Jag ska bli doktor! Igen.

Nu ligger det till så här då va, att jag ska bli riktig doktor på fredag, när jag försvarar min avhandling. Jag hade knappt hunnit spika upp den förrän min handledare upptäckte att den faktiskt riktigt bra populärvetenskapliga sammanfattning jag hade skrivit inte hade kommit med, för jag är helt enkelt inte så värst bra på saker. Så, utifall att någon är intresserad av en crash course i neuronala implantat och gränsytor så tänkte jag bjuda på texten som aldrig gick i tryck. Den som verkligen känner sig manad är välkommen till Belfragesalen på BMC klockan nio på fredag. Jag kommer prata engelska och allt.

Enjoy!

Att mäta nervcellers aktivitet i hjärnan faller in i den kategori av sysselsättningar som i princip är enkla men i praktiken är mycket besvärliga. I princip handlar det bara om att mäta den elektriska spänningen mellan punkt A och punkt B i hjärnan. Nervcellernas sätt att kommunicera - aktionspotentialerna – har en amplitud på ungefär en tiondels volt och den sammanlagda aktiviteten av kalciumkanalerna i nervcellernas dendritutskott kan mätas i tiotals millivolt. Detta är spänningar av en storleksordning som är klart mätbara med en multimeter man kan köpa för några hundralappar på de flesta köpcenter. Den här avhandlingen handlar om en väldigt enkel och samtidigt väldigt besvärlig sak: Att bygga en voltmeter som är tillräckligt känslig för att registrera nervcellsaktivitet i en råttas hjärna, tillräckligt liten för att implanteras i den utan att hjärnan skadas och tillräckligt hållbar för att kunna göra detta under en längre tid.

I början av 1840-talet fick en universitetsstudent i Berlin, Emil du Bois-Reymond, i uppgift av sin lärare att försöka replikera ett experiment som den italienske fysiologen Carlo Matteucci utfört på grodlår ett par år tidigare. I detta hade italienaren visat att grodans muskler genererade en mätbar ström när den skadades och att de kunde användas som ett slags spänningsmätare om man kopplade en elektrod till grodans lårmuskel. Ett problem med denna ”rheoskopiska groda” var att Matteucci bara kunde mäta de allra största spänningarna i grodlåret, eftersom hans mätapparatur genererade spänningar som dränkte enskilda nerv- och muskelcellers elektriska aktivitet. du Bois-Reymond löste detta genom att ställa galvanostaten som användes för att mäta spänningarna i grodan på ett filterpapper dränkt i koksalt som han sedan också lade grodan på. Genom att jorda grodans nervvävnad mot mätapparaturen lyckades han bli de förste som mätte en aktionspotential, den korta elektriska impuls som enskilda nervceller använder för att kommunicera med varandra.

du Bois-Reymonds innovation att jorda vävnaden mot mätapparaturen tog bort den enskilt största bruskällan som fanns vid 1800-talets mitt. Idag tillkommer störningar från ett otal andra spänningskällor, vilket i praktiken är det den ovan nämnda multimetern antagligen skulle plocka upp istället för nervcellsaktivitet om man försökte sig på det föreslagna experimentet utan att skärma av det. Ska man mäta nervcellsaktivitet från ett vaket djur som springer omkring och beter sig så är filterpapper ett dåligt materialval till sin jordelektrod. I det expanderande fält som kallas Brain-Machine Interfaces (förkortad BMI:s) leder man typiskt någon form av kablage genom ett försöksdjurs hud till ett (numer oftast stort) antal implanterade mätelektroder, med något slags integrerad förstärkarapparatur i eller i nära anslutning till djuret. Idag är det i praktiken oftast utseendet på den elektrod man använder som sätter gränsen för vad man kan mäta. En stor mätpunkt med låg elektrisk impedans plockar upp elektrisk aktivitet från ett relativt stort område med ett stort antal nervceller, vilket gör att man kan mäta den sammanlagda aktiviteten hos ett stort antal neuron. En mindre elektrod med högre impedans kommer plocka upp nervcellsaktivitet från ett mindre område med högre upplösning, vilket är bra om man är intresserad av enskilda neuron. Denna sorts elektrod kommer också mäta allt annat med högre upplösning, vilket i praktiken gör hög impedans synonymt med mer brus i förhållande till signal, om man inte hittar på något betydligt bättre än du Bois-Reymonds blöta filterpapper för att skärma av experimentet. Denna avvägning mellan hög upplösning av enskilda cellers signaler och mycket brus å ena sidan och låg upplösning av många celler men mindre brus å andra sidan kan liknas med bländarinställningen på en kamera: Med en vidöppen bländare behövs inte så mycket ljus, men större delen av bilden kommer vara suddig på grund av ett litet skärpedjup. En mer sluten bländare ökar skärpedjupet, men ställer högre krav på omgivande belysning.

