Jaunumi

Sākums/Jaunumi/Zinātnei ir jāparāda, ka tā ir vērsta uz cilvēku vajadzībām

Zinātnei ir jāparāda, ka tā ir vērsta uz cilvēku vajadzībām

13.01.2020

No 8. līdz 10.novembrim Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā notika nākotnes medicīnas tehnoloģiju hakatons. Ar Cietvielu fizikas institūta vadošo pētnieku, Dr. phys. Andri Anspoku un projektu vadītāju, Dr. sc. Ing. Jāni Latvelu sarunājas Māris Zanders.

Sev raksturīgi sākšu ar skeptisku situācijas aprakstu, un tad jūs novērtējiet to. No vienas puses, internets mūsdienās nodrošina ideju pieejamību, veicina interesi par tādām “seksīgām” tēmām kā “nākotnes medicīna”. No otras puses, vismaz man ir radies iespaids: lai šajā jomā radītu kaut ko patiešām jaunu, nevis atvasinājumu no kaut kā jau pastāvoša, ir nepieciešama nopietna pētniecības infrastruktūra un fundamentālās zinātnes pamats, kuru interesentiem saprotamu iemeslu dēļ var nebūt.

Andris Anspoks: – Mums laikam nacionālajā mentalitātē ir mācēt ļoti labi pamatot, kāpēc mums nekas nesanāks.

Tas par mani?

Andris Anspoks (smejas): – Ja runājam nopietni, tad es šādos pasākumos saskaros ar vairāku veidu problēmām. Piemēram, ir skaidrs, ka farmācijas industriju ļoti interesē testēšanas metodes, kas nenotiktu uz dzīvniekiem, savukārt cilvēku gadījumā rodas ētiskas dabas jautājumi. Tāpēc tiek veidotas imitācijas, kas tiek sauktas par orgānu čipiem Tie audzē šūnas, šai tehnoloģijai ir ļoti daudz priekšrocību, kuras neuzskaitīšu. Hakatons ir vieta, kur cilvēki, kuri nodarbojas, piemēram, ar šādām tehnoloģijām, pirmkārt, satiek cilvēkus no citām jomām, kuri uzdod viņiem jautājumus, kas spiež ideju noformulēt precīzi. Otrkārt, viņi satiek tā sauktos mentorus. Un izrādās, ka laika ierobežojums – divarpus dienas – mobilizē cilvēkus izdarīt to, par ko viņi visbiežāk ir jau domājuši, bet līdz tam atlikuši uz “kaut kad vēlāk”. Cita situācija. Ir studentu grupa ar kopumā interesantu ideju par to, ka cilvēkiem, kuriem ir insulta risks, noderētu sensori, kas laikus signalizētu, ka cilvēkam būtu jādodas pie mediķiem. Jautājums ir, kādā secībā sākt šo ideju īstenot, un, lūk, hakatonā viņi satiek speciālistus, kuri māk viņiem šo secību noformulēt.

Jānis Latvels: – Varbūt man izdosies paskaidrot citādi, paliekot pie šā pēdējā piemēra. Sākums bija kādā citā, agrākā pasākumā, kurā tika formulētas tikai idejas. Runa ir par medicīnas studentiem, kuri redz, kā viņu profesionālajā laukā pietrūkst. Hakatonā šie medicīnas studenti satiek cilvēkus, piemēram, no elektronikas nozares, kas viņiem var palīdzēt sākotnējo ideju aizvirzīt līdz kaut kam praktiskākam.

Andris Anspoks:  – Komentējot tavu izteikumu par pētniecības infrastruktūru –   pirms cilvēks līdz tādai tiek, viņam vispirms tomēr jēdzīgi jānoformulē ideja. Var jautāt, kāpēc mēs izvēlējāmies šādu jomu – nākotnes medicīnu? Mūsdienās zinātnei, lai spētu pamatot, kādēļ tā tiek finansēta, ir jāparāda, ka tā ir vērsta uz cilvēku vajadzībām. Latvijā mums ir diezgan labi attīstīta bioloģija, medicīna un ar šīm jomām saistītās nozares. Tas būtu viens aspekts. Otrs – mums ir šis fizikas un materiālu zinātnes centrs. Maijā mēs uzaicinājām pirmo aspektu pārstāvošus ļaudis, stāstījām par sevi, un kaut kas “piešķīlās”.

