Storbråk hotar Europas hjärnforskning

Hjärnforskaren Henry Markram stod längst fram på scenen i Oxford Playhouse i Oxford, Storbritannien, en julidag år 2009 och beskrev sin vision:

– Vårt mål är att bygga en detaljerad realistisk datormodell av den mänskliga hjärnan.

Jobbet skulle vara klart inom tio år, och datormodellen bli så lik en riktig hjärna att den skulle kunna dyka upp i form av ett hologram och hålla ett eget föredrag.

Det var en häpnadsväckande plan. Henry Markram berättade att han redan var i färd med att förverkliga den. Han ledde arbetet med att simulera en bit av hjärnbarken hos en råtta i en superdator vid École polytechnique fédérale de Lausanne i Schweiz.

Numera är han högste chef för Europas största satsning någonsin på forskning om hjärnan, The human brain project (HBP). Budgeten fram till år 2023 är på sammanlagt en miljard euro, drygt nio miljarder kronor. En stor del av pengarna kommer att gå till arbetet med superdatorer.

Henry Markram är lång, klädd i mörk kostym och talar engelska präglad av hans uppväxt i Sydafrika. Vi träffas på världens största vetenskapliga konferens om hjärnan, arrangerad av Society for Neuroscience i USA:s huvudstad Washington DC. Han har gjort banbrytande studier av nervceller, bland annat tillsammans med Nobelpristagaren Bert Sakmann. Dessutom har han, som en av kritikerna uttrycker saken, en unik förmåga att reta gallfeber på folk. Dagens hjärnforskning ger han inte mycket för.

– Den befinner sig i medeltiden. Citera mig gärna på den punkten. Hjärnforskningen befinner sig i medeltiden på nästan alla plan, säger Henry Markram.

Hjärnans sjukdomar slukar uppåt en tiondel av världens samlade bruttonationalprodukt. I åldrande befolkningar drabbas allt fler av sjukdomar som alzheimer och parkinson. Men läkemedelsbolagen drar ner på forskningen om hjärnan eftersom det är så svårt att lyckas med nya mediciner. Allt detta visar hur totalt misslyckad hjärnforskningen är, enligt Henry Markram.

Hans lösning är att bygga en datormodell. Numera beskriver han den inte som ett mål i sig, utan som ett verktyg för att bringa reda i alla osorterade fakta om hjärnan och få en bättre bild av hur den fungerar.

Det kan behövas. Konferensen här i Washington DC har drygt 31 000 deltagare. I en underjordisk sal stor nog att rymma en hel fotbollsturnering trängs tusentals forskare i klungor längs rader av anslagstavlor som sträcker sig så långt ögat kan nå. Sorlet är öronbedövande. Tavlorna är tapetserade med vetenskapliga rapporter om allt från elektriska egenskaper hos proteiner i enskilda nervceller, till hur hjärnskakningar påverkar professionella hockeyspelares finmotorik. Allt i en enda röra.

Inom många andra fält är forskarna mer organiserade. Det gäller i synnerhet fysiker, vilket beror på att de behöver så dyra apparater. Astronomer har en lång tradition av att samsas om stjärnkikare. Jätteprojekt med fysiker och ingenjörer har gett oss både atombomber och månfärder. Och upptäckten av den berömda Higgspartikeln är resultatet av ett enormt samarbete vid världens största laboratorium för partikelfysik, Cern, på gränsen mellan Schweiz och Frankrike.

Grundforskning om livet tar mindre plats. Ett typiskt experiment brukar rymmas på en laboratoriebänk. Men även bland biologer finns en trend mot big science. Det första exemplet var avläsningen av människans hela arvsmassa, det så kallade genomet, som blev färdig för drygt tio år sedan. The human genome project var en stor framgång. Möjligen är det därför Europas satsning på neurovetenskap fick det snarlikt klingande namnet The human brain project.

EU-kommissionen har utnämnt HBP till ett av sina ”vetenskapliga flaggskepp”. Det praktiska arbetet började för drygt ett år sedan. I början gick allt bra, men i våras surnade stämningen till.

En del av projektet skulle handla om så kallad kognitiv neurovetenskap, som bland annat går ut på att spåra tankar och känslor med hjärnkameror. Men kognitionsforskarna tyckte att Henry Markram och hans två närmaste män tog alldeles för mycket av pengarna till sitt eget favoritområde: superdatorerna. Tankar och känslor borde ju stå i centrum av ett projekt som ska handla om den mänskliga hjärnan, resonerade kognitionsforskarna.

