Nobelforskning også i 3D

NOBELPRISEN 2014: Oppdagelsen av såkalte gridceller i hjernen er en del av grunnlaget for at May-Britt og Edvard Moser ble tildelt Nobelprisen for fysiologi eller medisin i 2014.

Gridceller er del av hjernens indre GPS, cellene som sammen med blant annet stedceller hjelper oss til å vite hvor vi befinner oss. Egentlig er det ikke én stedsans vi har, men flere ulike stedsanser som samarbeider. Dette kan være vanskelig å få grep på, men 3D-teknologi kan hjelpe oss til å forstå.

– Vi jobber med visualiseringer av data fra Moser-forsøk, sier Ekaterina Prasolova-Førland.

Hun er førsteamanuensis ved SVT fakultetsadministrasjon ved NTNU. Nylig fikk hun de første resultatene fra California Institute of Technology (Caltech), der utslagene fra gridcellene vises som røde punkter. (Se illustrasjon.)

Dette er de første visualiseringene av data fra rottene i Mosers laboratorium. Rødt er der gridceller gir stort utslag. Illustrasjon: C. Donalek og S.G. Djorgovski, Center for Data-Driven Discovery, Caltech VIS MER

– Dette er på et veldig tidlig stadium, og det skal bli mer spennende etter hvert. Opplevelsen blir best om du dykker ned i det hele med Oculus-briller og svømmer rundt, eventuelt sammen med andre forskere, sier Prasolova-Førland.

Second Life og Oculus Rift

Arbeidet foregår sammen med folk fra NASA og Caltech. De jobber med å tilpasse metoder som opprinnelig ble utviklet for visualiseringer av astronomiske data i virtual reality.

Henrik Hjelle er en av sju mastergradsstudenter ved Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap, NTNU, som jobber med 3D-visualisering sammen med Prasolova-Førland. Han har vært med fra begynnelsen av dette programmet.

– Formålet med prosjektet er å gi allmennheten en innføring i hva gridceller er, og hvilken rolle disse cellene har i hjernens indre navigasjonssystem, sier Hjelle.

Oculus Rift har vært i bruk ved NTNU siden 2013. Foto: Anne Sliper Midling, NTNU VIS MER

Arbeidet har bare pågått siden oktober, da Moser ble tildelt nobelprisen. Programmet lages ved hjelp av Oculus Rift og onlineverdenen Second Life.

Oculus Rift er 3D-teknologi som flere store aktører satser tungt på. Facebook kjøpte firmaet bak i fjor. Spillstjerner som John Carmack (Quake, Doom), Gabe Newell (Half-Life) og Michael Abrash (Quake) engasjerer seg i arbeidet med å utvikle teknologien.

• Les også: På grensen mellom fantasi og virkelighet

Hjernen, testrom, tur

Programmet som skal gi oss en innføring i hjernens stedsanser er så klart fremdeles under utvikling, men planen er at det etter hvert skal inneholde tre elementer, forteller Hjelle:

• En enkel interaktiv modell av hjernen der du kan finne ut hvor i hjernen du befinner deg og hvilke typer celler vi har i dette området.
• Et testrom: Du simulerer selv, ved hjelp av din egen avatar, når gridcellene blir «aktive» i forhold til din egen posisjon i rommet. Et bestemt mønster vil oppstå.
• En guidet tur i det virtuelle Trondheim, hvor det simuleres når de ulike cellene blir aktive og sammen danner seg et «bilde av verdenen» i hjernen.

Brukes nå

Ved NTNU er 3D-teknologien allerede testet på sykepleiere. Da simuleres situasjoner på akuttavdelingen. Dette er teknologi ved yttergrensen, og programmet utvikles videre.

– Det er ganske mange komponenter som ennå ikke er med, sier sykepleier Henrik Englund, som i høst testet programmet for andre gang, sammen med kolleger innenfor akuttsykepleie, intensivsykepleie og operasjonssykepleie.

Men han ser at det er fremgang fra i vår, og synes det virker interessant og spennende.

Oculus Rift kan brukes for å trene helsepersonell i å håndtere akuttsituasjoner. Illustrasjon: Ekaterina Prasolova-Førland, NTNU VIS MER

– Som et treningsopplegg kan det være en øyeåpner for sykepleierstudenter, mener Englund.

Foreløpig savner han mer dybde i programmet, og sider ved organiseringen kan bli bedre. Når du simulerer et akuttmottak bør det for eksempel være en leder på stedet som kan organisere arbeidet.

Også sykepleier Line Kulseth savner foreløpig flere detaljer og muligheter. Hun peker på mangelen på flere roller.

– Jeg tror nok det kan fungere. Men nå er vi bare sykepleiere på akuttmottaket. I en virkelig situasjon vil det være en traumeleder og andre folk til stede, påpeker Kulseth også.

Men hun ser for seg muligheter i fremtiden for å trene på kommunikasjon i en akuttsituasjon.

Også dette programmet er altså foreløpig på eksperimentstadiet, og råd fra folk som kjenner virkeligheten er vel akkurat det folkene ved NTNU trenger for å gjøre programmene sine mer realistiske.

• Les også: Trener på omsorg i en virtuell verden

Justerer raskt

Prasolova-Førland og hennes folk justerte opplegget samme dag som de fikk innspillene fra sykepleierne. De fikk inn en koordinator som styrte arbeidet.

– Faglige roller som er til stede avhenger av hvilke yrkesgrupper som er til stede, sier Prasolova-Førland.

Foreløpig er det flest folk fra Høgskolen i Sør-Trøndelag som har vist interesse, og hun skryter av deres engasjement. Men samtidig oppfordrer hun andre miljøer til å delta, slik at simuleringene blir mest mulig realistiske.

Muligheter

Liknende 3D-teknologi brukes for å vise hvordan norsk oppdrett foregår, og Forsvaret har tidligere luktet på mulighetene for å bruke det i trening.

I samarbeid med Turistinformasjonen i Trondheim har en virtuell utgave av Trondheim og NTNU, en laksesimulator og en virtuell Granåsen kommet i gang.

Her er mulighetene mange. Nå er altså neste skritt å reise inn i hjernene våre. De ser øyensynlig ikke på begrensinger som noe virkelig på denne avdelingen.