Elektroderna i de olika prototyper vi skapat har genomgående relativt höga impedanser. Under optimala förhållanden har detta gett oss väldigt fina registreringar av enskilda celler. Men detta är inte ett implantat som är avsett för optimala förhållanden och tidiga prototyper mätte därför oftast allt annat än nervcellsaktivitet. En stor del av arbetet på elektroderna har därför bestått av att minska impedansen för att öka chanserna att plocka upp nervcellers aktivitet i våra mätningar. För att göra detta måste man öka ytan på den kontakt elektroden har med vävnaden den mäter ifrån. Samtidigt vill vi mäta från en så liten punkt som möjligt för att kunna urskilja enskilda neuron från varandra. För att få en stor yta samlad på en liten punkt har vi belagt mätelektroderna med platina som bildar en fraktalformad beläggning. Detta sätt att samla en stor yta på en liten plats är vanlig i kroppen, där till exempel tarmar och lungor lyckas klämma in enorma ytor på liten plats. Den slutgiltiga versionen av implantatet har tretton mätelektroder med relativt låg impedans, som kan mäta både aktionspotentialer från enskilda celler och fältpotentialer från lokala nervcellspopulationer.

Nästa fråga är implantatets biokompatibilitet, det vill säga hur vävnadsvänligt det är. Detta är det område där vi tror att dagens BMI:s har störst problem och därmed också utvecklingspotential. För att kunna mäta nervcellsaktivitet under lång tid under någorlunda naturliga omständigheter är det viktigt att implantatet påverkar hjärnvävnaden så lite som möjligt. Små implantat är generellt sett bättre än större, vilket hänger samman med inte bara hur stort trauma implantationen  ger upphov till  utan också  hur mycket yta som finns för kroppens celler att reagera mot samt hur stor mekanisk belastning på omgivningen implantatets rörelser i förhållande till kroppen ger upphov till. Ett mycket stort arbete har därför lagts på att göra implantatet så litet som möjligt – bara någon tiondel så tjockt som ett hårstrå. Huruvida den mekaniska belastningen från rörelser verkligen påverkar vävnadsreaktionen har dock varit osäkert, även om många inom fältet antagit att så varit fallet. I en studie visar vi för första gången att det är just implantatets rörelser i vävnaden som ger upphov till en del av inflammationen som omger det. Genom att implantera polymernålar som är flexibla antingen i eller vinkelrätt mot hjärnans huvudsakliga rörelseriktning i skallen kunde vi se att de implantat som kunde följa hjärnans rörelser omgärdades av färre inflammatoriska celler. Framför allt så såg vi också att de implantat som bäddats in i ett tunt lager gelatin för att underlätta implantationen hade fler överlevande nervceller i sin närhet. Exakt vad detta beror på vet vi inte ännu, men tänkbara förklaringar är att gelatinet stoppar lokala blödningar eller lindrar skjuvkrafterna under implantationen. Genom att göra ett mycket litet implantat som är flexibelt och förankrat i vävnaden har vi därför kunnat minska de skadliga vävnadsreaktioner som plågar[J1]  alla som försöker registrera hjärnaktivitet under lång tid.

