Å snuble over noko banebrytande

Av Forskerforum
Publisert 10. november 2022 kl. 10:37

– Hm, det var rart, tenkte Katharina Vestre, medan ho kika på aggressive kreftceller i mikroskopet.

Proteinet stipendiaten jakta, viste seg brått ein heilt annan stad enn ho hadde planlagt. Her lyste det mot henne i ein struktur frå siste trinn av ei celledeling. Det til trass i at ho hadde sveltefora cellene nettopp for å hindre deling.

– Dette var slett ikkje det eg hadde planlagt å finne. At eg fekk auge på det, var eit slumpetreff som førte til ei heilomvending i siste delprosjektet i doktorgraden, fortel Vestre.

Eigentleg skulle ho forske på systemet som styrer korleis celler flyttar seg rundt i kroppen, men no blei ho meir nysgjerrig på celledeling. Kvifor var proteinet så tydeleg plassert i denne strukturen? Vestre disputerte ved Universitetet i Oslo (UiO) i september. Så langt er det mykje som tyder på at proteinet fungerer som ein slags brems i delingsprosessen i cellene.

– Det er ei enorm interesse for alle protein som kontrollerer celledeling, sidan kreft er ein sjukdom der delinga ikkje er regulert slik ho skal, seier Vestre.

Ikkje terningkast

Historia er spekka med eksempel på at liknande slumpetreff har ført til spektakulære gjennombrot. Alexander Fleming hadde det heldigvis ikkje spesielt reint og ryddig på laboratoriet, så ei av petriskålene med bakteriekultur mygla. Wilhelm Röntgen hadde inga aning om kva han hadde funne, så han kalla det «X-Strahlen» (ukjende strålar). Studiesjukepleiarar i Pfizer oppdaga at mannlege forsøkspersonar la seg på magen og var flaue under kliniske forsøk med ein ny medisin mot hjarte-kar-problem (sildenafil, seinare kjent som Viagra). Det er likevel ikkje slik at kven som helst kan snuble over banebrytande oppdagingar.

– Ein må vere godt førebudd for å ha nytte av slumpetreff i forskingsprosessen, seier filosof og professor emeritus Nils Roll-Hansen ved UiO.

Fleming, for eksempel, hadde alt på plass. Han var ein velutdanna og framifrå forskar. Då den rette myglesoppsporen slumpa til å slå seg ned i eksperimentet, var han allereie på leiting etter eit stoff som kunne ta knekken på bakteriar. Tenk om han i staden hadde slengt den mygla skåla i søpla? Det er heller ikkje slik at slumpetreff i forsking handlar om reine tilfeldigheiter, nett som terningkast. Eit vanleg bilete på det vi veit og ikkje, er eit mørke som blir lyst opp. Uventa funn kan finne stad i grenseflata mellom lyset og mørket. Det som trer fram, har likevel vore der heile tida.

– Når ein prøver å finne ut korleis røyndomen faktisk er, så er jo røyndomen der på førehand. Vi kan ikkje seie at det er tilfeldig korleis røyndomen er, seier filosofen.

At noko blir funne der det blir leita, er heller ikkje tilfeldig. Likevel trer nye sider av verda gjerne fram som overraskingar. Roll-Hansen trur det er viktig å ta vare på dette uventa.

– Det kan vere lett å skubbe det vekk.

Han trur ei betre forståing av denne delen av den vitskaplege prosessen kan gi folk eit meir presist bilete av kva forsking er.

– Det finst ei oppfatning om at forsking er veldig styrt, at forskarar har kontroll på alt, og at det forskarar seier, er sant. Det kan vere bra om denne openheita blir tydelegare. Då kan det også bli lettare å forstå at forskarar har grunn til å spekulere litt no og då, seier Roll-Hansen.

– Fullstendig uventa

Fagkunnskap saman med langvarig og systematisk arbeid er altså viktige delar av fangstnettet. Då er det kanskje ikkje så rart atdenne typen slumpetreff også har fått eit meir profesjonelt lydande namn, nemleg serendipitet – det vil seie utilsikta, men verdifulle oppdagingar. Fenomenet har vore viktig i arbeidet Edvard Moser og May-Britt Moser har gjort med å avdekke korleis hjerneceller kodar for stadsansen.

