

▲ Å bli kidnappet eller holdt som gissel er ekstreme på­ kjenninger man etter hvert har samlet en del data om. Jimmy Dell Palmer (i rød skjorte) ble tatt som gissel av den shiitiske Amalmilitsen. Han ble satt fri i juni i 1985 pa grunn av dårlig hjerte. Amalmilitsen var klar over at påkjenningen ved a bli holdt som gissel kunne føre til hjerteattakk. Kortvarige påkjenninger kan til tider virke positivt på friske mennesker, men ingen er skapt til å tåle vedvarende press, som for eksempel en kidnapping.

KROPP OG SINN

53

◄ En kypriotisk kvinne sørger over en død slekning. Sorg forårsaker depresjoner, vekttap og dårlig appetitt, som igjen påvirker kroppens im­ munforsvar og reduserer mot­ standskraften mot sykdommer. Hormonforandringer kan også sette ned motstandskraften. Ensomhet har lenge blitt direkte knyttet til redusert im­ munforsvar, økt risiko for infeksjonssykdom, samt minsket effektivitet hos cellene som er med på å forsvare kroppen mot kreft. Andre alvorlige på­ kjenninger er for eksempel skilsmisse, arbeidsløshet, eller til og med at man ikke kan tilbringe julehøytiden sammen med familien.

Smerter i blindtarmen Omtrent hver tredje pasient som fjerner blindtarmen på grunn av mistanke om betennelse, viser seg å ha helt normal blindtarm. Mange av pasientene har opplevd flere påkjenninger i månedene like før operasjonen, sammenlignet med pasienter med «ekte» blindtarmsbetennelse. Den vanligste påkjen­ ningen er opphør av et nært vennskap. En slik opplevelse fører til at mange får magesmerter på samme måte som når en engstelig person kjenner at det kribler i magen, eller et barn får vondt i magen av skuffelse. Men også blant pasientene som virkelig hadde blindtarmsbetennelse, var det noen som hadde vært utsatt for lettere påkjenninger sammenlignet med den friske kontrollgruppen. Im­ munsystemet hos pasientene kan ha vært påvirket av ulike påkjenninger, som for eksempel foreståen­ de eksamener, konflikter eller økonomiske problemer. Disse påkjenningene kan virke inn på kroppens motstandskraft og tarmenes funksjon.

Offer for ensporet legevitenskap To grupper sykehusleger var frustrerte over at de ikke klarte å finne årsaken til magesmerter, diaré og vekttap hos en 35 år gammel kvinne. Alle under­ søkelsene viste at samtlige organer i mageregionen fungerte normalt. Alle de positive resultatene ble sjekket ved en operasjon, som ga samme resultat. Først på dette stadiet tok man i bruk psykologiske metoder, og psykiateren fant ut at kvinnen var sterkt depressiv og hadde markerte angstsymptomer. Det hele begynte da hun var vitne til at en nabo ble kvalt, og ble siden forsterket da en nær slektning tok sitt eget liv. Etter først å ha blitt offer for legeundersøkelser hvor man la ensidig vekt på de fysiske sidene ved symptomene, fikk hun av-

spenningsterapi og medikamenter mot depresjoner, og ble frisk. Denne kvinnens nervøse lidelser ga fysiske, ikke psykiske sym to mer. Slike «somatiserende» mennesker er vanlige, og det er vanlig at de nekter for at de lider av depresjoner eller andre nervøse tilstander, som tilfellet var med denne kvinnen. I hennes familie var det bare de som var fysisk syke som fikk omsorg og sympati, mens psykiske vanskeligheter mer eller mindre ble oversett. Med et fysisk symptom ble den psykiske sykdommen «akseptert», og kvinnen slapp dermed å svare på spørsmål om konflikter i ekteskapet. En tredjedel av pasientene som kommer til legen på grunn av de­ presjoner, forteller imidlertid ikke noe om følelsene sine, men er opptatt av de fysiske plagene, som hodepine, magesmerter og pustebesvær. Diagnoser med samtale og datamaskiner Mange av de allmennpraktiserende legene er i stand til å gjennomskue den psykiske bakgrunnen for pasientens problemer. De er åpne for at pasientens psykiske natur kan være årsak til problemene. Men det er ennå noen som ikke vil bruke slike tilnærmmgsmetoder i det hele tatt. Det er først i 1980årene at leger i alminnelighet har begynt å ta seg tid til å prate med pasientene for å avsløre eventuelle forstyrrelser på det psykologiske planet. På en annen side har forskerne allerede funnet ut at vi er ærhgere overfor en datamaskin enn en lege. Det gjelder for eksempel alkoholforbruket. Det kan vise seg at dataassisterte diagnoser kan gi bedre og mer objektive diagnoser i helt bestemte tilfeller. Datamaskinen har ikke legens observasjonsevne og sans for nyanser i pasientens kropp og signaler. Og datamaskiner har ikke intuisjon!

54 Legevitenskapens behandlingsmetoder bør betrakte kropp og sinn som en helhet

Ikke alle oppdagelser er nye Man har alt fått rapporter om at man har kurert enkelte krefttyper ved hjelp av psykologiske behandlingsmåter. Metodene det er snakk om, øker kroppens egen motstandskraft. På bakgrunn av det man vet om effekten av stress og avspenning på immunforsvaret, er det ikke lenger noen overraskel­ se at dette kan la seg gjøre. Tiden er igjen inne til å legge vekt på riktig kosthold, nok mosjon og søvn som en del av kreft­ behandlingen. Dette vil i tilfelle bringe oss tilbake til noen av ingrediensene i den behandlingen man tidligere brukte mot tuberkolose. Det er allment kjent at gruppeterapi var en viktig del av denne behandlingen. Ikke alle oppdagelser er nye! Forebyggende helsearbeid vil være et sentralt område i tiden framover. Helsevesenet vil trolig ikke prioritere syke og døende like høyt som nå, men bruke mer krefter på å oppfordre folk til, ja, kanskje pålegge dem, aktivt å bevare helse og livskvalitet gjennom å styrke kroppens immunforsvar. Samarbeid mellom psykiatere og grunnforskere har ført til utviklingen av en teoretisk modell for vek­ selvirkningen mellom sinn og kropp. Sammenhen­ gen mellom stressfaktorer i miljøet og hvordan de virker på kroppen blir stadig klarere, men forskningsinnsatsen på området må fortsette.

Mot en «psykologisk» forståelse Legevitenskapen har hatt en enorm utvikling når det gjelder å forstå og behandle de fysiske sidene ved sykdom. Så sent som i siste halvdel av forrige århundre ble årelating praktisert av leger her i Norge. Anestesien var ganske primitiv ved århun­ dreskiftet. Bedøvelse ved operasjoner innebar en viss risiko, og oppvåkningen krevde ettersyn og ▲ En tekniker hjelper en lege med a male elektriske signaler i en pasients armmuskler. Eks­ pertsystemer bygger pa legenes samlete faktiske kunnskaper. De er registrert og systematisert i datamaski­ ner. Programmene brukes til a stille diagnoser og overvake pasienter. Sammen med bruken av biosensorer vil dataalderen raskt gjøre selvdiagnoser tilgjengelige og troverdige for allmennheten. Feedbacksystemer vil ogsa gjøre det mulig a dosere insulin til diabetikere og gi kjemoterapi til kreftpasienter som er tilpasset kroppens øyeblikkelige behov.

lang tid. Pussig er det naturligvis at akupunkturbedøvelse og studier av kroppens væskebalanse befinner seg i den medisinske forskningsfronten mot inngangen til neste århundre. I dag går det opp for stadig fler at kropp og sinn fungerer som et hele, og det samme burde de to sidene av pasientbehandlingen gjøre. En rekke leger som har holdt seg strengt til den tradisjonelle lege­ vitenskapen, vil ha god grunn til å legge om rutinene og tankegangen etter hvert som psykolo­ gisk behandling blir mer og mer akseptert. Om nye 20 år vil legenes holdning til denne typen behandling sannsynligvis ha forandret seg så mye at de vedgår at den kan være nyttig. Lærebøkene vil ikke fortelle særlig mye om når behandlingen skal foreskrives, bortsett fra når det er snakk om pasienter som søker legehjelp for ikke-organiske sykdommer. Mange pasienter vil nok fortsatt foretrekke å skjule sine psykiske lidelser bak fysiske plager, mens andre forventer at legen klarer å finne ut om det i deres tilfelle er snakk om en fysiskpsykologisk årsakssammenheng. I framtiden vil vi oppleve at pasientorganisasjoner og -ombud vil motta like mange klager fra pasienter som er blitt feilbehandlet for psykologiske plager, som man i dag får fra pasienter som er utsatt for feilbehandling av fysiske lidelser. Leger og pasienter vil i hvert enkelt tilfelle se på symptomene som enten av psykologisk eller fysisk karakter, og dataassis terte diagnoser vil ikke skille mellom de to ka­ tegoriene. Behandlingen vil like ofte dreie seg om avspenning og diett, eller andre forhold rundt selve livsstilen, som fysisk behandling. Legemidler blir sett på som et nødvendig onde som kun brukes som siste utvei fordi de er fremmede for kroppen og kan resultere i ubehagelige bivirkninger.

Bevissthet Ulike syn på bevissthet: materialister, idealister, dualister og funksjonalister... Spesielle problemer ved studier av bevissthet... Psykologer og fysiologers framgangsmåter... Data-analogien... Døden og bevisstheten... Bevissthetens utvikling... Utvikling av innsikt og bevissthet... Mentale modeller... Endrete tilstander... Nye retninger

Vi tror alle at vi vet hva bevissthet er. Vi oppfatter vårt eget «jeg» som en slags bevisst enhet som holder til i kroppen vår og bestem­ mer og handler fritt. Dette naive synet er trolig ikke mer riktig enn den naive måten vi oppfatter ting gjennom sansene på - per­ sepsjonen. Vi har en oppfatning om at et «selv» inne i hodet vårt kikker ut gjennom øynene og ser verden som ligger der. Psykologi, fysiologi og forskning på kunstig intelligens har gitt oss et noe klarere bilde av persepsjonen. Men vi har ikke lykkes i å finne metoder som kan forklare bevisstheten. Filosofer har lenge vært uenige om selve grunnlaget for mentale fenomener. Materialistene hevder at all atferd har fysiske, og ikke mentale årsaker. Idealistene på sin side avviser det fysiske legemet, og ser på det mentale som grunnleggende. Dualistene behandler det mentale og det fysiske som to atskilte, men mulig vekselvirkende verdener. I det siste har det oppstått en ny retning, funksjonalis­ men. Den hevder at de mentale fenomenene bygger på den funk­ sjonelle oppbygningen av hjernen. Sammenhengen mellom sinn og hjerne kan sammenlignes med tilknytningen mellom program­ varen og selve datamaskinen. Det ser imidlertid ikke ut til at noen av disse teoriene fullt ut kan forklare bevissthet, hva det er eller hvorfor vi er utstyrt med det.

Bevissthet er annerledes Bevisstheten kan ikke undersøkes på samme måte som man undersøker innholdet i bevisstheten. Dersom man prøver å gjøre bevisstheten til gjenstand for erkjennelse, blir resultatet noe annet enn selve bevisstheten. Den er heller ikke lett å beskrive, for hver gang vi prøver det, forandres den. Når jeg vil fortelle deg hva jeg opplever, forteller jeg enten innholdet i opplevelsene eller jeg bruker bilder på det jeg selv opplever. Verken tanker eller erkjen­ nelser varer over tid, og de vender heller aldri tilbake på samme måte. Den amerikanske psykologen William James (1842-1910) beskrev «strømmen av bevissthet» som alltid flyter rundt uten noen sinne å gjenta seg selv. Siden viten­ skapen er på jakt etter det regelmessige og følger visse mønstre, er det svært vanskelig å vite hvor man skal begynne når man står overfor et fenomen hvor det vesentlige synes å være forandring. Et mulig utgangspunkt kan være et såkalt «fornuftig» syn på bevisstheten. Selviakttakelse synes å vise at hver enkelt bare har én bevissthet. Det tyder også på at bevisstheten er kontinuerlig. Vi er altså den samme bevisste personen fra dag til dag. Bevisstheten er en egenskap hos jeget. «Jeg» er bevisst hva «jeg» gjør og opplever, og er dessuten kilde til viljen. Det bevisste «jeg» kan bestemme noe, og handle deretter. I lys av moderne forskning blir imidlertid alle disse ideene like usannsynlige. I dag undersøker man begreper som «dobbelt bevissthet» og «flerdobbelt bevissthet», og oppdager at det er svært lite av den mentale aktiviteten i oss som trenger inn i bevisst­ heten vår. Vi må trolig glemme forestillingen om et vedvarende bevisst «selv» for å få noe fornuftig ut av begrepet bevissthet. ◄ Elektrodene som er plassert på denne guttens hode og i ansiktet hans, registrerer de elektriske spenningsforskjelle­ ne som foregår i guttens hjerne. Målingene danner hans elektronencefalogram (EEG) som analyseres i en datamaskin. Forandringer i EEG henger sammen med endringer i en persons bevissthetsnivå. En person vil for eksempel ha et annet EEG når han er våken enn når han er i dyp søvn eller drømmer. Men til na har man ikke klart å utvikle noe apparat som kan avsløre hva en person tenker eller måle selve bevisstheten hans.