Šādos pasākumos dalībniekiem nav bail, ka viņu idejas kāds nozags?

Andris Anspoks: – Pirmkārt, ja bail no vilkiem, mežā neej. Otrkārt, daudziem ir maldīgs priekšstats par viņu ideju unikalitāti. Mēs dzīvojam vienā informācijas laukā, kas, pateicoties globalizācijai, ir gandrīz identisks. Tāpat jāsaprot, ka, raugoties uz vienām un tām pašām parādībām, mēs objektīvi varam izdarīt līdzīgus secinājumus. Man astoņdesmitajos gados arī bija dažas idejas, kas likās ļoti oriģinālas, līdz es dažus gadus vēlāk ieraudzīju tās citu autoru publikācijās. Lai gan es runāju par laiku, kad mēs dzīvojām vēl aiz “dzelzs priekškara”. Treškārt, jā, sacensība ir, un jo īpaši Ķīnas pārstāvjiem neliekas nekas nosodāms kaut ko noklausīties, mobilizēties un izveidot produktu, pirms ideju autori to izdara. Tāpēc zinātnieki dažādās starptautiskās konferencēs tādas pavisam “zaļas” idejas publiski nestāsta.

Publiskajā telpā, šķiet, ir izveidojies priekšstats: ja runa ir par nākotnes medicīnu, tad vissvarīgākais cīņas lauks ir ģenētika, gēnu modifikācija. Kur šajā “stāstā” ir fizika? Sensori? Precīzāka medikamentu nogāde līdz vajadzīgajam rajonam organismā?

Andris Anspoks: – Tu jau pats sāki atbildēt … Paliksim pie tā, ka cilvēkam nepieciešams nevis kāds medikaments vispār, bet tāds, kas piemērots tieši viņam. Tieši tādā apmērā un tieši tad, kad konkrētajam cilvēkam vajag. Tātad mēs saskaramies ar divām sistēmām: detektēt, kad vajag, un ievadīt tik, cik vajag. Abās šajās sistēmās ir gana daudz fizikas. Tēlaini izsakoties, cilvēki, kuri veido lietotnes viedtālruņiem, dažkārt aizmirst, ka paša viedtālruņa pamatā, iedomājies tikai, ir diezgan daudz fizikas (smejas). Ja neattīstīsies fizika, tad tālruņa hardware būs tā attīstībā iestidzis, un arī lietotnei nebūs pielietojuma. Un man tev arī jāatgādina, ka industrijā, kas nodarbojas ar gēnu sekvenēšanu, arī ir daudz fizikas.

Nesen lasīju interviju ar ASV dzīvojošo biofiziķi Maksimu Franku-Kameņecki, kurš vispār paziņoja, ka mūsdienās bioloģijas un ķīmijas kā disciplīnu pamatā ir fizika.

Andris Anspoks: – Viņam ir zināmā mērā taisnība. Rietumu medicīna arvien vairāk sliecas uzskatīt, ka cilvēks ir nevis atsevišķu orgānu kopums, bet tīkls. Un, lai saprastu, vai tīkls strādā normāli, ir nepieciešama biofizika.

Cik tematiski izkliedētas ir interesentu idejas? Viens gribēs darboties ar mākslīgo intelekta algoritmiem, teiksim, melanomu vizuālai detektēšanai, cits būs dzirdējis par optoģenētikas metodēm un gribēs kaut ko pamēģināt šajā virzienā.

Andris Anspoks: – Protams, vienmēr ir un būs cilvēki, kuri, kā saka, pavelkas uz visdažādākajām idejām, tomēr ir arī tāds jēdziens serdes kompetence, kas veidojusies gadu desmitos. Atrāviens starp šiem diviem variantiem ir milzīgs. Pirmajā gadījumā izdzīvos tikai dažas idejas, otrajā – lielākā tiesa. Piemēram, mums ir cilvēki, kuri strādā ar spektroskopiju; – tā ir optiska, neinvazīva metode, lai, nesačakarējot, atvainojos, vielu, varētu par šo vielu kaut ko pateikt. Es tagad vienkāršoju, protams. Un to visu var uzlikt uz čipa, gandrīz ar aci nesaskatāmā izmērā. Teiksim, pacients guļ intensīvajā terapijā, viņa asinis plūst pa šauru kanālu, un čips asinis visu laiku analizē. Tātad mēs iedodam medicīnai jaunu rīku un vienlaikus varam izmantot paši savas iespējas, zināšanas un prasmes.

