Daily Archives: November 11, 2013

Bjørne går i hi i op mod et halvt år ad gangen – og alligevel vågner de friske og stærke for straks at gå på jagt efter føde.

Hvordan det kan lade sig gøre, vil forskerne meget gerne finde ud af, for hvis de kan kopiere de biologiske funktioner, der ligger bag denne evne, kan de både gøre det meget mere behageligt for astronauter at opholde sig i rummet i længere perioder, og måske også hjælpe patienter, der er udsat for f.eks. knogleskørhed eller liggesår.

For liggesår – dét får bjørne ikke. Når de krøller sig sammen i hulen i løbet af efteråret, går der en række mekanismer i gang i kroppen, der sørger for, at den kan klare sig vinteren over, fortæller den danske hjertelæge Ole Frøbert, der er ansat på Örebro Universitetshospital i Sverige.

»Bjørnen er et unikt pattedyr, for den får ikke blodpropper, mister ikke muskelvæv og får ikke hjertesvigt af at være inaktiv,« siger han og fortsætter:

»Desuden giver den lægerne en ny måde at tænke på, for i stedet for f.eks. at påføre en mus en sygdom og se på, hvad vi kan gøre ved det, så skal vi her prøve at spole tilbage og regne ud, hvad det er, der gør, at bjørnen er beskyttet mod alle disse dårligdomme,« siger han.

Ud over sit daglige arbejde primært med behandling af blodpropper er han tilknyttet The Scandinavian Brown Bear Project, som helt tilbage i 1984 blev startet af en gruppe biologer, der ville vide mere om bjørnenes adfærd og fysik. Siden er projektet vokset, og en lang række forskellige forskere har meldt sig under fanerne.

Ole Frøbert kom selv med for seks-syv år siden, og siden 2009 har gruppen været ude i Mellemsveriges skove og tage prøver fra de vilde brune bjørne, som er udstyret med en GPS, så de kan spores igen.

Bjørnene er blevet bedøvet, henholdsvis mens de har været i hi, og mens de har været vågne, og så bliver der hver gang taget en blodprøve fra halsen samt fedt- og muskelprøver fra bugen – alt sammen efter alle etiske forskrifter, forsikrer Ole Frøbert.

»Så isolerer vi f.eks. stamcellerne fra fedtvævet, og allerede her kan vi se, at bjørnens opfører sig anderledes end andre pattedyrs. Normalt skal en stamcelle stimuleres for at blive til noget bestemt, men hos bjørnen begynder cellerne spontant at danne knogler og brusk, og det er en medvirkende forklaring på, at de kan ligge og reparere sig selv,« fortæller han.

Af denne grund har bjørneprojektet også fået en repræsentant med fra det europæiske rumagentur ESA, som er interesseret i nogle af disse mekanismer.

I dag skal astronauter på rumstationen træne to en halv time om dagen for at holde deres muskelmasse nogenlunde intakt, og stadig er det ikke muligt at holde på det hele under et halvt års ophold i rummet. Især er kvindelige astronauter plaget af knogleskørhed. Omvendt kan bjørne altså slumre halvdelen af året væk uden at miste knoglevæv og kun miste 10-15 procent af muskelmassen.

Og skal det senere være muligt at sende mennesker helt til Mars – en tur, der tager mange måneder i en kapsel uden de store udfoldelsesmuligheder – ja, så kan det blive nødvendigt at komme frem til nye løsninger, der erstatter træningen.

Hvad forskerne har fundet ud af, når det kommer til bjørne, er, at de har en høj koncentration af D-vitaminer i kroppen, også mens de er i hi. Hvor den kommer fra, er man ikke helt sikker på endnu, men forskerne har dog konstateret, at nogle særlige svampe, der sidder på blåbærris har en høj koncentration af dette vitamin. Så måske kan dette udvindes og bruges på mennesker.

Det kan dog tage lang tid at knække bjørnenes kode, og det er som nævnt ikke kun astronauter, der kan få glæde af at få kræfter som bjørne, slår Ole Frøbert fast. Der er mange skavanker, der ikke behøvede at plage mennesker, hvis bjørnenes evner kunne kopieres – herunder problemer med hjertesvigt.

F.eks. har forskerne set på scanninger, at bjørnenes hjerte nærmest står stille om vinteren og bliver mærkbart forstørret. Var det sket for et menneske, ville det mildest talt have det meget dårligt.

»Men bjørnen er jo ikke ved at dø – og de tisser heller ikke. Hvordan kan de lade være med det? Det er spørgsmål, vi gerne vil finde svar på,« siger Ole Frøbert.

Samtidig trækker bjørne kun vejret 3-4 gange i minuttet i hi, bl.a. fordi de røde blodlegemer er ændrede om vinteren.