Så långt framstår det alltså som om alla problem med nervcellsregistreringar kan lösas genom miniatyrisering och inbäddning i lämpligt gelbildande material. Detta gäller dock inte hållbarhet. Väldigt små implantat, som vi tror är nödvändiga för att kunna registrera fysiologiska signaler i hjärnan framgångsrikt, är också väldigt ömtåliga. De bryts lätt av, skadas lättare av vatten och kemikalier och är svårare att hantera. För att ett implantat av denna storlek ska bli praktiskt användbart behöver dessa problem lösas. Till denna avhandling har därför mycket arbete lagts på att testa lödningar, utveckla implantationstekniker och felsöka kontakter, jordningar och andra svaga punkter i konstruktionen.

För att undersöka implantatets förmåga att mäta hjärnaktivitet under fysiologiska omständigheter, det vill säga under så normala omständigheter som möjligt, studerades [J2] den sensoriska hjärnbarkens reaktion på smärta och lätt beröring, för att sedan se hur denna reaktion förändras under mild hudinflammation.Studien visar att smärtstimulering av det inflammerade hudområdet och området omedelbart intill ökar signalfrekvensen i lokala nervceller i hjärnbarken. Samtidigt ger både beröring och smärtstimulering ökad aktiviteten i hjärnbarkens sensoriska bark. Att beröring ger upphov till högre aktivitet efter hudinflammation skulle kunna motsvara den sensitisering som ofta ses i närheten av ett inflammerat hudområde. . Resultaten från smärtförsöket demonstrerar att vår elektroddesign lämpar sig för studier av grundläggande fysiologiska mekanismer under mer naturliga omständigheter än vad som varit möjligt tidigare. Flera frågor kvarstår, framför allt kring vilka faktorer som begränsar förmågan hos elektroder liknande vår att registrera aktivitet från enskilda, identifierbara nervceller under lång tid, vilket förtjänar att studeras systematiskt på samma sätt som flexibilitet och inbäddning i en gelatinmatrix studerats i denna avhandling.

Humanister är så historielösa.

Blir man en bättre läkare av att läsa skönlitteratur? En bättre människa? Så fort någon i vit rock gör något uselt måste vi ha den här debatten. Det ska läsas Camus och hållas seminarier, så att ingen gör något uselt igen. För historia ingår inte längre i en humanistisk bildning.

När Eduard Pernkopf tog sin gymnasieexamen i Österrike i början av 1900-talet så ville han egentligen bli musiker. Faderns död tvingade honom dock att använda sin begåvning till något mer praktiskt, så år 1903 påbörjade Pernkopf den yngre sina medicinstudier i Wien. Medicinska fakulteten i Wien hade sedan 1500-talet varit den norra utposten för den italienska synen på anatomi där blivande läkare, konstnärer och filosofer förevisades dissektioner av avlidna av ett brödraskap som också vårdade den avlidne fram till dödsögonblicket och såg till att begravningen ombesörjdes. Närvaro i nattvard efter dissektionen var obligatorisk för alla inblandade. Hos de protestantiska ärkerivalerna i Jena brändes liken och inget filosoferande ägde rum. Pernkopf, med sin konstnärliga läggning och gedigna borgerliga bildning, hade hittat sitt kall och steg snabbt i de akademiska graderna. När han från sin professur i anatomi blev utsedd till dekan för medicinska fakulteten 1938 hade han också varit medlem i nationalsocialistiska Sturmabteilnung i fem år och drömt om att skapa den perfekta anatomiatlasen ännu längre. Efter att ha rensat fakulteten från alla icke-arier så fick Pernkopf tillgång till nyavrättade lik på män, kvinnor (inklusive flera värdefulla gravida) och barn att låta avbilda i olika stadier av dissektion. Topographische Anatomie des Menschen anses än idag av många vara den mest fulländade anatomiatlasen som existerar och ett stort konstverk, även om hakkorsen och SS-symbolerna diskret retuscherats bort i senare upplagor.

