Daniel forsker på hjernen og vår bevissthet

Tverrfaglig forskning på bevissthet

Hva er det i hjernen som gjør at vi kan «føle» at vi er til stede? Forskningsgruppen Daniel er en del av her ved Universitetet i Oslo, studerer blant annet cellene i hjernen og nettverkene de danner, for å få et større innblikk i hva det er som utgjør bevisstheten vår.

Daniels oppgave i teamet er å finne ut hvordan informasjonsprosesseringen i hjernecellene forandrer seg med stoffer som enten er eller ikke er til stede når vi sover eller er våkne.  Mer spesifikt ser han på hvordan den elektriske spenningen over cellemembranen (membranpotensialet) endrer seg når en hjernecelle blir utsatt for et stoff.

– Et av stoffene jeg utsetter cellene for er propofol. Propofol er et intravenøst anestesimiddel som brukes under operasjoner, for at pasienten skal kunne legges i narkose og oppnå midlertidig bevisstløshet. Andre stoffer cellene kan bli utsatt for, er for eksempel nervegifter eller signalstoffer som andre hjerneceller utskiller naturlig, slik som acetylkolin.

Jobber med enkeltceller i hjernen

For å kunne undersøke hvordan membranpotensialet endrer seg, må Daniel først ha en hjernecelle han kan undersøke.

– Akkurat nå jobber vi med celler i rottehjerner. Vi tar ut hjernen og deler den opp i tynne skiver, så tynne at vi kan skille cellene i skiven fra hverandre når vi ser på dem under mikroskopet.

Når Daniel velger en celle han vil undersøke, er en av metodene han bruker en såkalt «patch clamp.» Da bruker han en glasspipette med en tynn spiss som kan suges fast til celle-membranen, før man lager et hull inn i cellen for å måle membran-potensialet. Slik kan han studere cellen under veldig kontrollerte omgivelser.

– Jeg kan styre konsentrasjonen av ulike salter, og slik enkelt påvirke cellene og separere effekten til ulike faktorer jeg utsetter cellen for. Jeg kan ganske enkelt tilsette et stoff og se resultatet av det.

– Vi er interessert i å se hvordan disse stoffene påvirker cellenes elektriske egenskaper, alt fra det som skjer når en celle mottar et signal, til når cellen fyrer av aksjonspotensialer og sender signalet videre.

Dataene han samler inn om hvordan cellene reagerer, er med på å øke kunnskapen vår om bevissthet.

– Når vi observerer endringer i cellene, får vi et innblikk i hva det er som gjør oss bevisste og hvordan hjernen prosesserer alt av inntrykk og kombinerer det med det som er «vårt indre.» Den type forskning jeg gjør, er en liten del av det å prøve å forstå hvordan hjernen fungerer. Det er dette vi kaller basalforskning.

Inspirerende studier i molekylærbiologi

For Daniel gikk studievalget fra R2 på videregående uten biologi og kjemi til noe helt nytt. Han forteller:

– Da jeg skulle bestemme meg for hva jeg ville studere, virket molekylærbiologi mest spennende. Det å få muligheten til å lære noe helt nytt ble veldig interessant!

Da Daniel nærmet seg slutten av bacheloren i molekylærbiologi ved UiO, valgte han å dra på utveksling til Berkeley i USA. I dag er molekylærbiologi slått sammen med biologi til studiet bachelor i Biovitenskap. I det nye biovitenskapstudiet er det mulighet for å ta mange av de samme fagene Daniel tok, men det er også nye, oppdaterte fag. For eksempel er det mulig å ta arbeidspraksis med studiepoeng, og det er enklere å dra på utveksling enn tidligere.

– De hadde mange spennende fag og motiverte og dyktige forelesere. Blant annet valgte jeg å ta nevrologifag. Det var veldig inspirerende. Det er kult å få lære hvordan verden er satt sammen og hvordan kroppene våre egentlig fungerer!

Daniel forteller entusiastisk:

– Det at jeg fikk så mye kunnskap om nye tema, motiverte meg også til å fortsette på studiet i nevrobiologi.

Det var ikke bare nevrofagene på Berkeley som inspirerte Daniel. Gjennom studiet fikk han også god kontakt med Marianne Fyhn, en av de prisbelønte professorene på UiO som driver med hjerneforskning. Da tiden for å velge masteroppgave kom, visste Daniel at han ville forske på hjernen. Fyhn satte ham i kontakt med professoren i nevrofysiologi ved UiO, Johan Frederik Storm. Hans forskningsgruppe forsker på hjernens signaler og har blant annet oppdaget BK-kanaler som spiller en viktig rolle i hjernens elektriske signaler.

Fra master i fysiologi til doktorgrad innen hjernesignaler

I Storm sin forskningsgruppe fikk Daniel innpass til å skrive masteroppgaven sin. Når en forskningsgruppe har brukt mye tid på å lære en mastergradsstudent ulike metoder, og studenten gjør en svært god jobb, er det ikke uvanlig at gruppen er interessert i å beholde studenten. Gruppen til Daniel hadde midlene tilgjengelig og opprettet en doktorgradsstilling.

Daniel søkte på stillingen, og ettersom han hadde vist hvor dyktig han var igjennom masteroppgaven, var det ingen andre som kunne konkurrere mot Daniels ekspertise.

Hvordan ser egentlig arbeidsdagen til en doktorgradsstipendiat ut?

– Som doktorgradsstipendiat får du også muligheten til å være del av et faglig og sosialt opplegg sammen med andre doktorgradsstipendiater. Vanligvis bruker jeg dagene mine på å planlegge og utføre ulike forsøk. Ved siden av dette prøver jeg å få lest forskningslitteratur for å holde meg oppdatert. 

– Når jeg har samlet nok data fra forsøkene mine, må jeg sette meg ned og se på hva dataene faktisk forteller. Dersom jeg trenger å diskutere funnene, er det mange jeg kan ha faglige diskusjoner med her i gruppen.

Stoffene i hjernen og cellenes egenskaper: Fortsatt mye å utforske

Daniel forteller at de blant annet er interessert i å finne ut hvordan stoffer vi har i hjernen påvirker cellenes egenskaper. Vi har lært mye om bevissthet de siste årene, men det er fortsatt veldig mye vi ikke vet. Optimalt kan det vi forsker på bidra til å forstå hva det er som gjør oss bevisste, samt hvordan hjernen prosesserer mange inntrykk og kombinerer dette med det som er vårt indre.

Et privilegium å være forsker

Han forteller at det å være doktorgradsstipendiat er hardt arbeid, aller mest fordi han setter høye forventninger til seg selv. Likevel smiler han og sier:

– Det er få arbeidsplasser som kunne gitt meg en like spennende og variert arbeidshverdag som det jeg har her. Å jobbe som doktorgradsstipendiat er utrolig interessant. Du gjør veldig mye forskjellig og finner ut ting som ingen andre har sett på før. Det er et privilegium!

• Les mer om hva du kan jobbe med etter en utdanning i biovitenskap