Ko nozīmē “iedodam rīku”? Rodas iespaids, ka jūsu institūta pagrabā ir kaut kādas noslēpumainas iekārtas, kas var konstruēt visu iespējamo.

Andris Anpoks: – Mēģināšu izskaidrot, ļoti vienkāršojot. Tu uztaisi tādu plāksnīti, ko var palikt zem mikroskopa un kurā tiek ielaista kāda viela. Un tu skaties šūnu līmenī, uz plāksnītes ir tāds vārstulītis – tās šūnas pa labi, citas – pa kreisi. Procesu var automatizēt, šūnas tiek sašķirotas automātiski. Cits variants. Tu zini, ka šūnas var audzēt Petri trauciņā, vai ne? Tas trauciņš var būt mazāks par milimetru. Un uz minētās nosacītās plāksnītes tādu var būt simtiem. Un ir iespējams katrā miniatūrajā trauciņā iespricēt nedaudz atšķirīgu vielu vai katra trauciņa sildīšanu veikt nedaudz atšķirīgi. Tālāk jau seko analīzes process. Citiem vārdiem sakot, mēs piedāvājam rīku, bez kura analīzei būtu nepieciešams neiedomājami daudz laika, vai tāda vispār nebūtu iespējama.

Jānis Latvels: – Lai cik dažādas iekārtas būtu mūsu rīcībā, ir situācijas, kad nepieciešams tehnoloģiskos risinājumus veidot kā oriģinālu dizainu, un te noder mūsu kompetences.

Andris Anspoks: – Dažkārt runa ir par šķietami triviāliem gadījumiem. Piemēram, citas nozares kolēģiem pētījumiem vajag “kaut ko”, kas mēra konkrētu, fizikāli saprotamu lielumu, šo “kaut ko” uzlikt ganāmpulkam un tad paralēli skatīties korelācijas ar ganāmpulka veselību, auglību utt. Rezultāts ir sistēma, kas ļauj, teiksim, veterinārārstam attālināti monitorēt situāciju: te viss ir kārtībā, te tomēr jāaizbrauc pārbaudīt. Šo principu faktiski var attiecināt arī uz cilvēkiem, piemēram, militārpersonām misiju laikā. Lai šo “kaut ko” radītu, ir nepieciešams mazliet izprast fiziku un elektroniku, lai pēc tam no standarta komponentiem radītu viedo aproci vai kaut ko līdzīgu. Tā nav nekāda, kā saka, raķešu zinātne, bet ieguvēji ir visi.

Parunāsim par šā pasākuma institucionālo rāmējumu.

Andris Anspoks: – Par ko? (Smejas.)

Es varu rupjāk formulēt. Kurā brīdī Latvijas Investīciju un attīstības aģentūra kā šādu hakatonu atbalstītāja saka: jūs labi pavadāt laiku, gūstat intelektuālu baudu, bet kāds mums no tā labums?