Samtidig med Pernkopf var en ung Konrad Lorenz, som mellan 1928-35 var forskarassistent i anatomi vid fakulteten. Som ung hade Lorenz läst Nils Holgerssons resor och utvecklat ett livslångt intresse för gäss som skulle leda till ett Nobelpris 1973, men först skulle han som övertygad nationalsocialist varna för rasblandning och studera de polska genernas underlägsenhet i ockuperade Poznan. Till skillnad från Pernkopf så refomerades han efter krigsslutet och skrev och debatterade pacifism, rasism och vetenskapsteori med bland andra barndomsvännen Karl Popper.

Hans Berger tog examen från Casimiranium Coburg, läroverket som Johann Wolfgang von Goethe räknade som Tysklands främsta för humanistisk bildning, år 1892. Efter att ha erhållit en läkarexamen i Jena samarbetade han med den stora neuroanatomen Korbinian Brodmann och 1924 registrerade Berger det första elektroencefalogrammet. Kollegorna betvivlade hans fynd och framgångarna uteblev, men genom att gå med i SS och erbjuda sina expertkunskaper till den Erbgesundheitsgericht som avgjorde vilka undermänniskor som behövde steriliseras för den ariska rasens överlevnad så fick Berger ändå 1938 den professur han eftertraktade.

En anekdot till innan någon får för sig att detta handlar om nazism:

Bruno Bettelheim var inte nazist. I mitten av 30-talet doktorerade han i Wien på Kants plats i konsthistorien, men som jude skickades han snart till koncentrationslägren i Dachau och Buchenwald. 1939 flydde han till USA och lyckades genom att ge sken av att hans doktorat var i psykiatri bli en av psykoanalysens förgrundsgestalter på den sidan Atlanten. Han grundade barn- och ungdomspsykiatri som medicinsk specialitet, skrev ett flertal böcker om bland annat litteraturkritik och psykoanalys och populariserade koncept som kylskåpsmodern och parentektomin. Föräldrar till autistiska barn jämförde han med koncentrationslägervakter och med konst, litteratur och hårda spöstraff sade han sig kunna bota autism i en i stort sett helt förfalskad forskningsgärning.

De fyra männen hade det gemensamt att de frodades bland Weimartidens dichter und denker, diktare och tänkare. När dessa byttes ut mot richter und henker, domare och bödlar, gick det som det gick, men i Tysklands konstnärliga och intellektuella elit var de som fiskar i vattnet.

I ljuset av dessa och många andra belästa medicinmäns illdåd är det anmärkningsvärt med vilken tvärsäkerhet Björn Wiman i DN förkunnar att Macchiariniskandalen hade kunnat undvikas om bara de inblandade hade läst mer klassisk litteratur. Men blir man en bättre läkare av att läsa skönlitteratur? Ett experiment som ofta hålls fram som bevis för att läsning leder till ökad empati är en studie som publicerades i Science 2013, som visade att skönlitteratur tillfälligt kunde förbättra det som kallas theory of mind, en form av interpersonell förståelse. En väl studerad grupp med alldeles utmärkt theory of mind är psykopater, så kanske är det inte så konstigt att Tyska Rikets bästa humanistiska läroverk producerade sådana monster. Läkare och läkarstudenter läser så vitt vi vet lika mycket eller mer skönlitteratur än många i motsvarande position i samhället (det har studerats lite av och till, för den som är nyfiken) och på de traditionsrika medicinska fakulteterna har alltid klassisk bildning hyllats.