56 Psykologer, fysiologer, biologer og dataeksperter studerer bevisstheten på hver sin måte

Gjengitt med venstre hand (høyre hjernehalvdel)

Opprinnelige mønstre

Gjengitt med høyre hand (venstre hjernehalvdel)

Bevissthet i psykologien For de første psykologene var bevissthet et svært sentralt begrep. Det virket helt naturlig at man hadde bruk for en vitenskap om sinnet, og at denne vitenskapen måtte studere bevisste opplevelser. Selviakttakelse var en metode der folk lærte å gå inn i seg selv og observere sine egne mentale prosesser. Et av de mange problemene med denne teknikken var imidlertid at man ikke kunne få fram hypoteser som kunne testes og danne grunnlag for videre arbeid. Forskerne ble faktisk ikke helt enige om hva de opplevde. Som en slags reaksjon på denne metoden dukket behaviorismen opp, tidlig på 1900-tallet. Tilhengerne av denne teorien hevdet at bevisstheten ikke kan måles eller undersøkes direkte, men bare gjennom den atferden bevisstheten framkaller. Det gjelder også verbal atferd. Disse psykologene så bort fra alle indre prosesser, og den amerikanske psykologen John Watson (1878-1958) gikk så langt som å hevde at «psykologien må glemme alt som har med bevisstheten å gjøre». Først i 1950-årene ble psykologien igjen opptatt av å studere de indre prosessene hos menneskene, som for eksempel den mentale forestillingsevnen. Det sier seg selv at atferden er det eneste vi kan studere direkte, men så lenge vi vet at den på en måte styres av kompliserte, indre prosesser, kan vi også prøve å finne fram til disse. Forsøk har vist at den tiden en person bruker på å forestille seg en tredimensjonal figur som roterer, er proporsjonal med tiden figuren bruker på rotasjonen. Dette betyr ikke at alt roterer inne i hodene på oss, men at fore­ stillingsevnen har en meningsfull sammenheng med prosesser som kan måles og dermed kan belyse hvordan hjernen egentlig fungerer.

BEVISSTHET

◄ Ved Stanford University er en student med i et forsøk som skal belyse forskjellene mellom høyre og venstre halvdel av hjernen hos mennesker. Pa en skjerm vises lysbilder med geometri­ ske figurer, og studenten blir bedt om å forklare hva hun har sett. Generelt ser det ut som om høyre hjernehalvdel er mer intuitiv, mens den venstre halvdelen er mer analytisk. Hos normale mennesker arbeider likevel de to halvdelene nært sammen.

◄ Som et ledd i behandlingen av pasienter med alvorlig epilepsi, har legene brutt for­ bindelsen mellom de to hjer­ nehalvdelene. De har skåret over hjernebjelken corpus callosum, som inneholder 200 millioner nervefibrer. Selv om disse pasientene ikke virker som splittede personer og til daglig klarer seg fint på egen hånd, har spesielle under­ søkelser vist konsekvensen av en splittet hjerne. I denne undersøkelsen får split-brain pasienter se de tre mønstrene i midten og blir bedt om å lage de samme mønstrene med fargete klosser. Høyre hånd kommuniserer med venstre hjernehalvdel og omvendt, og hendene gjør helt forskjellige feil. Det viser de ulike egen­ skapene i høyre og venstre halvdel. Siden høyre del vanligvis bare har noen få verbale egenskaper, kan ikke en pasient som holder en skje i venstre hånd forklare hva han har i hånden.

Psykologi og bevissthet Tenk deg at du rykker fingrene til deg fra en flamme. Det er natur­ lig å tenke seg at dette skjer fordi du får en bevisst opplevelse av smerte. Men i virkeligheten blir du ikke bevisst smerten før et halvt sekund etter at fingeren din berørte flammen, selv om fingeren din er ute av flammen i løpet av bare et tiendedels sekund. Er det mulig å undersøke disse prosessene? Ved å utsette menneskets hjernebark for direkte stimulering, framkalte nevrofysiologen Benjamin Libet samme følelse hos per­ sonen som ved berøring av huden. Direkte stimulering måtte vare rundt et halvt sekund før personen kunne føle noe, avhengig av styrken på stimuliet. Mens berøring av huden alltid utløste en følel­ se, uansett hvor lett den var. Man kunne likevel skjule en berøring av huden ved å gi hjernebarken et nytt stimulus like etter berørin­ gen. Det viser at det tar litt tid før berøring av huden oppleves bevisst. Dette betyr ikke at verden oppfattes «forsinket», fordi følel­ sene tidsmessig er nøyaktig innstilt i forhold til stimuli. Det har vært utført forskning på «split-brain»-pasienter. Det er epilepsipasienter hvor hjernebjelken, som utgjør forbindelsen mel­ lom de to hjernehalvdelene, er skåret over som et ledd i behandlin­ gen. Resultatene har gitt oss verdifull innsikt i hvordan hjernen virker. Informasjoner fra venstre hånd sendes til høyre hjernehalv­ del, som hos de fleste nesten ikke har verbale egenskaper. Når en pasient med avsåret hjernebjelke holder en gjenstand i venstre hånd, er han ikke i stand til å fortelle hva han holder i hånden. Spørsmålet bearbeides også av venstre hjernehalvdel, som kan frambringe tale. Denne halvdelen vet ikke svaret, fordi høyre halv­ del, som har registrert gjenstanden, ikke får sendt informasjonen videre på grunn av manglende forbindelse mellom høyre og ven­ stre hjernehalvdel. Dersom han blir bedt om det, vil personen imid­ lertid kunne vise gjenstanden med venstre hånd. Denne styres av høyre hjernehalvdel, som også registrerer gjenstanden. Slike mennesker kan oppfattes som to individer, der bare det ene kan snakke. Da er det fristende å spørre om bevisstheten også er splittet. Enkelte forskere har hevdet at bevisstheten bare finnes i den verbale hjernehalvdelen, mens andre mener at en split-brainoperajon også deler bevisstheten i to. Det forutsetter selvsagt at bevisstheten i utgangspunktet er en enhet. Et alternativt synspunkt er at det man tror er en enhetlig bevissthet er en illusjon, også hos normale mennesker. En ledende nevropsykolog, Michael Gazzaniga, går enda lenger. Han viste en skriftlig kommando som «le» eller «gå» til den høyre hjernehalvdelen (som i prinsippet ikke er verbal) hos split-brainpasienter. Pasientene utførte ordren - men hvorfor? De sa at de syntes undersøkelsen var morsom, eller at de ville hente noe å drikke. Den snakkende hjernehalvdelen hadde altså ikke begrep om bakgrunnen for handlingen. Istedenfor fant den på en grunn, fordi den ikke aksepterte at den ikke visste årsaken. Er alle våre «årsaker til handlinger» samme type oppdiktning? Gazzaniga kon­ kluderer med at det i venstre hjernehalvdel både hos normale men­ nesker og split-brain pasienter er en fortolker som hele tiden prøver å forklare hele systemets atferd. Et oppdelt system skaper på den måten en illusjon av å være en enhet. Disse resultatene synes å underminere en «fornuftig» oppfatning av bevisstheten. Desto mer vi lærer om den, desto mer illusorisk ser den ut til å bli. Og likevel kan vi ikke overse den, slik behavioristene prøvde. Bevisstheten må være en helt spesiell type illusjon, men hva er den, og hva skal vi med med den? Det kan hevdes at spørsmålet er stilt og besvart for flere tusen år siden av mystikerne. Vil vi snart forstå mysteriet på vår måte?

57

▲ Under en operasjon hvor man undersøker hjernen hos epilepsipasienter. Pasienten er ved full bevissthet og kan snakke med kirurgen og narkoselegen. Det var under slike operasjoner at den amerikan­ ske nevrofysiologen dr. Wilder Penfield oppdaget at elektriske stimuleringer av bestemte hjerneomrader kunne framkalle erindringer, forestillinger og erfaringer. På denne måten kan man for eksempel kartlegge talesentrene i hjernen.

58 Dersom bevisstheten er et produkt av informasjonsbearbeidende systemer, kan den ikke overleve når de underliggende, fysiske systemene dør

▼ Enkelte pasienter som opereres eller gjenopplives etter hjerteattakk, opplever en fornemmelse av at de forlater sin egen kropp og svever opp mot taket. Herfra kan de følge med og observere hva som skjer med dem, som en tilfeldig tilskuer. Noen pastar til og med at de har sett detaljer som de umulig kunne kjenne til pa forhand. Spørs­ målet til vitenskapen er om noe virkelig forlater kroppen, eller om fenomenet skyldes en overbevisende hallusinasjon som medfører en drastisk endring i pasientens evne til a avgrense seg i forhold til omverdenen. De fleste obser­ vasjonene gar i retning av den sistnevnte forklaringen.

Data-analogien Utviklingen av en kognitiv vitenskap og kunstig intelligens har forandret vår forståelse av mentale prosesser på en drastisk måte, og dermed gitt nytt håp om å forstå begrepet bevissthet. Tidligere ble hjernen sammenlignet med alt fra dampmaskiner og vannhjul til telefonsentraler! I dag hevdes det at hjernen best kan sammenlignes med en datamaskin, og at dette trolig er den eneste analogien vi trenger. Hjernen er et system for bear­ beiding av informasjon. Ved å forstå den bearbeidin­ gen som skjer i hjernen, kan vi sette oss inn i hvordan den danner forestillinger av verden og seg selv. Nervecellene i hjernen er vidt forskjellige fra de elektroniske kretsene i en datamaskinen. Men sam­ menligningen er til en viss grad meningsfull. Noen mener at bevisstheten ligner en person som programmerer en datamaskin, men et slikt syn gjør bevisstheten fortsatt til et mysterium. Andre mener den er en seriebearbeidende mekanisme med begrenset kapasitet, eller en spesiell innretning som utfomer planer. Den engelske psykologen P.N. Johnson-Laird forklarer bevisstheten som et operativt system, med alle de mulighetene et slikt system har. Innholdet i bevisstheten er de øyeblik­ kelige verdiene av parametrene som styrer det operative systemet. Ifølge den amerikanske psykologen Jack Yates er bevissthetsinnholdet en modell av verden.

Kan bevisstheten overleve døden? Det er en lite tiltalende tanke at når den døde kroppen vår begraves, forsvinner også bevisst­ heten, og verden fortsetter uten oss. I over hundre år har vitenskapsmenn prøvd å bevise at det ikke skjer på denne måten. 11882 ble «Society for Psychical Research» (Selskapet for psykisk forskning) stiftet i London. Her registrerte man «nær-døden-opplevelser». Men selv om mange var overbevist om at slike fenomener virkelig eksisterte, klarte ikke forskerne å finne noen fornuftig teori om hva som levde videre når et menneske døde. Senere har «utenfor-kroppen-opplevelser» blitt sett på som et bevis for at sjelen overlever. Utenfor-kroppen-opplevelser beskrives ved at en person forlater kroppen og beveger seg utenfor den. Slike hendelser kan likevel kanskje best forklares som en forandring i hvordan en person oppfatter sin egen begrensning i forhold til omverdenen. Opplevelsen virker ekte nok, men akkurat som verden rundt oss, er det snakk om et mentalt konstruert bilde. Det vil alltid finnes mennesker som prøver å bevise udødeligheten. Etter hvert som vi begynner å forstå bevisstheten bedre, blir det stadig tydeligere at den er et resultat av kompliserte systemer for bearbeiding av informasjon. Da kan ikke bevisstheten fortsette å eksistere når det fysiske systemet den bygger på. dør.

BEVISSTHET

▲ Den engelske fysikeren Sir William Crookes (1832-1919) påstod at hans bilder av en materialisert pikeånd kalt Katie King, var et bevis for at menneskets sjel har evne til å overleve. Men kritikerne mente at dette var en forkledning, og at bade Crookes og andre var blitt lurt. Andre prøvde å veie ånden som forlot en døende person, men utslaget på vekten skyldtes nok tap av kroppsvæsker og hadde lite med ander å gjøre. Bilder av ånder fra frosker, mus og insekter som ble tatt i tåkekamre avslørte bare defekt apparatur.

59

Bevissthetens evolusjon Noen forskere har prøvd å forstå bevisstheten ved å se på hvordan den utvikler seg. Den engelske etologen John Crook har framhevet at de karakteristiske trekkene ved menneskets bevissthet omfatter refleksivitet (bevissthetens erkjennesle av seg selv), handleevne (opplevelsen av personlig handlekraft) og selv-identitet (bevissthet om seg selv som et individ). Ifølge Crook oppsto disse egenskapene etter hvert som forfedrene tok i bruk flere redskaper. Forholdet til redskapene ligger til grunn for strukturen i språket og skillet mellom individer gjennom eiendomsforhold og eiendomsrett. Me­ toder for å definere identitet og handleevne utvikles bare hos dyr som må vite hvem som eier de ulike verktøyene. Den engelske psykologen Nicholas Humprey påstår at det er sosiale grunner til at bevisstheten oppsto som et middel til å opp­ rettholde det samarbeidende samfunnet som menneskene en gang var avhengige av. Gjennom evolusjon kunne en person se seg selv i en annens sted og forestille seg hva andre følte uten å ha opplevd slike følelser selv. For å finne ut hvordan andre reagerer, trenger man bevissthet. I et slikt lys kan man se på fantasi, romaner, poesi, ja, til og med drømmer, som en måte å utnytte denne evnen på. En mer kontroversiell teori finner vi hos den amerikanske psyko­ logen Julian Jaynes. Han hevder at refleksiv bevissthet og individu­ ell handleevne har utviklet seg i løpet av de siste to tusen årene. Beviset Jaynes bruker er Iliaden, diktet som den greske dikteren Homer skrev for 3000 år siden. Her er det ingen hentydninger til sinn, tanker, følelser eller et selv. Handlinger utløses av guder, ikke av mennesket. Dette avspeiler et todelt sinn, der handling og vilje eksisterte uavhengig av en bevisshet. Avgjørelser kom bare til uttrykk gjennom indre stemmer fra gudene, som fortalte menne­ skene hva de skulle gjøre. Som en kontrast til dette gir gresk littera­ tur senere uttrykk for en bred forståelse av bevissthet og sinn og handlinger knyttet til et selv. Problemet med alle disse teoriene er at ingen av dem sier noe om hvorfor mennesker og dyr ikke kan utvikle disse evnene uten å være bevisste. Bevisstheten er fortsatt like ubegripelig. Til tross for dette ser det likevel ut til at man aksepterer et generelt prinsipp om at menneskene har behov for å forklare sin egen atferd. De utvikler teorier om handlinger og avgjørelser som før eller siden viser seg å være feilaktige, i beste fall ufullstendige. At man oppfat­ ter gudene som avgjørende for handling i det gamle Hellas, er kanskje en tidligere teori som ble erstattet av «selv»-begrepet? ◄ Achilles gir Hektor dødsstøtet. Det er høydepunk­ tet i Iliaden, slik det er avbildet på en gresk vase rundt år 500 f Kr. Ifølge den amerikanske psykologen Julian Jaynes hadde de gamle grekerne ingen fornemmelse av det som har med personlig vilje eller handleevne å gjøre. Avgjørelser som vi i moderne tid tillegger vår egen frie vilje, ble på den tiden oppfattet som indre stemmer fra gudene.