Ledningens svar blev att utesluta nästan all kognitiv neurovetenskap från vidare finansiering. Beskedet kom i ett mejl. Många blev upprörda över att Henry Markram och hans två närmaste män strök ett så stort och viktigt forskningsfält från sin budget.

– Jag insåg att processen var helt odemokratisk, säger Zach Mainen, chef för hjärnforskningen vid stiftelsen Champalimaud i Lissabon, Portugal.

I juli förra året skrev han, tillsammans med några kolleger, ett öppet brev till EU-kommissionen. Där kräver de förändringar i ledningen för projektet och en bredare vetenskaplig inriktning. Om ingenting händer tänker de bojkotta forskning knuten till HBP.

Makarna May-Britt och Edvard Moser i Trondheim, Norge, undertecknade brevet. Några månader senare fick de ett Nobelpris i medicin för sin forskning om lokalsinnet. Det var en triumf för hjärnforskningen – och samtidigt ett bakslag för det stora projektet. Plötsligt fanns högt respekterade Nobelpristagare på listan över dess kritiker.

Edvard Moser skrattar åt saken.

– Jag har varit skeptisk till det där projektet ända från början, säger han.

Edvard Moser påpekar att hjärnforskningen är full av fakta men fattig på teorier om hur allt hänger ihop. Därför tror han inte att tiden är mogen för en satsning som beskriver sig själv som ”ett Cern för hjärnan”.

– I fysiken är det annorlunda. Där har man konkreta frågor: finns det en Higgspartikel eller inte? Och så startar man ett projekt med tusentals människor som kostar miljarder, men man vet vad man vill. Det finns ett tydligt mål, säger han.

Hjärnforskarna har varken den typen av övergripande teorier eller ett mätbart mål i stil med att avläsa arvsmassan i människans alla kromosomer. Trots det blir megaprojekten om hjärnan allt fler. Nya satsningar är på gång även i USA, Kina, Australien och Japan. Att det sker just nu har många orsaker.

– Hjärnan är ganska populär bland politiker. Alla förstår att de kommer att åldras, och de vill gärna se tekniska innovationer, säger William Newsome, professor i neurovetenskap vid Stanford university i USA och en av hjärnorna bakom president Barack Obamas The brain initiative, som just har kommit i gång.

Initiativet lanseras som Amerikas nya rymdprogram. Det har en budget på drygt trettio miljarder kronor fram till år 2025 – förutsatt att kongressen fortsätter att bevilja pengar varje år. Målet är att få fram nya metoder för att studera hjärnan och sedan använda dessa för att ta reda på hur de cirka 86 miljarder nervcellerna i en människas hjärna samverkar. Det är i stort sett vad hjärnforskarna redan håller på med, vilket kan förklara varför många gillar initiativet.

Projekten i Kina och Australien befinner sig fortfarande på planeringsstadiet. Helt säkert kommer de att förlita sig på de nya metoder som brukar användas som argument för att satsa stort på hjärnforskning just nu.

Det främsta exemplet är så kallad optogenetik. Metoden gör det möjligt att styra enskilda celler med ljus i en levande hjärna. En annan uppfinning är att låta ett genförändrat rabiesvirus sprida sig i nervsystemet på ett sätt som avslöjar hur kopplingarna ser ut. I verktygslådan finns även bättre mikroskop, ett nytt sätt att avläsa aktiviteten i tusen levande nervceller samtidigt, samt effektivare metoder för att genförändra försöksdjur.

HBP skiljer sig från de övriga genom sitt fokus på datorer. Det utmärker sig också på grund av alla konflikter. Hittills har närmare 800 personer skrivit under det öppna brevet med krav på förändringar. Makarna Moser är i gott sällskap med ledande hjärnforskare i Europa och andra världsdelar.

Brevet väckte känslor. I stora forskningsprojekt finns en outtalad regel om att hålla sina strider utanför offentligheten. Ett öppet brev med hot om bojkott var ett rejält övertramp, enligt Richard Frackowiak, som ingår i ledartrojkan för HBP. Han kommenterar brevet över snittar och vin på ett av den stora hjärnkonferensens många mingel:

– Det var som att använda en atombomb trots att ett litet lokalt krig hade varit fullt tillräckligt, säger han.

