Risiko2040, 27.01.14 Bio- og nevroteknologi i 2040 Gaute T. Einevoll Norges miljø- og biovitenskapelige universitet http://compneuro.umb.no/ 1
Muliggjørende ( enabling ) teknologier Bioteknologi avlesning av menneskers, dyrs og planters DNA-molekyl ( genom ; arvestoff) kontrollert endring av DNA-molekylet Nevroteknologi avlesning av menneskers menneskers (og dyrs) hjerneaktivitet påvirkning av menneskers (og dyrs) hjerneaktivitet ved bruk av piller, elektrisitet eller magneter 2
Bioteknologi 1953: DNA-molekylets struktur og rolle som bærer av arvestoff avdekkes Francis Crick James Watson Rosalind Franklin Maurice Wilkins
DNA: Langt ord med 4 bokstaver i alfabetet
Menneskers DNA: 3000 millioner bokstaver (A,C,T,G) 5
~1985: DNA identifikasjon Menneskers DNA-molekyler er 99.9% likt for alle Men nok forskjell til unikt DNA fingeravtrykk [unntatt eneggede tvillinger] Samtidig: PCR (polymerase chain reaction) gjør det mulig å kopiere opp ørsmå DNAmengder for videre analyse 6
DNA koder for proteiner (via RNA) [men også for hvilke proteiner som skal lages (epigenetikk)] DNA RNA protein
2003: Menneskers genom (DNA) avdekket Menneskers DNA med ca. 20000 gener ( proteinoppskrifter ) kartlagt i 2001 (2003) 8
Mot 2040: Individbasert medisin Skreddersydd behandling basert på pasienters DNA: o valg av medikamenter, etc. o stamcelleteknologi Avdekking av risikoutsatte grupper (for særskilt forebygging) basert på DNA 9
Eksempel: DNA-basert prediksjon av risiko for schizofreni GWAS-studier ( genome-wide assocation studies ) brukes for å identifisere gener knyttet til sykdommer og egenskaper De fleste (som schizofreni) er polygene, dvs. følger av samvirke mellom mange gener Seneste studium benytter DNA-analyse ( SNPanalyse ) for 80000 personer (40000 schizofrene & 40000 ikke-schizofrene) Ole A. Andreassen: NORMENT: Norsk senter for forskning på mentale lidelser, Univ. i Oslo Basert på denne informasjonen kan, for eksempel, DNA-baserte schizofreni-tester lages. Screening? Anders M. Dale: University of California, San Diego 10
På den annen side. 11
Fare for at vi går mot et sorteringssamfunn? DNA-basert forsikringspremie? Medbringe DNA-profil på jobbintervju? [USA: Genetic Information Nondiscrimination Act, 2009] 12
Mot 2040: Genmodifiserte planter og dyr 13
Bok: Critical problems in physics KOMPLEKSITET SAMMENFILT. MAKROKOSMOS MIKROKOSMOS INNHOLD 1. Introduction 2. Non-equilibrium physics 3. Dynamics, computation and neurobiology 4. Emergence and evolution of patterns 5. High-temperature superconductors 6. The on-going revolution in medical imaging 7. Cosmological challenges for the 21st century 8. Gravitation and experiment 9. Gravitational waves 10. Neutrino oscillations 11. The Tevatron 12. High energy colliders 13. Vistas in theoretical physics 14. The future of particle physics as a natural science 14
Nevroteknologi: Avbildning av hjerneaktivitet Hjernestruktur: ~1975: MRI vev ~1990: fmri blod ~1970: PET mat ~1970: MEG/ ~1930: EEG elektrisitet Hjerneaktivitet: 15
Mot 2040: Medisin (også individbasert) 16
Overflateekspansjon 17 Anders Dale, Harvard MGH
Eksempel: Kombinert bruk av MEG og MRI Respons når en ser ukjente ord ANDERS DALE Analyse og animasjon av Anders Dale, UC San Diego 18
Mot 2040: Hjerneproteser Elektriske signaler 19
Mot 2040: Hjerneavlytting? Tankelesning generelt veldig vanskelig (for langt unna signalkildene) Og spesielt uten at personen vet om det! Men kanskje ved bruk av hjerne-maskin kobling i dataspill? 20
Mot 2040: Løgndetektor? 21
Mot 2040: Nytt syn på straffeansvar? Phineas P. Gage: Arbeidsleder på jernbaneanlegg i USA 1848: Jernstang gjennom hodet i arbeidsulykke Før: til å stole på, effektiv, balansert Etterpå: ikke til å stole på, utålmodig, profan(!)
Mot 2040: Hjernen min har skylda? Peter Braunstein (f. 1964): Dømt i New York i 2007 for kidnapping, seksuell utnyttelse, innbrudd, 23
Mot 2040: Nevromarkedsføring Hva skjer i hjernen når fornuften konkurrerer med følelsene? Pepsi vs. Coca Cola:
Mot 2040: Nye alternativer for behandling Hjernestimulering med elektriske strømmer og magnetisk felt fra utsiden av hjernen Dr. Dave s Best Instant Einstein DBS: deep brain stimulation TMS: transkraniell magnetisk stimulering
Fjernstying av kakkerlakker fra iphone Produseres av firmaet Backyard Brains i Michigan, USA