Men blir man en bättre läkare av att läsa skönlitteratur? P C Jersild ställde frågan i en ledare i DN för snart femton år sedan. Filosofer var mer optimistiska än läkare, svarade han. De senare har själva råkat ut för situationer som satt deras karaktärer på prov skriver han och tangerar det socialpsykologiska fundamentala attributionsproblemet. I ett numera klassiskt experiment från 1967 manipulerades försökspersoner i sina läsningar av texter om Fidel Castro genom att man lät dem tro att författarna antingen skrivit texten av fri vilja eller singlat slant för att ta ställning för eller emot Castro. För våra egna handlingar kan vi lätt se betydelsen av vilken situation vi befinner oss i, men andra människors handlingar tillskriver vi deras karaktär. Försökspersoner som trodde att texterna de läste producerats av slumpen uppfattade ändå författarna till en del texter som partiska till Castros fördel. Kanske önskade de att dessa inbillade författare hade läst mer klassisk litteratur.

Carleton Gajdusek lärde sig observera naturen av sin älskade tant Irene, entomolog på Cornell, och att observera människor av dennas make, poeten farbror Vandee. Gajdusek blev mycket riktigt också en framstående matematiker och biolog som fick ett Nobelpris i medicin 1976 för sin upptäckt av prionsjukdomar, men också en produktiv och empatisk etnolog som aldrig försatte en möjlighet att diskutera litteratur eller poesi i sina böcker eller många brev. 1997 greps han då uppgifter om sexuella övergrepp på de mer än 50 mikronesiska barn han adopterat nådde polisen i USA. Kan en framstående tänkare, människokännare och läsare också vara en av de värsta pedofilerna i modern tid?

Det är lockande att dra slutsatsen att dessa belästa män (Det finns ingen anledning att vara fin i kanten: de är alltid män.) inte kan ha förstått innebörden av vad de läst, inte läst på rätt sätt. En som hade varit öppen för den möjligheten var Ezra Pound, den store poeten och kritikern som upptäckte och stöttade författare som T.S. Eliot, James Joyce och Ernest Hemingway. Den senare skrev om honom:

He defends his friends when they are attacked, he gets them into magazines and out of jail. He introduces them to wealthy women. He gets publishers to take their books. He sits up all night with them when they claim to be dying. He advances them hospital expenses and dissuades them from suicide.

I sin pamflett Läsandets ABC ger Pound sin onekligen väl underbyggda syn på inte bara vad en ung författare behöver läsa, utan också hur och varför, eller för den delen hur man tittar eller lyssnar på en annan människa eller börjar tänka, självständigt eller som någon annan. Fem år senare skrev han för att varna sina vänner för att Franklin D Roosevelt var judarnas marionett och signerade med Heil Hitler. Litteraturen gjorde honom kanske inte så mycket godare, men den gjorde i alla fall hans Cantos, ett långt ode till Mussolini, mer läsbart.

Läsbar är också den artikel om medicinsk etik som Paolo Macchiarini och en annan förespråkare för regenerativ medicin författat tillsammans med en framstående bioetiker från New York University. Den som letar efter noggrant valda ord om vikten av ordentliga djurförsök innan nya behandlingar testas på människa, patientsäkerhet, eller hur tillit byggs mellan forskare, behandlare och patienter kommer inte bli besviken. Vad Macchiarini har för åsikt om Främlingen kan man bara spekulera kring, men bli inte förvånade om den är lika initierad, empatisk och ovidkommande som hans åsikter om medicinsk etik.

Blir man en bättre läkare av att läsa skönlitteratur? Ja, man blir i alla fall en mer välpolerad läkare, och man ska inte fnysa åt vältalighet och språklig förmåga när saker ställs på sin spets. Men nej, så väldigt många hänsynslösa eller rent onda läkare har också varit poeter eller självutnämnda människovänner att beläsenhet knappast kan tas som inteckning för god medicinsk praktik eller rättrådighet.