60 En effektiv vitenskap om bevissthet vil ikke bare virke beskrivende, men også gi menneskene bedre kunnskap og innsikt

Utvikling av bevissthet De fleste av oss lever i en tåke av forvirret distraksjon som er svært ulik bevisstheten i et opplyst sinn. Muligheten til økt innsikt, som en gang bare var en del av buddhismen og andre tenkemåter i øst, er nå i ferd med å bli en del av psykologien. Vestlig vitenskap har nøye studert de grunnleggende stadier i menneskets utvikling, men psykologer hevder nå at det er på tide å komme over på de høyere stadiene. Skal vitenskapen klare å følge denne utviklingen, trenger den et språk som kan beskrive den. Gjennom forskning har man allere­ de slått fast at meditasjon forårsaker fysiologiske forandringer hos mennesket i form av økt kontroll over, og tilsynelatende bedre sammenheng i, hjernens aktiviteter. Gjennom meditasjon kan man øve opp evnen til kontrollere hjerterytme og stoffskifte, samtidig som man får bedre kontroll over konsentrasjonen og forestillingsevnen. Så langt har ingen forskning klart å finne selve omdannel­ sen som skjer hos en person som mediterer. Kanskje vil vi komme et skritt nærmere ved å utvikle en vitenskap om bevisstheten som bygger på modellene av den verden menneskene lever i. Meditasjonen trener opp hele det kognitive systemet til å lage modeller som er mindre sentrert på «meg» - det innbilte selvet. Kroppens handlinger bestemmes av dette innbilte selvet. Når dette illusoriske selvet kommer litt i bakgrunnen, blir verden mye klarere og mindre forvrengt av selvets behov. Følelser kommer og går, ideer dannes og blir borte. Når vi er en slik modell, føler vi oss frie og flytende og i stand til å le av illusjonene vi har bygd opp. Dette er noe helt annet enn å være en modell som lukker seg inne og forsvarer selvet, slik mange av oss vanligvis gjør. På denne måten kan vitenskapen forhåpentligvis knytte studiet av hjerne­ funksjonene sammen med både modellene som hjernen konstru­ erer og erfaringene med å være disse modellene. Om ikke altfor mange år vil «mystisk» ikke lenger bety noe som ligger «utenfor vitenskapen». Mystikk er i ferd med å integreres i fysikken på et meget høyt plan. ► En scene fra «Orestien», den siste og sannsynligvis største av Aischylos' trilogier, en gresk dramatiker som levde 525-456 f. Kr. Den ble første gang framført i Aten i år 458 f. Kr. I dette senere greske spillet råder den mektige og barmhjertige Zevs over hærskaren av guder. Blinde og hevngjerrige handlinger erstattes av men­ neskelig rettferdighet. Handlin­ gene styres av medfølelse og klokskap hos menn og kvinner. De er ikke bare gudenes straff. Etter hvert som bevisstheten utvikler seg, dukker følelsen av et selv opp i mennesket. Man har tatt et skritt mot selverkjennelse og personlig ansvar.

► En statue av den mediteren­ de Buddha i Wat Srikerttemplet i Chiangrai i Thailand. Bildet skal inspirere buddhis­ tene til selv å søke innsikt. Gautama, den historiske Buddha, ble selv opplyst mens han satt under et tre. Etter dette begynte han a undervise andre i de edle sannheter som i korthet er: Alt liv er lidelse, og denne lidelsen skapes av selviske ønsker og krav. Men det finnes en mate a unngå slike selviske ønsker og dermed vinne over lidelsen. Utviklingen av bevissthet innebærer at man bygger opp en følelse av et selv, men den endelige erkjennelsen kan bety at man ma gi opp alt sammen igjen.

62 Hver av oss er bare en av de mentale modellene hjernen vår har skapt

Hvem er bevisst? Det er blitt hevdet at bevissthetsinnholdet er en modell av verden. Dette kan kanskje gi oss litt innsikt i innholdet, men er det noen eller noe som virkelig er klar over hva det er? Hvem er det som har vilje og kan bestemme? Hvem er det som i virkeligheten er bevisst? Sosialpsykologisk forskning viser at selvet er noe vi har konstruert. Akkurat som vi konstruerer verden rundt oss gjennom å bearbeide sanseinntrykkene vi får, blir selvet konstruert ut fra alle de opplysningene vi har om oss selv i forhold til omverdenen. Selvet er sosialt og individuelt skapt, sosialt ut fra hvordan folk vi omgir oss med reagerer på oss, individuelt gjennom våre egne handlinger og reaksjoner. Det kan altså vise seg at selvet bare er enda en av de modellene menneskets hjerne har skapt. Handlinger, beslutninger, reaksjoner og oppfatninger kan være produkter av en høyt utviklet hjerne som har dannet en modell av et selv for å forklare disse fenomene­ ne. Dette selvet, som bare er én modell i hele det kompliserte systemet, har bare adgang til begrenset informasjon. Vi, modellene, kan bare være opptatt av en bitte liten del av det som foregår i hjernen. Det vi ikke forstår, må vi dikte opp. Dette kan være hardt å godta for dem som heller ønsket å finne en sjel, eller ånd i sentrum av bevisstheten. Like fullt er det denne tilnærmingsmåten som rimer best med det bevismaterialet man har tilgang på i dag.

▲ En disippel i transcendental meditasjon (TM) utfører det grunnleggeren Maharishi Mahesh Yogi kaller «levitasjon» (sveving). Det blir sagt at det er overnaturlige krefter som man oppnår etter lang tids praksis. Vitenskapeli­ ge eksperimenter har imidlertid bare konstatert at det er snakk om dyktig muskelarbeid. Selv om TM ikke kan framkalle paranormale fenomener, lærer tilhengerne av denne tradisjonen hvordan de trer inn i forandrete bevissthetsstadier.

Å være en mental modell Ytterligere en spekulasjon kan være til hjelp når vi prøver å finne ut hvordan det er å være en mental modell. I en berømt avhandling stiller den amerikanske filosofen Thomas Nagel spørsmålet: Hvor­ dan er det å være flaggermus? Hans teori var at når en organisme har bevisste opplevelser, må det bety at det oppleves som noe å være denne organismen. Som vi har sett er det essentielle ved organismer at de konstruerer modeller av seg selv i verden. Det finnes altså noe som tilsvarer det å være en mental modell. Men hva slags modell? «Jeg» er en modell av et selv med alle de egenskapene jeg har tilegnet meg i løpet av de årene jeg har levd. Jeg har et bilde av kroppen min og et bilde av selvet. Faktisk virker det relativt klart hvordan det er å være meg. Hva så med alle de andre mentale modellene hjernen min har skapt i løpet av den kompliserte prosessen med bearbeiding av informasjon? «Jeg» er helt sikkert ikke bevisst dette, men vi kan spørre hvordan det er å være disse modellene. Min tanke er at alle mentale modeller er bevisste. Det som gjør «oss» så spesielle er at vi er modellen som er konstruert ved hjelp av språket. Model­ len er integrert av et selv-begrep, og den er tilsynelatende kontinu­ erlig. Vi er en illusjon av et permanent og enkeltstående selv som tar beslutninger. Dette selvet deler hjernen som skapte oss med myriader av andre, mindre personlignende konstruksjoner. Vi kan aldri erkjenne alle disse øvrige modellene hvis de ikke ved en slags informasjonsbearbeiding integreres i modellen av selv­ et. Da kan «jeg» erkjenne dem, eller sagt på en annen måte: «Jeg» kan erkjenne «meg». Denne teorien om bevissthet gir oss en ny tilnærmingsmåte når vi skal studere de ulike bevissthetsstadiene. For å forstå et bevissthetsstadium må vi spørre hvilke modeller av selvet som dette systemet skaper. I dyp søvn har vi selvsagt ingen slik modell. I drømme har vi alle slags merkelige modeller, på samme måte som hypnose, alkohol og andre narkotiske stoffer kan forandre de skapte modellene vi kjenner fra hverdagen. Per­ sonlighetsspaltning er ikke lenger et stort mysterium, bare en eks­ trem versjon av normaltilstanden. Vi er alle bare én av de mentale modellene hjernen vår har skapt.

Å Dr. LaBerge fester elektroder pa hodet til en av sine «drømmonauter». Utslaget avslører de ulike stadiene i søvnen, i tillegg til a registrere det spesielle EEG og de hurtige øyebevegelsene for­ søkspersonene har under drømmesøvnen (REM-søvn). Tidligere trodde man at alle musklene vare er lammet nar vi sover, men i det siste har noen få «klarttenkende drømmere» klart å signalisere til den ventende drømmeforskeren ved a bevege øyet pa en spesiell måte som de har avtalt på forhand. Slik forteller de LaBerge at «jeg drømmer, og jeg er klar over at jeg drømmer». På denne maten har man åpnet for direkte kommunikasjon mellom forskeren og den drømmende.

BEVISSTHET

Endrete bevissthetsstadier Drømmer og rus, enten alkolholrus eller narotikarus, er eksempler på endrete bevisshetsstadier. Når vi opplever disse, fornemmer vi at noe er forandret i måten vi erkjenner på, men ikke hva som er for­ andret. Noen bevissthetsstadier er svært forskjellige fra hverandre. Vi snakker om drømmer, dyp søvn og våken tilstand. Ved hjelp av teknikker, for eksempel meditasjon, kan vi i enkelte tilfeller få fram ekstreme forandringer i bevissthetsstadiene, mens enkelte rusmidler framkaller bestemte effekter på bevisst­ heten. Av teknikkene som framkaller endrete bevisst­ hetsstadier, er hypnose avgjort den mest kontrover­ sielle. Tradisjonelt har man hevdet at hypnose var tenkt som en metode for å oppnå en helt spesiell hypnotisk transe. Den amerikanske psykologen Theodore Barber har imidlertid lenge hevdet at alle hypnotiske fenomener kan forklares uten at man tyr til spesielle tilstander. Ikke desto mindre vil alle som har opplevd å bli hypnotisert vite at noe føles helt forandret. Men hva er det som har forandret seg? En forklaring kan være at hjernen fungerer på en annen måte. Nyere forskningsresultater har avslørt mye om drømme- og søvnfysiologi, og hvordan de psykoaktive stoffene endrer bevisstheten ved at de påvirker hjernefunksjonen. Selv om dette er viktig, gir det ikke fullt ut svar på spørsmålet om hvordan og hvorfor det føles annerledes å være / et endret bevissthetsstadium.

Den amerikanske psykologen Charles Tart definerer et endret bevissthetsstadium som et unikt system av strukturer, og ut fra denne definisjonen prøver han å arbeide systematisk med begrepet. Andre hevder at bevisstheten er slik det føles å være en mental modell. Da kan vi bare forstå endrete bevissthetsstadier når vi vet hvordan en persons modell av selvet i verden har forandret seg. For eksempel er byggingen av modeller, og dermed bevisstheten, svært redusert under dyp søvn. Når vi drømmer, øker den. Men den øker ikke nok til å skape en sammenhengende modell av selvet. Man er bevisst, men ikke selvbevisst. Når vi våkner, har vi ofte følelsen av å ha drømt om noen andre. Av og til konstrueres det en midlertidig selvmodell i drømmesøvnen. Dette forklarer på en måte det merkelige som skjer når vi våkner midt i drømmen og blir klar over at vi drømmer. Noen såkalte «klardrømmere» kan kontrollere innholdet i drømmene sine og delta i eksperimenter mens de sover. De kan for eksempel signalisere ved hjelp av avtalte bevegelser med øynene. Noen få forskere tar nå avstand fra idealet om objektiv forskning, og studerer egne og andres opp­ levelser. Tart har til og med sagt at vi har bruk for «stadium-spesifikk vitenskap» der alt forskerne foretar seg skal skje i endrete bevissthetstilstander. I løpet av de neste tiårene vil forskerne trene seg i å tre inn i endrete stadier og studere den enorme geografi av mulige mentale verdener som finnes.

63

Å I dyp transe har denne kvinnen fra Sri Lanka tatt farvel med denne verden og gatt inn i en annen - eller har hun det? I bokstavelig forstand har det ikke skjedd forandringer. Men kvinnen befinner seg pa et annet bevissthetsstadium, der den virkelige verden kommer i bakgrunnen og de mentale bildene blir tydeligere. Viten som ligger i det ubevisste kan framkalles ved hypnose og være til hjelp for oss selv eller andre, uten tanke pa selvet.