»Bjørnen optager på en måde ilten mere grådigt, holder på den, og slipper den først ud, hvor der virkelig er behov. Det er smart,« siger Ole Frøbert.

På samme måde kunne der være hjælp at hente for patienter i risiko for blodpropper.

»Vi har vist, at bjørne kan fortynde deres blod spontant om vinteren, så de undgår blodpropper på den måde. Vi er i gang med at udrede mekanismen – måske kan de op- og nedregulere nogle receptorer på blodpladerne. Vi kan i hvert fald måle nogle meget dramatiske ændringer,« siger han.

»Alle hjertepatienter får jo i dag blodfortyndende medicin, men det er der nogle bivirkninger ved, så kunne vi kopiere bjørnen der, var vi superlangt,« siger han.

Gruppen er på dette punkt gået i gang med at udvikle en strategi, så et konkret projekt kan iværksættes med et biotekfirma, men endnu er de ikke helt i mål.

I det hele taget skal alle mulige løsninger betragtes med de lange briller på, for det har taget fire år blot at nå frem til en række forklaringer. Derudover skal forskerne passe deres sædvanlige job ved siden af.

Men så må det tage den tid, det tager, når slutresultatet kan have et så enormt potentiale, fortæller Ole Frøbert.

»Min opfattelse er, at projektet kommer til at løbe i mange år. Det er meget kompleks biologi, hvor der heller tiden kommer nye spørgsmål til – og vi kan ikke få fat i så mange prøver om året,« siger Ole Frøbert.

»Vi vil jo egentlig gerne ende op med at stå med en tablet i hånden, en ‘bjørnetablet’, der virker. Det kan virke så langt ude, at folk ikke forstår, det er værd at støtte og måske ryster lidt på hovedet af os. Men vi tror på det,« forsikrer han.

Vil man gerne høre Ole Frøbert fortælle mere om bjørneforskningen, kan man melde sig til et foredrag på Experimentarium 19. november, hvor også Danmarks første astronaut Andreas Mogensen dukker op for bl.a. at lægge krop til en sammenligning mellem ham og en bjørn, når Ole Frøbert scanner hans hjerte for at lave sammenligningen mellem hi og rumrejser.

Eventen er arrangeret af Lundbeckfonden, som har doneret 1 mio. kroner til Scandinavian Brown Bear Research-projektet.

»Det er på tide at formulere et nyt åbent brev til FN om en åben verden.«

Det siger professor Ole Wæver fra Københavns Universitet, der er formand for komiteen bag konferencen ’An open world’, der 4.-6. december markerer afslutningen på Københavns Universitets festligholdelse af 100-året for Niels Bohrs atommodel.

Udover at være en brillant fysiker og mentor for nye generationer af fysikere fra 1920’erne og fremefter var Niels Bohr også en person, der interesserede sig dybt for, hvordan teknologi påvirker samfundsudviklingen.

Det kom til udtryk, da Niels Bohr under afslutningen af Anden Verdenskrig var i USA og tilknyttet udviklingen af den amerikanske atombombe.

Niels Bohr mødtes i 1944 både med den britiske premierminister Winston Churchill og den amerikanske præsident Franklin D. Roosevelt for at bede dem om at informere Sovjetunionen om bombeprojektet og tage initiativer til fremtidigt nuklear samarbejde.

Mødet med Churchill gik helt galt. Churchill anså efter mødet Bohr som en sikkerhedsrisiko. Det efterfølgende møde med Roosevelt gik bedre, men Churchill fik overtalt den amerikanske præsident til lægge Bohr på is.

Bohr tog bolden op igen i 1950, denne gang med et åbent brev til FN, hvor han gentog sine argumenter for en åben udveksling af information mellem nationer. Brevet findes både i en engelsk og en dansk udgave.

I det 12 sider lange brev, skrev Niels Bohr bl.a.:

»Teknikkens udvikling har nu nået et stadium, hvor samkvemsmidlerne har åbnet mulighed for at gøre hele menneskeheden til en samarbejdende enhed, og hvor på samme tid skæbnesvangre følger for civilisationen kan opstå, medmindre internationale uoverensstemmelser kan løses gennem forhandling på grundlag af fri adgang til oplysning om alle i betragtning kommende forhold.«

Tid til et nyt åbent brev

Det var Niels Bohr Arkivets leder Finn Aaserud, der mente, at Bohr-aktiviteterne i 2013 udover de faglige arrangementer med rod i fysikken også skulle markere Bohrs bestræbelser på at skabe en åben verden.

Professor Ole Wæver fra Institut for Statskundskab blev udpeget til formand for organisationskomiteen. Han merner, der er tre gode grunde til at formulere et nyt åbent brev.