Henry Markram varnar för de politiska följderna. Han tror att ekonomiska makthavare hädanefter kommer att dra sig i det längsta för att skicka pengar till hjärnforskare.

Brevskrivaren Zach Mainen har förstås en annan syn på saken. Han tror att den öppna striden på sikt kommer att gynna forskningen i Europa, även om det vetenskapliga flaggskeppet skulle gå till botten.

– EU-kommissionen borde lära sig en läxa av detta. Den gav för mycket makt åt ett fåtal personer, säger han.

Protesterna verkar ha nått fram. Sedan i september förra året försöker en oberoende medlare lösa problemen. Han heter Wolfgang Marquardt och är ordförande för Forschungszentrum Jülich i Tyskland. Den 58-årige civilingenjören beskrivs som seriös och lugn, vilket kan komma väl till pass. Vid sidan om den sakliga diskussionen pågår pajkastning på nätet. Där blir folk idiotförklarade och jämförda med Nordkoreas diktator Kim Jong Un.

Wolfgang Marquardt räknar med att vara färdig med sitt uppdrag någon gång i sommar. Han har nyligen lämnat en rapport till styrelsen för HBP, som nu jobbar vidare med att förändra organisationen. Den vetenskapligt viktigaste frågan gäller om kognitionsforskarna ska få vara med i fortsättningen eller inte.

– Jag tycker att de ska vara med, och jag tror att det blir så, säger Sten Grillner, professor i neurovetenskap vid Karolinska institutet i Solna.

Han sitter i styrelsen för HBP och är dessutom medlem i organisationens interna vetenskapliga råd, men ingår inte i ledartrojkan.

Sten Grillner beklagar allt bråk, och påpekar att hela projektet bygger på Henry Markrams vision. Utan honom hade det knappast funnits någon miljardsatsning på neurovetenskap i Europa.

– Jag har stor respekt för honom, även om hans diplomatiska talanger inte är så välutvecklade, säger Sten Grillner.

Som forskare har han framställt en datormodell av nervcellerna hos flodnejonögat, en långsmal fisk med primitivt nervsystem. Så ingen behöver övertyga Sten Grillner om att datorer kan ge viktig kunskap om hur nervceller samverkar.

Han hoppas att forskare inom HBP lyckas tillverka realistiska datormodeller av specifika delar av hjärnan, kopplade till funktioner som minnen, rörelser och rumsuppfattning. Däremot är han kritisk till allt prat om att det skulle vara möjligt att på ett decennium bygga en datormodell som på allvar liknar en hel mänsklig hjärna. Det är helt enkelt för svårt. Forskarna vet för lite.

Det kan låta konstigt med tanke på att världens hjärnforskare varje år producerar långt över 100 000 rapporter med nya fakta om nervsystemet. Bara en liten bråkdel av dem ryms på anslagstavlorna här i den underjordiska jättesalen.

Problemet är att det finns en avgrund i kunskapen. Man kan grovt sortera rapporterna i två högar. I den ena finns data om proteiner och andra molekyler i och runt en eller några få nervceller. I den andra hopar sig hjärnkamerornas bilder av hur ämnesomsättningen i olika delar av hjärnan förändras hos friska respektive sjuka individer som tänker, känner och minns under allehanda experiment.

Avgrunden öppnar sig mellan de två högarna – mellan cellerna och den kognitiva världen. Forskarna utgår från att aktiviteten i olika nätverk av celler motsvarar mentala fenomen. Hur det går till är oklart.

Visst, framsteg görs. Det senaste Nobelpriset i medicin är ett exempel på det. Lokalsinnet visade sig hänga samman med aktiviteten hos vissa celler långt in i tinningloberna. Men Edvard Moser hör till dem som anser att det behövs djupare insikter i hur en levande hjärna fungerar innan det är meningsfullt att satsa stort på en datormodell av hela hjärnan. Det räcker inte att fylla en dator med befintliga data.

– Om folk fortsätter att arbeta i mindre skala så tror jag att vi med tiden också får nya teorier. Det är det vi behöver. Vi behöver mångfald, säger Nobelpristagaren, mitt i vimlet av tjattrande hjärnforskare.