64 Vil vi en dag skape roboter som «lider» ved å leve som «slaver» i menneskenes verden?

Forskning i framtiden Psykologien kan aldri igjen tillate seg å se bort fra bevisstheten slik den gjorde på begynnelsen av det ty vende århundre. Men hva psykologien vil stille opp mot bevisstheten, er det meget vanskelig å si noe om. Vi kan bare tenke oss til en del ut fra tendensene vi har sett de siste årene. Om noen år vet vi trolig hvordan bevisstheten bygges opp via konstruksjonen av mentale modeller i de informasjonsbearbeidende systemene. Vi klarer kanskje aldri å løse de filosofiske spørs­ målene om bevissthetens status. Men manglende forklaring av bevisstheten vil ikke hefte de kognitive forskerne så lenge de kan manipulere og eksperi­ mentere med bevisstheten. Da kan det bli godtatt at alle systemer, enten det er levende og naturlig, eller lagd av silikon eller andre stoffer, kan utvikle bevissthet. Og så lenge det skaper seg selv, kan det også ha en form for selvbevissthet. Dette åpner for en fascinerende, men farlig mulighet, nemlig å utvikle maskiner med egen bevissthet. Hvis alle systemer er bevisste, finnes det selvsagt slike maskiner allerede, men de har en statisk bevissthet som er langt mindre interessant enn vår. Selv den mest avanserte roboten må klare seg med et forenklet bilde av omverdenen, og en enda mindre utviklet modell av seg selv. Når det er utviklet flere nye generasjoner av roboter, vil vi gjøre bruk av roboter som kan se verden rundt seg, bevege seg i den, sanse den og forestille seg den. En slik bevissthet vil være av langt større verdi. Den ville åpne for helt nye filosofi­ ske problemstillinger, som «Hvordan er det å være en robots modell av selvet i denne verden?» Det kan jo vise seg at dette er fryktelig smertefullt, noe som ville bety at vi har funnet opp lidelse. ▲ ► Hvordan føles det a være en robot? Selv de mest avanserte av dagens roboter, som denne japanske pianisten (til høyre), er bare utstyrt med et forenklet bilde av verden og en primitiv oppfatning av selvet. Dersom selvbildet er nøkkelen til bevissthet, ma det bety at slike roboter har en svært begrenset erkjennelse. Men hva med R2-D2 og 3CPO, de berømte robotene fra filmen «Star Wars» (Stjernekri­ gen)? For å kunne oppføre seg som dem, ma man ha en komplisert modell av selvet i forhold til overdenen. Dersom vi noen gang lykkes i å lage slike roboter, vil de bli like bevisste som oss mennesker. Kanskje mer bevisste...

En ny vitenskap om bevissthet For at vi skal unngå å skape lidelser hos roboter, har vi bruk for en vitenskap om bevissthet som kan forklare sammenhengen mellom oppbygningen av mentale modeller og opplevelsen av det å være en slik modell. Da, og bare da, kan vi skape maskiner som har akseptable opplevelser, eller opplevelser som til og med er behagelige. Det andre aspektet ved roboter på et høyt funk­ sjonelt plan er enda viktigere. En slik framtidig vitenskap ville også gjøre tilværelsen vår behageli­ gere, og vi ville få nye metoder for å manipulere med menneskets bevissthet. Mange av dem har vært tilgjengelige i flere tusen år, men venter nå på å bli oppdaget og utviklet på nytt. De siste tiårene har mange i Vesten blitt fortrolige med meditasjon og andre teknikker innenfor Østens tradisjoner, og ritualer innen vestlig magi og alkymi. Men slike teknikker vil først kunne utvikles når vi har kommet fram til hvordan hjernen danner de mentale modellene, hvordan disse endres gjennom øvelser, stoffer og annen form for manipulasjon, og hvordan det føles å være en slik modell. Mye av denne kunnskapen vil vi trolig få gjennom vestlig legevitenskap og biologi. Om et par hundre år vil verden kanskje være full av mennesker, dyr eller andre «informasjonsbearbeidende systemer», som opplever det å være til på en langt mer behagelig måte enn vi gjør i dag. Med tanke på den menneskelige evne til innføling (empati) ønsker vi ikke å skape maskiner som har negative opplevelser. Vi lar heller ikke være å bruke den nye vitenskapen om bevisstheten til å gi menneskene et bedre liv, og da trenger vi en bevissthetsteknologi. Først da begynner vi å finne svar på spørsmålene rundt bevisstheten.

Hukommelse Hukommelse og innlæring skiller mennesker fra grønnsaker... Tre former for hukommelse... Forskning på hukommelsestap - og datamaskiner øker forståelsen av hukommelse... Hvor og hvordan oppstår hukommelsesspor... Hebbs teori... Mekanismen bak langtidspotensering... Tilvenning, sensitivitet og betinging... Positive og negative aspekter ved forståelse av hukommelse

En organisme har to måter den kan utvikle seg på for å klare seg i omgivelsene sine. Den ene er å bygge opp et sett med reaksjoner som gjør at organismen klarer å tilpasse seg alle de situasjonene den kan komme opp i. Den andre er å la en del muligheter stå åpne, og la det være opp til organismen å tilpasse seg omgivelsene gjennom innlæring. Insekter er et godt eksempel på det første og mennesket er helt klart et eksempel på den andre. Uten læring og hukommelse ville vi mennesker være en bunt med grønnsaker, Ja, vi ville til og med være noen temmelig «udugelige» grønnsaker. I løpet av de siste årene er man blitt mer og mer klar over at menneskets hukommelse ikke bare er ett enkelt system, slik tilfellet er med for eksempel hjerte og lunger. Den menneskelige hukom­ melsen bygger i stedet på et samspill mellom flere undersystemer, der alle har en felles egenskap, nemlig evnen til å lagre informa­ sjon. Disse undersystemene kan deles inn i tre store klasser; sansehukommelse, arbeidshukommelse og langtidshukommelse.

Sansehukommelse Når vi ser en gjenstand som beveger seg eller hører en melodi, må syns- og hørselsansene ta inn infor­ masjoner som forandrer seg over tid. Hjernen bearbeider inntrykkene for å danne et relativt stabilt inntrykk. Film utnytter denne prosessen. Fikserte bilder avbrutt av korte mørke intervaller, oppfattes som bilder i bevegelse. Sansehukommelsen har nok andre mer fundamentale funksjoner som bearbeider inntrykkene. Den spiller trolig en viktig rolle i persepsjonsprosessen av synsinntrykk, hørselsinntrykk og berøringsinntrykk.

Arbeidshukommelse Dette undersystemet av den menneskelige hukom­ melsen tar vare på og behandler informasjon samtidig som vi utfører andre arbeidsoppgaver, som det å resonnere og forstå. Disse eksemplene tydeliggjør prosessen: For å forstå en setning må man ta vare på informasjonen som kommer først i setningen og integrere den med det som kommer til slutt. Dersom du blir bedt om å gange 27 med 5 i hodet, må du gange 7 med 5, huske femtallet og sette 3 i mente. Deretter ganger du 2 med 5 og legger til de 3 i mente. Vi må altså huske de 3 i mente for å gjennomføre oppgaven, men vi trenger ikke lagre denne informasjonen til senere bruk. Det er arbeidshukommelsen som har ansvaret for denne typen kortvarig lagring. Langtidshukommelse Dette undersystemet er ansvarlig for å lagre infor­ masjon over lengre tid, enten det gjelder personlige opplevelser eller betydningen av ord. Man antar at dette systemet lagrer det meste av informasjonen så lenge organismen er i live. ◄ Gjess som trekker og folk som danser rundt maistangen følger atferdsmønstre som ble etablert lenge før de var født. I gjessenes instinktive atferd er «hukommelsen» genetisk bestemt. Men hver nye generasjon læres opp i tradi­ sjonen med maistangen. Opp­ læringen går også ut på å holde tradisjonen i hevd, og føre den videre til neste generasjon. Sansehukommel­ sen danner imidlertid et relativt stabilt bilde på bakgrunn av den skiftende in­ formasjonen som oppfattes av de visuelle og de øvrige systemene. Noe av det samme skjer når vi ser en film.

66 Den nye generasjonen av kraftige parallell-datamaskiner gir håp om at vi kan avdekke hvordan hukommelsen vår virker

► Her er noen av gjenstande­ ne Mortimer Mishkin og hans kolleger bruker for a teste hukommelsen hos aper. En ape gjenkjenner lett en gjenstand den har sett en gang før, til tross for at tingene er svært ulike.

▼ Dette holografiske systemet for gjenkjenning av mønstre er utviklet ved California Institute of Technology til arbeid med mønstergjenkjenning. Hologrammer er en god fysisk analogi til hukommelsesprosessen, der ulike bilder lagres samtidig i det samme systemet. Senere kan hukom­ melsen gjenskape et komplett bilde ut fra sma deler av det opprinnelige bildet. Dette holo­ grafiske systemet utfører akkurat som hjernen en gjenkjennelses- og gjenkallelsesprosess ved samtidig virksomhet i en rekke enkle komponenter.

Hukommelsens psykologi De mest overbevisende undersøkelsene når det gjelder bestemte systemer for arbeids- og langtidshukommelse er gjort på folk med avgrensete hukommelsesdefekter som følge av hjerneskade. Det virker som om de som lider av det «amnestiske syndromet» og mister evnen til å tilegne seg ny informasjon. Dette syndromet for­ bindes ofte med skader i tinninglappene i hjernen, eller skader på nervesystemet som forbinder hippocampus, corpora mamillaria og pannelappene. De fleste hjerneskadene gir symptomer som er diffuse og arter seg på forskjellige måter, men felles for alle er at de fører til et betydelig hukommelsestap uten at de reduserer den intellektuelle funksjonen. Man husker ikke hva som har skjedd, hvor man er, hvilken dag eller dato det er, eller hva man fikk til frokost. Andre kan ha et annet mønster. De klarer bare å huske to sifre i et telefonnummer, selv om de har normal langtidsinnlæring. Disse to formene for hukommelsestap (amnesi) tyder på at langtidshukommelsen og arbeidshukommelsen er atskilt. Hukommelsestap medfører ikke alltid svekket langtidsinnlæring. Noen av pasientene kan lære seg flere ferdigheter, som for eksem­ pel å skrive på maskin, pusle puslespill og huske ord. Men dette forutsetter at hukommelsen deres testes på bestemte måter. Hukommelsestester kan foregå på forskjellige måter. Man kan for eksempel be forsøkspersonen om å huske ordet «blyant». Deret­ ter kan man teste hukommelsen ved a be ham gjenta det bestemte ordet, eventuelt gjenkjenne ordet blant flere ord (for eksempel blekk, blyant, linjal). Eller man kan gi forsøkspersonen de to første bokstavene i ordet, og be ham fullføre det. De som lider av hukom­ melsestap etter hjerneskade har store vansker med de to første variantene, men klarer fint den siste, hvor det riktige ordet tilsyne­ latende dukker opp automatisk siden det var sagt på forhånd. De som rammes av hukommelsestap, mister tydeligvis ikke evnen til å ta opp ny informasjon, men derimot blir evnen til å hente fram igjen slike data svekket. Dette tyder på at det finnes to forskjellige former for langtidsinnlæring. Den ene kalles ofte innsiktsfull innlæ­ ring, og hemmes av hukommelsestap uten at det går utover evnen til å lære nye ferdigheter. Det finnes altså kanskje et system, som i motsetning til «innsiktsfull innlæring», ikke er avhengig av hjerne­ funksjonene i tinninglappene og hippocampus.

HUKOMMELSE

Framtidens forståelse av hukommelsessystemer I øyeblikket vet vi lite om systemene som danner sansehukommelsen vår, men i løpet av de neste tiårene vil vi trolig tilegne oss detaljerte kunnskaper om noen av dem som en integrert del av hele hukommelsesprosessen. Undersøkelser av folk med nedsatt sansehukommelse vil også gi oss verdifullt materiale om forholdet mellom persepsjon, oppfat­ telse gjennom sansene og hukommelse. Når det gjelder arbeidshukommelse har forskerne identifisert en rekke undersystemer eller såkalte «slave»-systemer. Vi har for eksempel et system som tar vare på muntlig informasjon, og et annet system som opprettholder og manipulerer synsinn­ trykk. Det førstnevnte systemet, som er basert på tale, er kanskje den delen av arbeidshukommelsen som er aller best forstått. Om få år har man trolig klart å skaffe seg en tilsvarende innsikt i systemet som bygger på synsinntrykk. I tillegg vil vi få økt viten om hvordan disse systemene fungerer sammen. For øyeblikket regner man med at forbin­ delsen mellom systemene skjer ved hjelp av et kon­ trollsystem som kalles «Central Executive». Det er blitt hevdet at senil demens i hovedsak skyldes sammenbrudd nettopp i dette systemet, som også kan vise seg å spille en viktig rolle både når det gjelder bevissthet og vilje. Langtidshukommelse vil sannsynligvis bli delt opp i flere undersystemer. Prosessuell innlæring blir trolig fortsatt sett på som et selvstendig system, på samme måte som «innsiktslæring» blir analysert i form av undersystemer og ikke separate systemer. Vi vil få økt kjennskap til systemet som lagrer infor­ masjoner om oss selv, samt et bedre bilde av den prosessen som lagrer de individuelle erfaringene våre og setter dem sammen til en samlet kunnskap om omverdenen. Til slutt vil vi også få fram en detaljert teori om innlæringsprosessen. En stor del av arbeidet med hukommelsens psykologi har de siste 40 årene fått innflytelse fra datamaskinen. Hittil har vi for det meste arbeidet med serielle datamaskiner. Disse har begrenset kapasitet i forhold til de kraftige parallellbaserte datamaskinene i den nye generasjo­ nen, som vil få stor betydning for forståelsen av innlæring og hukommelse.

67

▲ Selv ikke de beste data­ maskinene kan sla sjakkmestre av Gary Kasparovs kaliber (over), men maskinen vinner over de fleste. Grunnen er at datamaskinen arbeider med systematisk analyse, mens spilleren er avhengig av hukommelsesprosesser som ligner pa det a kjenne igjen forskjellige mønstre.

▼ Clive Wearing er en begavet musiker som led et alvorlig hukommelsestap som følge av hjerneskade han fikk etter en virusinfeksjon. Han har likevel til tross for dette beholdt de musikalske evnene sine og er fortsatt en dyktig cembalist og kordirigent. Dette viser hvordan menneskets hukommelse er oppdelt i flere separate systemer som alle er avhengige av funksjonene som er knyttet til ulike områder og kapasiteter i hjernen.