Den første vedrører den teknologiske udvikling. Niels Bohr havde atomvåben i tankerne, da han tog udgangspunkt i de teknologiske forandringer. I dag er det eksempelvis udviklingen inden for droner, der er med til at forandre verden.

»Det er på tide, at vi stopper op og tænker igennem, hvor den udvikling fører hen, når alle og enhver får adgang til denne teknologi,« siger Ole Wæver.

Den anden drejer sig om mulighederne for åbenhed.

»I 1950 var det måske en utopisk tanke at dele information på tværs af grænser. I dag har vi world wide web, men også intensiv overvågning, som det fremgår af NSA-afsløringerne. Der er kamp om åbenheden på en ny måde.«

Den tredje vedrører videnskabens stemme i samfundsdebatten.

»Niels Bohr kunne få foretræde for verdenslederne. Han havde ikke meget held i sine bestræbelser, men i dag vil det næppe muligt være muligt for en enkelt person at opnå det samme. Udfordringen er derfor en anden. En bredere kreds må stå sammen,« siger Ole Wæver.

Tværfaglig konference

Foredragsholderne på konferencen repræsenterer et bredt international felt af eksperter inden for militær og civil teknologi, samfundsforskere og sikkerhedseksperter samt topforskere inden for bl.a. fysik og medicin.

Som tidligere omtalt af Ingeniøren uddeles tre Unesco-Niels Bohr medaljer i forbindelse med konferencen.

De går til den franske fysiker Alain Aspect, der også modtog Ingeniørens Niels Bohr Guldmedalje i år, Wikipedias stifter Jimmy Wales samt Rolf-Dieter Heuer, der er generaldirektør for Cern.

Konferencen afholdes i festsalen på Københavns Universitet 4-6. december. Programmet kan læses her, hvor der også er mulighed for tilmelding.

Det er en tidskrævende og dyr proces, når en gasledning skal inspiceres og repareres for brud eller lækager – den omfatter både fjernstyrede ROV’er (Remotely Operated Vehicles), der sendes ned på havets bund for at lokalisere skaden og reparere røret, og af støtteskibe på havoverfladen.

Da selskabet bag Nord Stream-gasledningerne mellem Tyskland og Rusland skulle have inspiceret rørene, henvendte det sig derfor til den tyske virksomhed Rosen Group, som er ekspert i fremstilling og udvikling af inspektionssystemer.

Rosen Group fremstiller de såkaldte PIG’er – Pipeline Inspection Gauges – som er mekanisk drevne fartøjer, der registrerer ændringer og brud i gasrørets indvendige side. Den indvendige inspektion er hurtigere at gennemføre end inspektion udefra – og bagefter ved man præcis, hvor en eventuel reperation udefra skal foretages.

Selve operationen blev gennemført i juli og var delt op i tre processer med tre forskellige PIG’er: en forundersøgelse, hvor røret blev målt op og undersøgt for ændringer i den interne geometri, en rengøringsproces til fjernelse af uønskede partikler og løsrevne dele af den indvendige coating og til sidst selve inspektionsprocessen, hvor den specialfremstillede inline-inspektionsrobot ved hjælp af sensorer og magnetfelter kortlagde rørets indvendige tilstand.

Drives frem af gastryk

Denne PIG blev sendt ind i røret fra Vyborg i Rusland. Den drives frem ved, at man åbner for gassen, og når trykket bag PIG’en overstiger trykket foran, bevæger den sig fremad. Undervejs måles konstant den tilbagelagte distance ved hjælp af hjul, der berører den indvendige side af rørvæggen. Den optimale hastighed på 1,5 meter i sekundet opnås ved hjælp af ventiler i hastighedskontrollen, der sidder forrest på PIG’en.

I midten sidder en magnetisk lækagesensor, der magnetiserer rørvæggen og efterfølgende registrerer ændringer i den magtiske feedback, der indikerer ændringer i rørtykkelsen som følge af korrosion.

De to sæt sensorer bagest på fartøjet optager afvigelser i røret på under en millimeter og fungerer ved, at fjederspændte målearme registrerer ændringer i afstanden til rørvæggen, når sensoren rammer en afvigelse. Disse optagelser bliver lagret på en hukommelsesenhed, og al elektronikken om bord forsynes med strøm fra batterier.

Da PIG’en kom i land i Lubmin i Tyskland, havde den optaget over 1 terabyte data, svarende til 12 megabit i sekundet, hvilket ifølge Nord Stream er den største mængde data optaget i ét stræk nogensinde inden for rørinspektion.

Det er planen, at de to gasledninger på hver 1.224 km skal inspiceres indvendigt med få års mellemrum for at holde øje med korrosion og brud.