Andris Anspoks: – Jāatzīst, ka šādi hakatoni pēdējā laikā ir kļuvuši nedaudz par modes lietu, to ir tik daudz, ka rodas jau problēmas. No šā viedokļa mūsu bija labs tāpēc, ka tas bija precīzi fokusēts. Domāju, ka laika gaitā mode pierimsies, un paliks faktiski divi formāti – tie, kas orientēti uz IT jomu, un tas, uz ko pretendējam mēs, proti, uz hardware orientētie. Man gan jāsaka, ka jaunākā mode ir nevis hakatoni, bet dizaina darbnīcas (smejas). Hakatons nozīmē, ka cilvēki sapulcējas nedēļas nogalēs, lai nodarbotos ar to, kam ikdienā viņiem pietrūkst laika. Dizaina darbnīcu gadījumā ir otrādi. Piemēram, kāda uzņēmuma speciālisti sapulcējas uz vairākām stundām darba dienā, jo nedēļas nogalē viņiem ir citas intereses. Potenciāli daļa no šādu hakatonu rezultātiem var nonākt Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras zinātnisko pētījumu komercializācijas programmās, lai gan es parasti brīdinu, ka lielākajai daļai no idejām, kas parādās hakatonos, vairāk vajag dažādus pētniecības grantus, lai cilvēki vispirms nostabilizētu savus konceptus. Aģentūras mērķim vajadzētu būt tādu ekosistēmu veicināšana, kur kopā tiek “salikti” dažādu nozaru speciālisti. Ja es pareizi saprotu, tad valsts apzinās, ka pēc pirmajām investīcijām šādās ekosistēmās sākotnēji būs jauni pētniecības projekti, bet kopumā tiek sagaidīts, ka sekos arī lielāks starptautiski atzītu publikāciju skaits, lielāks konkrētajā virzienā strādājošu pētnieku skaits, savukārt šī intelektuālo resursu koncentrācija palielinās iespēju piesaistīt, piemēram, Eiropas Savienības finansējumu. Saņemt Eiropas Savienības finansējumu faktiski nav iespējams bez industrijas piesaistes, un tas savukārt nozīmē, ka sākas tehnoloģiskās pārneses posms. Mums jau ir zināma pieredze šādu modeļu veidošanā – atļaušos teikt, ka tas bija mans nopelns “savilkt” kopā to, kas Latvijā ir saistīts ar fotoniku un viedajiem materiāliem. Un te, starp citu, parādās sazobe arī ar medicīnu. Piemēram, optiskās šķiedras ražotājiem būtisks ienākumu avots ir medicīna, kas saistīta ar vēnu dziedniecību, uroloģiju.

Jānis Latvels: – Varu tikai apstiprināt, ka šādos hakatonos liela jēga ir tieši komandu veidošanai, jo idejas galu galā realizē tieši komandas.

Magnetic Latvia sniegtā informācija par hakatonā dalību ņēmušo komandu idejām:

Smart Umbrella – iekārta jeb “tīkls”, ko ievieto asinsvados, lai tas “noķertu” elementus, kuri veido tajos sašaurinājumus un var izraisīt insultu. Komanda hakatona laikā atrada mehāniskā biosensora ražotāju, ko šim “tīklam” piestiprināt, lai to padarītu “viedu”.

Human on Chip – čipi, kas atdarina zarnu darbību ārpus cilvēka organisma, lai varētu testēt dažādu vielu ietekmi uz cilvēka mikrofloru. Negatīva ietekme uz cilvēka mikrofloru izraisa dažādas slimības, piemēram, diabētu.

Smart Food – lietotne, kas piedāvā identificēt produktus, ko ir droši ēst cilvēkam ar alerģiju pret konkrētiem produktiem. Tā parādītu vēlamo produktu, piemēram, balto šokolādi, bet tādu ražojumu, kas nesatur konkrētos alergēnus.

Tesla Health – ierīce, kas rada elektromagnētisku lauku, palīdzot novērst hroniskas sāpes. Tā rada līdzīgu efektu kā zāles, taču atšķirībā no tām neizraisa atkarības.

Vet Assist – kamera, kas spēj noteikt temperatūras izmaiņas, un programmatūra šo datu apstrādei. Komandas rīcībā jau bija prototips, hakatonā tā meklēja pielietojumu. Sākotnēji iekārtu paredzēts izmantot  dzīvnieku ārstēšanā, vēlāk, iespējams, to varētu pielāgot arī iekaisuma identificēšanai cilvēka ķermenī, ņemot vērā iespēju noteikt vietas, kur ir augstāka ķermeņa temperatūra un potenciāli veidojas iekaisums.

Smartspecs – brilles, kas nepieciešamības gadījumā rada gaismu, lai to valkātājs un viņa bioritms nekļūdīgi varētu identificēt dienas daļu. Tas būtu vērtīgi, piemēram, Alcheimera pacientiem, kam mēdz sajukt diena ar nakti un attiecīgi rodas miega un citi traucējumi.

CareHelp – Google un Tinder apvienojums tiem, kam nepieciešama aprūpe mājās, un tiem brīvprātīgajiem, kas ir spējīgi to nodrošināt.

SoftBar – tādu kapsulu ražošana, kas spēj absorbēt organismā esošo dzīvsudrabu. Tas ir kaitīgs veselībai.