68 Det finnes kanskje ikke noe område i hjernen som er spesielt forbeholdt hukommelsen

▲ Den kanadiske psykologen Donald Hebb skilte mellom to former for hukommelse. En forbigående form som baseres pa elektrisk aktivitet, og en annen type basert på mer permanente forandringer i nervecellene. De siste årene har Donald Hebbs tanker blitt stadig mer utbredt, fordi man har utviklet dataprogrammer som er i stand til a simulere modellen hans.

Hukommelsens fysiske grunnlag Erindringer har ganske sikkert et fysisk grunnlag i hjernen. De nervemessige forandringene som er et resultat av innlæring, kalles ofte for hukommelsesspor eller hjernespor. Men hvor i hjernen fin­ nes de; i hvilke nervestrukturer; hvordan oppstår de og i hvilken form? Man har undersøkt mennesker med hjerneskader for å finne svar på det første av disse spørsmålene. Dette har også gitt oss en bedre forståelse av det psykologiske grunnlaget for hukommel­ sen. Oppdagelsen har styrket synspunktet om at mennesket tar i bruk forskjellige hukommelsesprosesser som koordineres av andre systemer, og dermed gir oss optimal yteevne under forskjellige for­ hold. På bakgrunn av dette har noen foreslått at innlæring og hu­ kommelse framkalles av grunnleggende nerveprosesser i visse om­ råder i hjernen. Disse er spesialisert i bestemte funksjoner. En slik oppfatning tilsier at hjernen ikke har områder som utelukkende er forbeholdt hukommelse, men at denne funksjonen oppstår ut fra de spesialiserte nervecellenes fundamentale egenskaper og den måten de reagerer med hverandre på i nettverket av forbindelser som finnes i de enkelte områdene av hjernen. For å forstå hvordan hukommelsesspor oppstår, må vi kjenne til hvordan nerveceller vanligvis kommuniserer med hverandre. Kommunikasjonen mellom to nerveceller foregår i den smale spal­ ten (synapsen) mellom cellene. Den presynaptiske cellen (før synapsen) kan lades opp og «fyres av» som er resultat av elektriske utladninger (aksjonspotensialer) som ledes ned langs nervecellen. Aksjonspotensialene beveger seg framover når forskjellige kanaler i nervecellens membran åpnes og lukkes. Når aksjonspotensialet når enden av den presynaptiske nervecellen, blir det frigitt en kje­ misk nevrotransmitter (signalstoff) fra nervecellen. Transmittere passerer over synapsespalten til den postsynaptiske cellen (etter synapsen) og stimulerer cellen ved å påvirke spesielle mottakermolekyler (reseptorer) på cellemembranen. Når nevrotransmitteren bindes til mottakermolekylene, blir det utløst kjemiske og elektriske reaksjoner som framkaller et aksjonspotensiale i den postsynapti­ ske cellen. På denne måten overføres aktiviteten fra en nervecelle til den neste over synapsen mellom de to cellene. Hebbs teori om celleansamling Den første viktige teorien om det fysiske grunnlaget for hukommel­ se prøvde å knytte kunnskapen man hadde om hjernens struktur og utvikling sammen med spørsmålet om hvordan en sanseopplevelse kan utløse en virkning som varer lenger enn selve sanseopplevelsen. I 1949 kom den kanadiske psykologen Donald O. Hebb med teorien om at det i grupper med nerveceller, såkalte ansamlin­ ger av nerveceller, oppsto etterdønninger i form av elektriske utlad­ ninger, selv etter at de utløsende stimuliene ikke lenger var til ste­ de. Hebbs hypotese gikk ut på at disse etterdønningene resulterte i strukturelle forandringer i nervecellene. Forandringene gjorde ner­ vecellene mer tilbøyelige til å bli oppladet og fyrt av på tilsvarende måte ved senere anledninger. Man har funnet flere indirekte beviser på Hebbs teori. Kraftige elektriske stimuli (for eksempel elektrosjokk) gitt like etter en innlæringssituasjon, kan hos både dyr og mennesker føre til at infor­ masjonen ikke blir lagret, samt at tidligere erindringer forstyrres. Dette tyder pa at nye og eldre erindringer finnes i forskjellige for­ mer. Langtidshukommelsen vil også bli svekket når den påvirkes av grunnleggende biokjemiske prosesser i protein eller nukleinsyre. Dette skjer trolig som en følge av at påvirkningen trenger inn i de strukturelle forandringene som skjer i cellen, eller ved at den påvirker stoffskiftet i nevrotransmitterne.

Å Denne nøkkelen til det store diagrammet viser natriumkanalene i nervecellens membran. Kanalene åpner seg som en reaksjon (2) og lar natriumionene passere. Deretter går kanalene over i en lukket og inaktiv tilstand (3). Når de negative ladningene i cellene er gjen­ opprettet, går kanalene tilbake til en lukket tilstand, klare til å åpne seg (1).

► Hjernebarken er det ytterste laget med nerveceller i hjernen, og det er i denne delen vi finner alle de høyere mentale funksjonene. Nerve­ cellene (nevroner) har mange utløpere. De er av tre typer og kalles dendritter, aksoner og fibriller. De danner forbindel­ ser med de andre nervecelle­ ne. Langtidspotensering, eller LTP, fører til vedvarende for­ sterkning av aksjonspotensia­ lene som skaper de elektriske impulsene i nervecellene.

HUKOMMELSE

69

■4 Dette diagrammet av en nervecelle viser et aksjonspotensiale som beveger seg ned langs cellen, og hvilken virkning det har på natriumkanalene. Aksjonspotensialet er kortvarig, og bare noen mil­ lisekunder etter at aksjons­ potensialet har passert, lukkes kanalene og hindrer natriumionene i å trenge inn i cellen. Pumpene i membranen prøver å gjenopprette spennings­ forskjellen over membranen. Dermed hindrer de at nerve­ cellen går inn i en permanent avfyring. Når aksjonspoten­ sialet når enden av nerve­ cellen, åpner denne spenningsstyrte kanaler, slik at kalsiumioner trenger inn i cellen. Det frigis nevrotransmittere som trenger over synapsespalten og påvirker den tilstøtende nervecellen.

70 Forskerne utvikler forskjellige modeller for hvordan sanseopplevelser kan forandre hjernevevet og føre til innlæring

sykdom

▲ Områder i hjernen hvor sykdommer og skader fører til hukommelsestap hos mennesker. Pasienter med alvorlig hukommelsestap har ofte skader i ett eller flere av disse områdene. Disse sykdommene og skadene kan imidlertid også gi andre symptomer enn nedsatt innlæringsevne. Skader som oppstår andre steder i hjernen kan føre til uhelbredelig, men mindre dramatisk, forringelse av pasientens innlæringsevne. ► Forskjellige cellegrupper i hjernebarken reagerer pa rektangler orientert i forskjelli­ ge retninger (til høyre). Spenningsfølsomme farger brukes for å kode cellesøylene i hjernebarken, og viser hvordan de forskjellige celle­ søylene reagerer pa rektangle­ nes orientering.

operasjon for epilepsi

HUKOMMELSE

◄ En rotte lærer seg en labyrint i vannet, og finner en plattform i det grumsete vannet. Rotter finner platt­ formen ganske fort første gang, og deretter husker de hvor den er. Når rottene gis et stoff som svekker langtidspotenseringen (LTP), bruker de lengre tid. Stoffet ser ut til å påvirke innlæring av romfølelse, men gir ikke utslag på andre innlæringsevner.

Langtidspotensering (LTP) En av Donald O. Hebbs grunnleggende ideer er at forbindelsen i synapsen mellom to nerveceller (den presynaptiske og den postsynaptiske cellen) øker i styrke dersom bruken av nettopp denne synaptiske forbindelsen har bidratt til at det oppstår aksjonspotensialer i den postsynaptiske cellen. Den svært kompliserte strukturen i det synaptiske systemet gjør det vanskelig å teste denne teorien i pattedyrhjernen. Et elektrofysiologisk fenomen som kalles lang­ tidspotensering (LTP), som er undersøkt i pattedyrhjerner, har imidlertid gitt forskerne visse spor å arbeide videre etter. LTP finner sted når en av nerveinngangene i hjernedelen hippocampus utset­ tes for et intenst elektrisk stimulus over lengre tid. Dette øker effek­ ten i synapsene i denne delen, slik at responsene på den elektriske stimuleringen blir mye kraftigere. Vitenskapsmenn har brukt feno­ menet for å forklare hvordan sanseopplevelser kan føre til vedva­ rende virkninger i nervevevet og faktisk også forbedre innlæringen. For tiden strides man innen vitenskapen om hvordan LTP egent­ lig oppstår, og vi skal ta med to av de viktigste teoriene om dette. Ifølge Gary Lynch og Michael Baudry ved University of California i Irvine, utløser den intense elektriske stimuleringen en rekke bio­ kjemiske reaksjoner. Disse reaksjonene gir en permanent økning i tallet på effektive mottakere for nevrotransmitteren glutamat på den postsynaptiske nervecellen. Det gjør at den synaptiske reaksjo­ nen øker. Dette stemmer helt overens med Hebbs teori. Man tror at den potenserende stimuleringen utløser en strøm av kalsiumioner som trenger inn i cellen og bryter ned proteinene som under normale forhold holder glutamat borte fra mottaker. Aryeh Routtenberg fra Northwestern University i Illinois tilhører dem som ser det på en annen måte. Han hevder at man ved å tilføre fosfat- eller metylgrupper til de proteinstoffene i hjernen som danner membranen i den postsynaptiske nervecellen, endrer strukturen i denne, og dermed framkaller langvarige forandringer i nervecellens aktivitet, som er et resultat av åpning og lukking av forskjellige ionekanaler. Routtenberg har samlet bevismateriale, blant annet en del som også Lynch og Baudry legger til grunn for sin teori. Han mener at det som er av størst betydning i LTP, er tilføringen av fosfatgrupper til Fl-proteinet, og ikke økt antall mottakere for nevrotransmitteren glutamat. Innen en 30-årsperiode vil vi trolig ha funnet forklaringen på de forskjellige biokjemiske mekanismene som ligger til grunn for LTP, men hva vil dette bety for forståelsen av hukommelse? Alt nå har vi en del materiale som peker på en sammenheng. Stoff som motvirker glutamatmottakerne i LTP, svekker også rotters ev­ ne til rominnlæring. Undersøkelser av vev fra de partiene i hjernen som deltar i visse deler av den visuelle hukommelsen hos aper som er trent til å opptre, har vist at det inneholder spesielt mye Fl-protein. Om 30 år vil vi være i stand til å knytte sammen mange former for hukommelse i ulike partier av hjernen med biokjemiske mekanismer tilsvarende dem som inngår i LTP. Det finnes likevel et problem når det gjelder tolkning, ettersom en enkel sammen­ heng mellom LTP og hukommelse ikke nødvendigvis betyr at det ene forårsaker det andre. Dette har fått andre forskere til å se på enklere preparater enn de som kommer fra pattedyrhjerner. Ved å bruke slike preparater, kan man på samme tid studere både at­ ferdsmessige, biokjemiske og biofysiske hendelsene som skjer un­ der innlæringen. Dermed kan forskerne mer direkte vurdere hvil­ ken betydning de biokjemiske forandringene har når det gjelder hukommelse og innlæring. Forskere med denne tilnærmingsmåten har i første rekke konsentrert seg om forskning på innlæring hos laverestående dyr som sjøharen Aplysia.

71

▲ Dr. Gary Lynch pa Senter for innlærings- og hukommelses-nevrobiologi ved University of California i Irvine. Hans oppfatning av mekanismen som ligger til grunn for langtidspotensiering har mye til felles med Hebbs tidligere teori. I dag forstår vi mer av den underliggende nevrokjemien. Men søkingen etter de nervemessige meka­ nismene som ligger til grunn for innlæring, er fortsatt meget kontroversielle forskningsomrader.

72 S/øharer og hagesnegler blir ofte brukt når man skal studere innlæring

Habituasjon (tilvenning) og sensitivering Eric Kandel og hans medarbeidere ved Columbia University i New York har begynt å oppklare mekanismene som ligger bak svært enkle former for innlæring hos sjøharen, Aplysia. Disse mekanis­ mene omfatter blant annet tilvenning, eller gradvis mindre reaksjon overfor det gjentatte stimulus (habituasjon), forsterking av reaksjo­ nen gjennom tidligere kraftig stimulering (sensitivering) og innlæringsprosesser som klassisk betinging. Sensitivering skjer hos Aply­ sia når halen utsettes for et smertestimulus og forsterker bløtdyrets sammentrekning av følehornene, som er den normale reaksjonen ved berøring av kapperøret. Forandringene som skjer i nervene, og som forårsaker denne enkle atferden, skyldes at den presynaptiske nervecellen frigir nevrotransmitteren serotonin, aktivisert av det sensitiverende stimulus, til de postsynaptiske sansenervecellene. Serotonin aktiverer enzymet adenylsyklase, som indirekte forster­ ker kalsiuminnstrømningen som vanligvis følger et aksjonspotensiale. Dette skjer fordi enzymet er med på å redusere kaliumstrømmen som gjenoppretter den normale spenningen i nervecellen. På denne måten blir aksjonspotensialene i nervecellen både kraftigere og mer langvarige. Lignende mekanismer kan trolig forklare både tilvenning og klassisk betinging, der organismene lærer å reagere refleksivt på et stimulus.

HUKOMMELSE

60

।

48 3«

24

12

ø

Observasjonene som er gjort av Aplysia, er av stor betydning på flere måter. For det første registrerer man at observasjonene i liten grad støtter Hebbs påstander om at innlæring forutsetter at det skjer postsynaptiske forandringer i kretsløpet av nerveceller hvor det er registrert «etterdønninger». I dette tilfellet synes presynapti­ ske forandringer i et enkelt nettverk å være tilstrekkelig. Betyr dette at Hebb tok feil, eller at det foregår både pre- og postsynaptiske forandringer i hjernen, alt etter hvilken dyreart og hvilken form for innlæring det er snakk om? Dessuten er det mulig å forklare tilvenning og klassisk betinging ved beslektete biokjemiske mekanismer. Det tyder på at man ut fra enkle nervemekanismer kan bygge opp mer komplekse proses­ ser som foregår i hjernen hos pattedyr. Men prosessene skjer også hos laverestående dyr, for eksempel vannsneglen. For det tredje er funnene interessante ut fra et genetisk syns­ punkt. Man har oppdaget bananfluer med mutasjon i ett enkelt gen, som mangler klassisk betinging og produksjon av serotoninmottakeren. Etter hvert vil man få bedre kjennskap til genetisk kontroll av forandringer i synaptiske proteiner som følger innlærin­ gen. Om 300 år vet vi trolig svaret på et av de mest sentrale spørs­ målene når det gjelder hukommelsens relative stabilitet. Noen for­ andringer i synapsenes proteiner har relativt kort levetid. Det vi husker, kan vi kalle erindringene, og de har har lang levetid. Hvil­ ken forbindelse er det mellom den kortvarige nevrokjemiske foran­ dringen og den stabile, varige nevrokjemiske forandringen? Noen mener at de synaptiske forandringene holdes ved like gjennom en geninduksjonsprosess, som gjør at det over lange pe­ rioder, kanskje kontinuerlig, dannes bestemte proteiner. Prøverørsforsøk har vist at stoffer som nevrotransmittere kan dannes gene­ tisk, men det er ennå ikke gjort forsøk som viser hvilken påvirkning slike mekanismer har i innlæringssituasjoner. En av oppgavene i de neste 300 årene vil være å slå fast i hvor vidt de innlæringsmekanismene man har funnet hos laverestående dyr som sjøharen, også forekommer hos pattedyr. Dette vil bli lette­ re når vi har fått utviklet detaljerte strømskjema over pattedyrhjernen, og dersom man utvikler nye metoder hvor man overvåker aktiviteten i kretsløpene under innlæring og lagring. Det finnes allerede store mengder forskningsresultater som tyder på at det er mulig å overvåke den enkle, klassisk betingete blunkerefleksen hos kaniner. Det kan gjøres ved å kople elektroder inn i nøkkelstrukturene i hjernens motoriske system, for eksempel i lillehjernen. Vi må altså utvikle helt andre og mer følsomme tek­ nikker en de vi har tilgang på i dag før vi kan overvåke menneske­ nes hjerneaktiviteter utenfra. Av flere grunner er det imidlertid vanskelig i dagens situasjon å antyde hvilke løsninger det her kan dreie seg om. En av årsakene er at pattedyrenes innlæring og hu­ kommelse kan vise seg å omfatte forandringsprosesser som skjer i ulike deler av hjernen på samme tid, og som kanskje foregår parallelt med helt andre aktiviter. Mye tyder på at dette er tilfelle selv for kaninens blunkerefleks. Et annet problem er at innlæringsformene som undersøkes hos laverestående dyr, kan være primitive manifestasjoner av menne­ skelig kapasitet. Men siden mennesket er så høyt utviklet, gir inn­ læringen en mer kompleks atferd. Prosessuell innlæring hos men­ nesker er et tilsynelatende automatisk fenomen, og kan gjerne være et resultat av betingete mekanismer som er enklest å forstå ut fra et reduksjonistisk perspektiv, bygd på dyrestudier. Langt mindre klart er det hvilken betydning disse biokjemiske mekanismene kan ha for de mer komplekse aspektene ved menneskets hukommelse. Det er disse aspektene som studeres innen kognitiv psykologi.

73

◄ Sjøharen, Aplysia, utskiller et giftig fargestoff. Denne enkle havorganismen er grunnlaget for en rekke under­ søkelser om forskjellige former for innlæring. Forsøkene har vært ledet av Erik Kandel og hans medarbei­ dere ved Columbia University i staten New York.

•< Seks PET-skanninger (PET = positron-emisjon-tomografi) av snitt gjennom hjernen på en pasient med Alzheimers sykdom. Denne sykdommen kjennetegnes blant annet ved bade svekket hukommelse og nevrokjemiske forandringer. Ved hjelp av et stoff som er merket med en kortlivet radioaktiv isotop, kan man se aktiviteten i de forskjellige områdene i hjernen. Hos Alzheimer-pasienter hemmes aktiviteten i takt med degenereringen av hjernen. En full­ stendig forklaring på sykdommen, sammen med muligheten for å bremse eller stanse forandringene, vil en dag gis oss en effektiv behandling av Alzheimers sykdom.

74 Et større kjennskap til begrepet vilje vil tvinge oss til å besvare en rekke spørsmål om hvordan denne kunnskapen skal anvendes

▼ Overalt tilbringer barna tusenvis av timer pa skole­ benken for a lære det de voksne mener de bør lære, slik som disse barna i Szechwan i Kina. Kanskje vi burde utvikle psykologiske teknikker som gjør læringen lettere og mer behagelig, eventuelt ved hjelp av medika­ menter som styrker hukom­ melsen. Pa en annen side desto mer vi øker evnen til innlæring, desto viktigere blir de politiske og etiske spørs­ målene om hva vi skal undervise i.

Hukommelsens positive og negative aspekter Om 300 år vil vi selvsagt vite mye mer om psykolo­ gien bak sansehukommelsen. Da kjenner vi sam­ menhengen mellom «slavesystemene» og arbeidshukommelsen, mellom systemene som oppfatter og danner tale, og mellom visuell oppfatting og manipu­ lasjon i rommet. Begrepet «Central Executive» vil kanskje være foreldet. Det kan vise seg at de ulike slavesystemene selv er i stand til å vek sel virke, og på den måten kan de lage sine egne kontroll­ mekanismer. Innen den tid burde forståelsen av slike mekanismer ha gitt oss et par mulige modeller for bevisstheten og for viljen. Forståelse av begrepet «vilje» kan utnyttes til å hjelpe folk som er avhengige av tobakk, alkohol eller andre rusmidler, slik at de slutte å være avhengige. All denne kunnskapen reiser etiske spørsmål når det gjelder hvordan slik viten skal utnyttes. Bent praktisk vil man også nyte store fordeler ved en biokjemisk forståelse av hukommelsesprosessene. Dette gjelder for eksempel i behandlingen av hukommelsestap og demens av typen Alzheimers sykdom, som begge skyldes tap av nerveceller og nevrotransmittere. Noen få undersøkelser har vist at behandling med legemidler som gjenoppretter eller stimulerer substansene i nevrotransmitterne, kan gi positive resultater. Hos pasienter som har fått ødelagt viktige nerveceller, kan det selvsagt være vanskeligere å rette opp igjen hukommelsesfunksjonen som skyldes skader på det grunn­

leggende nettverket av celler. Forskningsresultater viser imidlertid at det er mulig å transplantere nerve­ celler til hjernen, og på den måten kanskje rette opp igjen det funksjonelle kretsløpet. Dette burde gi nytt håp for disse pasientene. Medikamenter som kan brukes i behandlingen av skadd hukommelse, kan i prinsippet også brukes for å styrke en normal hukommelse. En slik bruk, for eksempel med tanke på å bedre hukommelsen og innlæringen i forbindelse med utdanning, vil skape store etiske problemer. Det ville være meget uklokt av oss å basere nye strategier for utdanning ene og alene på slike kunstige hjelpemidler. De bør bare utgjøre én av mange elementer i en gjennomtenkt og utvidet bruk av forskning innen utdannelse. Hva slags kunnskaper trenger vi for å skape en egen utdannelsesvitenskap? Først og fremst må vi ha klarhet i hva vi egentlig er på jakt etter. Er det videreformidling av fakta, ferdigheter basert på persepsjon og motorikk, problemløsende strategier, eller holdninger til omverdenen? I dag har vi et ut­ dannelsessystem som blander disse målsetningene, mens barn i den tredje verden ikke får undervisning i det hele tatt. I den rike delen av verden går barn og unge på skole for å skaffe seg kunnskap som ofte oppfattes lite relevant i forhold til behovene de får i voksen alder. Kanskje de neste 30 årene vil gi oss svar på hva undervisningen bør omfatte, og kanskje vi vet nok om hukommelse og innlæring til at undervisningen blir effektiv og meningsfull?

Språk Har dyrene språk?... Aper som bruker menneskelig tegnspråk... Hva kjennetegner menneskets språk... Hjernens sidedeling... Et eksempel på manglende språkutvikling... Språkfunksjonens lokalisering i hjernen... Ordblindhet, lesevansker og skrivevansker... Psykolingvistikk... Bruk av datamaskiner i forskningen

z

.

... .

.

.....

........

. .

. --..d-

Ved hjelp av språket kan vi snakke om nærmest alt, alltid og over­ alt. Til dette bruker vi et forholdsvis lite antall grammatiske regler for å kombinere et visst antall ord til det som egentlig er uendelig mange setninger. Ved hjelp av disse ordene og setningene som utgjør språket vårt, kan vi utrykke alle tankene og de fleste følelse­ ne både muntlig og skriftlig. Å snakke med dyrene Andre dyr har sine kommunikasjonssystemer, men ingen har et så godt utviklet system som vi mennesker. Bier kan formidle infor­ masjon om en pollenkilde til de andre medlemmene av kuben ved å «danse» på en spesiell måte. Maur kommuniserer ved hjelp av luktesansen. De utsondrer kjemiske luktestoffer som kalles feromoner. Aper og andre primater bruker forskjellige kallelyder når de skal kommunisere med hverandre. Delfiner har også et system som er basert på ulike lyder. Likevel er det to grunner til at alle disse systemene er underlegne menneskenes språk. For det første er alle disse kommunikasjonsformene begrenset til «her og nå», mens mennesker kan snakke om det som har hendt for lenge siden eller hva som skal skje på helt andre steder. Og for det andre har vi mennesker et langt mer kreativt kommunikasjonssystem enn dyre­ ne har. Språkforskeren Noam Chomsky hevder at det er noe fundamen­ talt spesielt ved menneskets språk. Alle mennesker er født med språket - det er artsspesifikt. Det er en evne som bare mennesket har, og en viktig egenskap som skiller oss fra alle andre dyr. Aper lærer tegnspråk Apenes munn, lepper og tunge er ikke i stand til å lage de lydene som skal til for å uttale ord, men de er flinke til å bruke hendene. I nesten alle forsøk på å lære sjimpansen å snakke - og dermed teste Chomskys idé om at språk er noe unikt for mennesket - har man brukt et tegnspråk som kalles AMESLAN (forkortelse for AMErican Sign LANguage - «amerikansk tegnspråk»). Det mest kjente av disse forsøkene var med sjimpansen Washoe. Da Washoe var fem år hadde hun lært 132 tegn, og hun klarte til og med å kombinere disse tegnene til setninger. En dag så hun en and, men kjente ikke ordet for and. Og siden hun ikke hadde lært «ordet» for and, kombinerte hun ordene «vann» og «fugl» til ordet «vannfugl». Ikke alle forsøk ga så gode resultater, og nå er man opptatt av å finne ut om aper som har lært tegnspråk, spontant vil lære dette videre til sitt avkom. Om dette viser seg å stemme, vil det utvikles apesamfunn hvor apene kommuniserer seg imellom og med mennesker ved hjelp av tegnspråk. Dette vil kunne gi oss mye informasjon om hvordan aper tenker.

▼ For a finne ut om spraket er spesifikt for mennesket, under­ viser psykologen Roger Fouts sjimpansen Lucy i tegnspråk. Tegnspråk, eller døvespråk, er de døves kommunikasjonsmid­ del, og det er like effektiv som det talte språket. Til nå har for­ søkene med aper gitt lovende resultater, selv om de ikke er tilstrekkelige til at vi kan trekke avgjørende konklusjoner.

▲ For a fortelle de andre biene i kuben hvor pollenkilden er, danser arbeiderne pa en spesiell måte på den loddrette flaten på bikaken. Den spesielle dansen kommu­ niserer bare denne type infor­ masjon, og er derfor rent re­ produktiv og ikke ekte kreativ. Likevel er den utviklet på en måte som tjener formålet på en svært effektiv måte.

76 «Ville barn» som er funnet og rehabilitert i tenårene, har aldri lært å beherske språket fullt ut

▼ F. Truffauts film «UEnfant sauvage» er basert pa en sann historie om en vill gutt. Det vi kaller ville barn i denne sammenheng, er barn som er satt ut i skogen mens de var små, og som er blitt funnet igjen i tenårene. Barn med en slik bakgrunn har ikke klart fullt ut a lære språket, på tross av ulike undervisnings­ måler. Vi vet jo heller ikke om barnet var normalt eller ikke da det ble forlatt. Kanskje ble barnet sviktet av foreldrene fordi det var autistisk. Dette er en tilstand hvor det under alle omstendigheter er vanskelig å gi barnet et sprak. Den lille piken «Genie» er det eneste tilfellet som gir oss litt innsikt.

Språksentrenes plassering i hjernen Hjernen er delt i to deler som utenfra virker mer eller mindre iden­ tiske. Språket behandles bare i den ene delen av hjernen. For 97 prosent av de høyrehendte og 60 prosent av de venstrehendte skjer dette i venstre halvdel, som hos de fleste er den dominerende av de to hjernehalvdelene. Venstre og høyre del av hjernebarken utfø­ rer forskjellige funksjoner. Av den grunn sier man at hjernen er laterialisert (sidedelt). Hos de som er dominerte av venstre hjerne­ halvdel, er det stort sett venstre halvdel av hjernen som tar seg av analytisk bearbeiding av tidsforhold. Den høyre behandler i større grad informasjon om rom. Men den viktigste forskjellen er at språkfunksjonen ligger i den venstre hjernehalvdelen. Prosesser knyttet til språket skjer i bestemte deler av hjernen. Dette betyr svært mye for voksne mennesker. Dersom områdene i venstre hjernehalvdel skades, enten som følge av at man rammes av slag eller på grunn av direkte vold, vil dette påvirke språkevnen hos vedkommende. Tap eller forstyrrelser av taleevne kalles afasi, mens forstyrrelser når det gjelder den skriftlige språkevnen kalles dysleksi (lesevansker) eller dysgrafi (skrivevansker). Språklige for­ styrrelser er verst like etter at ulykken har skjedd, og evnene kan trenes opp igjen når språkprosessen tar seg inn igjen. Man vet ikke nøyaktig hvordan dette skjer. Det kan bety at språkprosessene organiseres på nytt. Det kan også skyldes at de skadde nervecellene blir bra igjen, selv om vi vet at nerveceller generelt sett verken repareres eller erstattes med nye. I nær framtid vil vi kanskje finne metoder som får nerveceller hos voksne til å vokse igjen. Dette kan være mulig dersom kjemiske eller andre prosesser i fosterutvik­ lingen kan utnyttes i fullt voksne hjerner. En annen mulighet er sjansene for å operere inn nye nerveceller fra andre deler av hjer­ nen, eventuelt fra en annen hjerne. I løpet av de nærmeste årene vil vi oppleve store framskritt innen nevrokirurgi, og man har alle­ rede gjort forsøk med å operere inn cellevev som et ledd i behand­ lingen av Parkinsons sykdom. En av konsekvensene av at den voksne hjernen har begrenset evne til å komme seg, er at alle hjerneskader av en viss størrelse fører til permanent forstyrrelse av språkfunksjonen. Dette er imid­ lertid ikke tilfelle hos barn. Barns hjerner kommer seg mye fortere etter sykdom og skade enn voksne hjerner. Dersom den venstre hjernehalvdelen i et barns hjerne blir skadd, kan den høyre halvde­ len ta over funksjonene. Man har sett tilfeller hos små barn hvor hele den venstre hjernebarken er operert bort, med det resultat at høyre halvdel har tatt over alle funksjonene og barna har fått en normal språkutvikling. En tilsvarende operasjon hos voksne mennesker ville medføre fullstendig tap av språklige evner. Jo eldre barnet blir, desto vanskeligere blir det for en hjernehalv­ del å ta over alle funksjoner. Fullstendig gjenoppbygging er bare mulig så lenge barnet er under fire år, men like opp til pubertetsal­ deren er det mulig å oppnå en delvis overtaking av funksjoner. På bakgrunn av dette har den amerikanske biologen Erik Lenneberg kommet fram til at språkutviklingen har en kritisk fase. Hypo­ tesen om en slik «kritisk periode» sier at barn må gis informasjoner om språket før den permanente lateraliseringen av hjernen er et faktum. For å oppnå en normal utvikling av språket, må barnas språklige stimulering komme før de fyller fire år. Undersøkelser av normale barn med døve foreldre har vist at det ikke er nok bare å lytte. Samtalen må skje mellom flere personer. Barn som mottar den språklige stimuleringen etter fireårsalderen, kan ikke få et fullt utviklet språk. De oppnår bare en delvis innlæring, hvor spesielt evnen til å sette sammen setninger er redusert. Det er trolig en følge av at venstre hjernehalvdel ikke kan utvikle seg normalt.

► De viktigste «språksentrene» i hjernebarken er Brocas og Wernickes områder. Når vi gjentar et ord vi nettopp har hørt, går nerveimpulsene fra hørselsenteret til Wernickes senter og gjennom nervebanen fasciculus arcuatus til Brocas senter, hvor det fortsetter til den delen av den motoriske hjernebarken som kontrollerer muskulaturen i lepper, tunge og svelg. Når vi leser, overføres synsintrykkene gjennom øyet, som sender nerveimpulser gjennom synsnerven til synssentret, og via gyrus angulus til Wernickes senter. Derfra fortsetter de gjennom de samme banene som hørselsimpulsene.

SPRAK

Repetisjon av et hørt ord Motorisk hjernebark

Høresenter -----------------------------

Wernickes senter

Repetisjon av et skrevet ord Motorisk hjernebark

Wernickes senter

Hjernesentret --------- gyrus angulus

77

Tilfellet «Genie» Vi kjenner bare ett tilfelle hvor vi med sikkerhet kan si at et barn var normalt før det gikk inn i en lengre periode med manglende språklig stimulering. Dette er en jente som ble kalt «Genie». Genies far holdt henne innestengt i et rom mesteparten av tiden. Hun fikk ikke snakke med noen. Da hun ble reddet, var hun 13 år og ni måneder gammel, og kunne ikke snakke i det hele tatt. Hun var et asosialt, primitivt menneske med forstyrrete følelser, uvitende og uten noen form for språk. Den første tiden etter at hun ble funnet, var det politiet som sørget for henne. Men fjerde november 1970 ble hun overført til et barnesykehus i Los Angeles fordi hun skulle undersøkes for diagnosen «alvorlig feilernæring». Den 13. august 1971 ble hun flyttet til en pleiefamilie, og her har hun fortsatt å bo. Den tragiske og merkelige historien til Genie forteller om en jente som gjennom hele livet hadde lidd under elendige fysiske, sosiale og ernæringsmessige forhold, og som manglet alle former for opplevelser. Fra hun var 20 måneder til hun ble funnet, hadde hun vært isolert i et lite rom. Hun var bundet til en pottestol, hvor hun satt det meste av dagen, og til og med om natten. Etter langvarig behandling lærte Genie å snakke. Men det er stor forskjell på Genies språk og språket til hennes jevn­ aldrende som har hatt en normal oppvekst. Hun har spesielt vanskelig for å lære grammatiske regler, og selv om hun har et større ordforråd enn barn med tilsvarende syntaktiske evner, bruker hun aldri spørreord eller påpekende pronomen. Hennes evne til å uttrykke forhold til rom og tid er altså begrenset. Svært mye tyder på at Genie i stor grad er avhengig av sin høyre hjernehalvdel når hun skal sette sammen setninger. ◄ De som lider av svekkete språklige evner, har i dag en rekke tekniske hjelpemidler til rådighet. Logopeder kan hjelpe barn med vanskelig­ heter gjennom visuelle øvelser. Forskjellige variasjo­ ner av fargete former som vises på en dataskjerm, hjelper barnet til å lære mønstrene i språket. Lignende teknikker kan brukes for å lære barn med lesevansker (dysleksi) å lese. Det er til og med mulig å forbedre taleevnene hos hjerneskadde afasipasienter ved å oppmuntre dem til å synge. Det er mye som tyder på at sang er en aktivitet som styres både av høyre og venstre hjernehalvdel.

Bedre PTE- og gammaskanninger må til når vi skal studere bearbeidingen av ord og setninger i hjernen

▼ Unormal elektrisk aktivitet i hjernens venstre pannelapp hos en gutt med utviklings­ messig dysleksi, leseforstyrrelser. Bildet er dannet ved BEAM-teknikk (Brain Electrical Activity Mapping), som går ut pa a male forskjellen i elektrisk aktivitet mellom normale og unormale hjerner.

Leseforstyrrelser Hjerneskader kan gi forstyrrelser i lese- og skrivefunksjonen - dysleksi og dysgrafi. Hittil har man forsket mest på dysleksi, hvor man skiller mellom to typer forstyrrelser. Når forstyrrelsen åpenbart kommer av en hjerneskade, kalles den ervervet dysleksi. Når dette ikke er tilfelle, kalles det utvik­ lingsmessig dysleksi (ordblindhet). Den siste formen oppdages gjerne i barndommen, når et barn med ellers tilsynelatende normale evner har problemer med lesing, skriving og staving. Det forskes en del på dette området, men så langt har forskerne ikke kommet fram til en teori som sier noe bestemt om årsakene til disse forstyrrelsene. Det hevdes imidlertid at dysleksi kan skyldes en generelt dårligere funksjon i venstre hjernehalvdel. Om ikke altfor lenge er vi trolig i stand til å stille bedre diagnoser på dysleksi. Og når det går enda noen år, vil vi muligens også være i stand til å behandle sykdommen. Når det gjelder ervervet dysleksi, er det snakk om tre hovedtyper. De karakteriseres ved den feilfunksjonen en person har når han blir bedt om å lese et ord eller en tekst høyt. Personer med overfladisk dysleksi er i stand å lese både ord og ikke-ord (ord som ikke betyr noe)

med en enkel bokstav-til-ord-sammenheng (ordet uttales slik det er skrevet), mens de har større vanskeligheter når et ord ikke uttales slik det skrives, det vil si at man har uregelmessige bokstavtil-ord-forbindelser. Når de skal lese disse ordene høyt, blir uttalen gjerne overregulert. Folk som har fonologisk dysleksi kan lese alle ord, men har problemer med ikke-ord. Som en forklaring på de ulike mønstrene ved disse symptomene, har man lagd en lesemodell hvor det går fram at det finnes to veier fra det trykte ordet til innholdet av ordet. Denne modellen kalles toveismodellen for lesing. En alvorlig form for dysleksi arter seg slik at man istedenfor ordet i teksten, leser og oppfatter et ord som betyr nesten det samme, men som uttales helt forskjellig. Personene kan for eksempel si «bilde» når han leser ordet «kunstner». Personer med slike for­ styrrelser vil også ha vansker med å lese ikke-ord. Denne formen for dysleksi kommer vanligvis av skader i venstre hjernehalvdel, og forårsaker ofte såkalt Brocas afasi. En forklaring går ut på at de semantiske feilene (paraleksi, forveksling av ord) hos disse personene kan skyldes at høyre hjerne­ halvdel deltar i lesefunksjonen.

SPRÅK

▲ Ved positron-emisjonstomografi (PET-skanning) sprøytes radioaktiv glukose inn i blodet til hjernen. Kon­ sentrasjonen er høyest i de omradene der aktiviteten er størst. PET-skanneren kartlegger fordelingen av glukosen. Rødfargen i de to bildene viser hvilke omrader som er aktive i normal hvilesituasjon (øverst), og nar vi lytter til musikk (nederst). Den høyre halvdelen er mest aktiv nar vi lytter til musikk, mens den venstre er mest aktiv ved språklige funksjoner.

Lokalisering av språkfunksjoner hos voksne Menneskets bearbeiding av språk kan lokaliseres til visse områder i venstre hjernehalvdel. Det meste vi vet om områdene, kommer fra undersøkelser man har gjort av hjerneskaddes tale. Man må derfor ta visse forbehold i tolkningen av materialet, ettersom vi ikke vet sikkert om språkfunksjonen i en uskadd hjerne er den samme som i en skadd. Mye tyder nemlig på at det selv hos voksne skjer en viss restituering av et språksystem som er skadd. Den franske nevrologen Paul Broca (1824-1880) oppdaget at ska­ der i et bestemt område av den venstre hjernehalvdelen som kalles den venstre pannelappen, forårsaket en spesiell form for talevan­ sker. Skader i Brocas senter fører til det man kaller Brocas afasi. Denne typen afasi kalles også «ikke-flytende afasi», og kjenneteg­ nes ved at man snakker langsomt og anstrengt. Ordene støtes fram. De som lider av denne typen afasi, har svært forenklet setningskonstruksjon når de snakker. I noen tilfeller mangler setningsstrukturen helt. Pasienter med Brocas afasi har vanskelig for å uttale ord, mens deres evne til å oppfatte tale ikke er svekket. Studier som den tyske nevrologen Carl Wernicke (1848-1905) gjennomførte, viste at skader i et område av hjernebarken like bak Brocas senter, resulterte i en annen form for språkforstyrrelse. Dette området kalles nå for Wernickes senter, og språkforstyrrelsen Wer­ nickes afasi. Det er en språkforstyrrelse som kjennetegnes ved at man har rask og flytende tale, setningsbygningen er normal, men det man sier er ofte meningsløst og preget av at man bruker feil ord (parafasier). Et annet navn på Wernickes afasi er «flytende afa­ si». Disse pasientene har ofte vanskelig for å finne de riktige ordene for ulike gjenstander og begreper (anomi). De kompenserer dette ved å bruke sjargong og finne på nye ord for å skjule problemene sine. Pasientene har en forstyrret språkforståelse, og informasjons­ verdien i det de sier er svært redusert. På bakgrunn av disse kjensgjerningene utviklet den amerikanske nevropsykologen Norman Geschwind (1926-1984) en modell over sammenhengen mellom hjernen og dannelsen av språket. Det grunnleggende prinsippet er at språkdannelsen primært beveger seg fra bakerste del av hjernen og framover. En slik modell gir litt av svaret på hvorfor effektene varierer, alt etter i hvilke deler av hjernen skaden oppstår. Ved skader bare i Wernickes senter, vil pasienten få svekket språkforståelse og evne til si noe menings­ fylt, men så lenge Brocas senter er intakt, vil de snakke flytende. Pasienter med skader i Brocas senter vil ha derimot vanskelig for å uttale ordene. Talen kommer støtvis, og vedkommende snakker ikke flytende. Skader på nervebanen fasciculus arcuatus, som for­ binder de to språksentrene, vil ikke påvirke verken språkforståelsen eller uttalen, men folk som lider av dette, har i mange tilfeller problemer med å gjenta setninger. Endelig forutsier modellen at det skadde språksystemet kan finne en alternativ vei mellom de intakte områdene. Dette skulle bety at afasipasienter kan gjenvinne noen av de forstyrrete funksjonene. Men siden denne modellen i så sterk grad er avhengig av at spesi­ fikke funksjoner er lokalisert innenfor relativt små områder, er den blitt sterkt kritisert. Når disse områdene utsettes for elektriske sti­ muli, har dette ofte ingen påvirkning pa talen, eller i det minste ikke slik denne modellen forutsetter. Dessuten er det ingen forskjell mellom pasienter som har vanskelig for å forstå, men ikke å prate, og de som har det omvendt. Broca-afatikere har for eksempel ikke fullstendig forståelse av komplekse setninger. Et siste ankepunkt er at modellen ikke tar hensyn til hvilken betydning hjerneområdene under hjernebarken kan ha. Men til tross for at Geschwindmodellen langt fra er perfekt, har den betydd mye.

79

▲ Skanninger fra Gammakameraet sammenligner gjennomstrømmingen av blod i en hjerne som hviler (øverst) og en som leser høyt (nederst). Ved høytlesing bruker hjernen mer oksygen, her vist som lysere farger. Når vi leser høyt, bruker hjernen mer oksygen (framkommer som lysere farge), særlig i venstre pannelapp og i hjernestammen (helt nede til venstre).

80 / våre dager kan datamaskiner utføre språklige eksperimenter og analysere resultatene man får

▼ Den amerikanske språkforskeren Noam Chomsky har hatt stor betydning for psykolingvistisk forskning og forskning pa kunstig intelli­ gens. Han har lansert påstanden om at viktige deler av språket er artsspesifikt for mennesket. Han har dessuten utarbeidet en teori, den såkalte transformasjonsgrammatikken, som la grunnen for psykolingvistikken. Den handler om hvordan vi tilegner oss og bruker språket på for­ skjellige måter.

Psykologisk forskning Psykolingvistikk kalles den delen av psykologien som tar for seg hvordan mennesker danner, forstår og husker språk. Psykolingvi­ stikken oppsto i begynnelsen av 1960-årene. I utgangspunktet var den basert på Noam Chomskys viktige arbeid om transformasjonsgrammatikk. En transformasjon er det samme som å ta en enkel grammatisk setning og gjør den om til en mer komplisert setning. For eksempel kan den aktive setningen «katten jaget hunden» skri­ ves om til en mer komplisert passiv setning: «Hunden ble jaget av katten». 1 dette tilfellet ble setningen skrevet om til passiv. Den­ ne enkle setningen kan også skrives om til spørsmålet «Jaget katten hunden?». Vi kan lage et litt mer komplisert spørsmål av den passi­ ve setningen: «Ble hunden jaget av katten?». Den amerikanske psykolingvisten George Miller mente at jo flere transformasjoner en setning hadde i seg, desto verre var det for mennesket å både å formulere og forstå. Tidlige eksperimenter viste også at jo flere transformasjoner det var i en setning, desto lengre tid brukte forsøkspersonene på å skrive setningen i enklest mulig form. Man ble imidlertid fort klar over at det verken var syntaksen eller tallet på transformasjoner som spilte størst rolle i denne sam­ menhengen. Det er også klart at det er lettere å få slike resultater så lenge man bruker setninger av typen «Hunden ble jaget av kat­ ten», hvor setningen gir mening selv om vi lar substantivene bvtte plass med hverandre «Katten ble jaget av hunden». Dette er ikke tilfelle med setningen «Blomstene ble vannet av piken», som blir meningsløs når substantivene bytter plass. I dette tilfellet tar det like lang tid for oss å forstå den aktive og den passive versjonen. Grunnen til dette er at forsøkspersonene med en gang finner ut hvem som gjør hva, bare ved å se på setningen og følge sin egen sunne fornuft. I dette tilfellet er det trolig bortkastet å bruke syntak­ tisk analyse på setningen. Senere har psykolingvistiske eksperimenter tatt for seg veksel­ virkningene mellom de ulike informasjonstypene: Syntaktiske, se­ mantiske og pragmatiske. Alle informasjonstypene har en funksjon i gjenkjennelse av skrevne og talte ord, og i forståelsen og dannel­ sen av setninger. Psykolingvistene har for eksempel nettopp under­ søkt hvordan vi leser ord. En svært populær form for eksperiment er det som kalles den «leksikale bestemmelsesoppgaven». I et kort glimt på en skjerm vises enten et ord som SYKEHUS, eller et ikkeord som SYKEHES. Forsøkspersonene har to knapper de kan trykke på; den ene forteller at de mener de så et ord, mens den andre forteller at de mener de så et ikke-ord. Man måler hvor lang tid forsøkspersonen trenger for å gjøre det korrekt. I benevnelsesforsøk måler man hvor lang tid personen bruker på å uttale ordet, eller ikke-ordet. Gjennom slike eksperimenter har vi fått vite mye om hvordan vårt mentale leksikon eller den mentale ordboken vår fungerer. En vesentlig oppdagelse er at et ord lettere blir gjenkjent når det står sammen med et annet ord som betyr nesten det samme. For å illustrere hva denne semantiske påvirkningen går ut på, kan vi nevne at det er mye lettere for oss å gjenkjenne ordet SYKEHUS når det står like etter ordet LEGE, som er beslektet i innhold, enn når det står etter for eksempel ordet SMØR. Innføringen av datamaskinen har hatt gunstig virkning på denne eksperimentelle forskningen. Det er blitt mye lettere å analysere omfattende undersøkelser. Og datamaskinen kan kjøre mange flere eksperimenter. Den tar seg av presentasjonen av materialet for for­ søkspersonene, nøyaktig tidtaking og registrering av svarene fra forsøkspersonene. Denne tendensen vil helt sikkert fortsette etter hvert som datateknologi sprer seg til andre omrader.

► I begynnelsen av 70-årene lagde Terry Winograd data­ programmet SHRDLU. Mye tydet pa at datamaskiner snart ville bli i stand til a forstå og danne sprak pa linje med menneskene. SHRDLU «snakket» om en enkel fantasiverden kalt BLOCKSWORLD. Programmets evne til a huske hvordan fargete gjenstander var plassert, og reagere pa kommandoer om å flytte gjenstandene, og til å svare pa spørsmål om hvor de var plassert, illustreres på følgende mate: (1) MENNESKE: Vil du vennligst stable begge de grønne klossene og enten en bla terning eller pyramide oppå hverandre? SHRDLU: OK. (2) MENNESKE: Sett en liten terning pa den bla klossen hvor pyramiden star. SHRDLU: OK. ... MENNESKE: Sett den minste pyramiden øverst. SHRDLU: OK. (3) MENNESKE: Hvor mange gjenstander finnes pa toppen av de små klossene? SHRDLU: Jeg forstår ikke hva du mener med «på toppen av»... Dessverre viste de språklige vanskelighetene seg a være større enn forskerne først hadde antatt. Dette skyldes i stor grad den enorme mengden med bakgrunnsstoff vi mennesker bruker med selvfølge, men som ikke lar seg programmere inn i en datamaskin.

SPRAK

Datamaskiner og språk Et av de første målene for kunstig intelligens tidlig på 1960-tallet, var å utvikle maskiner som kunne oversette en hel tekst fra et språk til et annet. Det gikk imidlertid ikke lenge før man innså at dette var et urealistisk mål - på det tidspunktet! Dette er et eksempel på det såkalte rammeproblemet man står overfor når det gjelder kunstig intelligens. I all men­ neskelig tankevirksomhet bruker menneskene av sine enorme bakgrunnskunnskaper og sin kontekst (sammenheng). Denne sammenhengen kan ofte være implisitt, det vi si at det ikke går tydelig fram at vi benytter oss av slike kontekster. Det har vist seg å være svært vanskelig å lage datamaskiner som er i stand til å behandle denne typen informa­ sjon, men man gjorde likevel framskritt. Amerikane­ ren Terry Winograd lagde blant annet et datapro­ gram som han kalte SHRDLU, og som forsto instruk­ sjoner om å flytte forskjellige firkanter, kuber og figurer i ulike farger rundt på en «bordplate» han hadde kalt BLOCKSWORLD. Først på 70-tallet ble SHRDLU sett på som et stort framskritt, men dagens forskere er likevel stort sett enige om at programmet har for store begrens­

ningen For det første er det for avhengig av rammene i BLOCKSWORLD til at det kan overføres til noe annet område. Og for det andre var programmet bare et forsøk på å forstå språk innenfor et lite område, og ikke en modell for hvordan menneskets hjerne arbeider med språket. Dette viser seg å være langt mer komplisert. Vi har nå to måter å nærme oss dette på. Noen forskere er opptatt av at vi må utvikle et data­ program som kan forstå og skape språk, og som kan brukes til spesielle oppgaver, for eksempel til oversetting. Andre forskere bruker datateknikker og teknikker fra kunstig intelligens i arbeidet med ling­ vistikk og psykolingvistikk. Dette området kalles datalingvistikk, og har vært spesielt godt egnet til å gi oss en forståelse av hvordan vi analyserer språket ut fra ordstilling og setningsoppbygning. I takt med den tekniske utviklingen vil vi i løpet av få år ha datamaskiner med langt bedre evner til å behandle menneskets naturlige språk. Avanserte tekstbehandlingssystemer, systemer for oversetting og «halvautomatiske» kontorer, hvor datamaskinen kan handle etter muntlige instrukser, ligger nok heller ikke så langt fram i tiden.

81

82 Om noen tiår har man datamaskiner og roboter som kan lese, skrive, snakke og oppfatte menneskelig tale

Xitput

Robert L. Mercer IBM Research Center 28,008 Uord Recognizer

I an denonstrating an experinental ► I det siste har det skjedd framskritt nar det gjelder data­ maskinenes evne til a gjenkjenne sprak. Denne data­ maskinen gjenkjenner ord som blir sagt av mennesker og skriver dem ut pa en skjerm eller en skriver. Dette IBMsystemet har en kapasitet pa 20 000 ord. Ogsa innen maskinell oversetting har det skjedd en utvikling, men pa begge disse omradene har man de samme problemene, nemlig at maskinene ikke er utstyrt med menneskenes bakgrunnskunnskap. Hvordan skal en datamaskin for eksempel kunne skille mellom ord som «har» og «hard»?

IBM speech recognition systen.

Earlier

versions of the systen had a vocabulary J ot 5888 vorde and reguired a roon full

of conputers.

This version has a

uocabulary of 28888 vorde and

Konneksjonisme Et nytt begrep i den psykologiske teorien er «kon­ neksjonisme». Den grunnleggende tanken i konneksjonismen er at kompliserte oppgaver som å gjen­ kjenne ord, kan gjennomføres ved å la et større antall svært enkle prosesser virke på samme tid. Slike modeller er populære fordi alt arbeidet i disse syste­ mene skjer i et nettverk av noder og forbindelsen mellom dem. Noder er enkle enheter, eller punkter. Psykologene mener nå at slike modeller har bedre utgangspunkt for å simulere menneskelig tenkning. De minner mer om nerveceller og nettverket som forbinder nerveceller, enn om datamaskiner. Det finnes ikke entydige regler i slike systemer. Alt arbeidet blir utført ved at energien spres ut i nettverket til man har oppnådd et stabilt system. «Ermdringer» lagres ikke på et bestemt sted, men gjemmes i nettverkets allmenne aktivitetsmønster. Dette er grunnen til at denne tilnærmingsmåten ofte kalles PDP («parallel distributed processmg» = parallelt fordelt bearbeiding). Så langt har man hatt størst suksess med metoden innenfor språk og visuell gjenkjenning av ord, mens den ikke har vært prøvd på prosesser på høyere nivå, som for eksempel problemløsning. Det er foreløpig for tidlig å si noe om hvor stor betydning konneksjonismen vil få, men det er mulig at vi vil oppleve en viten­ skapelig revolusjon innenfor kognitiv psykologi og psykolingvistikk. Dersom vi skal legge vekt på PDP betyr det imidlertid at dagens serielle datamaskiner har for liten kapasitet for konneksjonsmodeller av en viss størrelse. De behandler en ting om gangen, selv om de veksler raskt mellom en håndfull oppgaver. Altså må det satses på utvikling av større parallelle data­ systemer eller nevrale nettverk.

Framtidsperspektiver Mennesket er antakelig det eneste jordiske dyret som har evnen til å sette sammen ord på uendelig mange måter og forme grammatiske setninger. Nevropsykologi og psykolingvistikk har vist hvordan visse områder i hjernebarken rommer spesielle deler av det språklige systemet. De neste tiårene vil den teknologiske utviklingen gjøre det mulig å studere de forskjellige områdene i en levende hjerne i detalj. Om 300 år er vi selvsagt kommet enda lenger. Da er vi for eksempel kanskje i stand til å dyrke nerveceller utenfor hjernen. Slike nerveceller kunne så overføres til hjernen som erstatning for ødelagt hjernevev, eller som en forbedring av det friske hjernevevet på en eller annen måte. Vi har kanskje også lært å lage kunstige nerveceller. Forskning som kan føre oss i retning av dette er allerede på trappene, med utviklingen av en biochip - biologisk mikroprosessor, eller biologisk brikke. Den har mye til felles med silisiumbrikkene i dagens datamaski­ ner. Men biobrikken vil bestå av organisk materiale. Enda mer banebrytende er tankene om å lage reser­ vedeler til hjernen. Det enkleste vil være å lage «moduler» for mindre deler av hjernen som har helt bestemte funksjoner. Store framskritt er det også å vente når det gjelder databehandling av språk. Datamaskiner og roboter som kan lese, skrive, snakke og forstå tale vil trolig være dagligdags om 300 år. Hvor raskt dette kan bli realitet, kommer an på to ting: for det første må det utvikles datamaskiner med større kapasitet både når det gjelder arbeid og lagring: for det andre må vi komme fram til en mer avansert modell som forteller oss hvordan vi forstår og lager språk. Først da kan vi forvente maskiner og roboter som kan snakke og kommunisere som mennesker.

Tendenser i psykiatrien Nye måter å undersøke hjernen på... En eksplosjon i bruken av legemidler... Den kontroversielle psykoterapien... Atferdsterapi... Rettslige og politiske problemstillinger... Tendens mot åpen behandling

i

•