– Faktisk blei alle dei tre store oppdagingane på feltet vårt dei siste 50 åra gjorde ved slump, fortel Edvard Moser, professor ved Kavliinstituttet for nevrovitskap ved NTNU.

I 2014 delte dei to norske forskarane Nobelprisen i medisin med briten John O’Keefe, som først oppdaga plassceller i 1971. Dette er celler som er sensitive for posisjonen i eit rom.

– Han var eigentleg på jakt etter minnet, fortel Moser. O’Keefe målte signala frå enkeltceller i rottehjernar, i området hippocampus. Han såg at celler blei aktive når rottene var på bestemte stader i buret.

– Han forstod at dette var viktig, og valde å bruke resten av livet sitt til å studere slike celler. Litt meir enn eit tiår seinare oppdaga amerikanaren James Ranck cellene som kodar for hovudretninga, i tinninglappen.

– Han skulle eigentleg studere plassceller, men hadde elektrodar på avvege i feil hjerneområde. Plutseleg fann han retningscellene, fortel Moser.

Det tredje store funnet, gittercellene i tinninglappen, blei gjort av Moser og Moser i 2005. Desse cellene er aktive på bestemte stader i eit rom, og aktiviteten dannar eit sekskantmønster (gitteret) i rommet.

– Sjølv om vi visste at det måtte vere eitt eller anna i det hjerneområdet, kom gittermønsteret fullstendig uventa på oss, forklarer Moser.

Uttalt del av metoden

Nokre fagfelt har eit meir medvite og uttalt forhold til slumpetreff enn andre. I sosialantropologien er dette med serendipitet mykje diskutert. Konseptet blir skildra som ein sentral del av sjølve metodikken, fortel Camilla Hansen, sosialantropolog ved OsloMet.

– Det handlar om kjernen i deltakande observasjon og etnografi, evna til å oppdage og vere open for det ukjende og til å sette saman ny kunnskap på nye måtar, seier ho.

Det antropologiske feltarbeidet er knytt til å fange opp det usagde og kople dette til ein heilskap.

– Ein politikar i det sørafrikanske parlamentet inviterte meg til å løfte vedkomande frå rullestolen til sofaen. Det overrumpla meg, men opna for at eg kunne skrive om førestillingar om kropp, mangfald, likeverd og det gjensidige i politikken etter apartheid, fortel Hansen.

For antropologane handlar omgrepet også om blikket dei tek med inn i situasjonen – kunnskapen frå faget som gjer at dei klarer å få auge på noko. Ein antropolog som endeleg har klart å bygge nok tillit til å få innpass i eit miljø eller eit samfunn, kan plutseleg oppleve at brikkene fell på plass.

– Det er slumpetreff at du dumpar oppi noko, men du gjer desse slumpetreffa til noko meir. Delar av eit større bilete, ein heilskap, noko som kan bli generalisert, seier Hansen.

Ho understrekar at antropologar snakkar om tema, spørsmål og problemstillingar heller enn hypotesar, og at metodikken er induktiv heller enn deduktiv: Antropologane observerer og kjem deretter med forklaringsmodellar og teoriar. I den deduktive framgangsmåten har forskaren allereie ein hypotese eller ein teori og ønsker å teste om han har noko føre seg – eller om han er feil. Dette er ein meir vanleg måte å sjå føre seg forskingsprosessen på, særleg i naturvitskapen.

– Det er eit hierarki innan forsking og kva som kan kallast sanning. Eg meiner det er viktig å sjå at dei ulike typane metodikk skaper eit mangfald i vitskapen, seier Hansen.

– Regelen heller enn unntaket

Vegen frå hypotese til empiri kan framstå som rettlina, men det er sjeldan tilfellet, ifølge Moser.

– Oftast fungerer det ikkje slik i praksis. Vi finn noko anna enn vi hadde tenkt. Slike slumpetreff er nesten regelen heller enn unntaket. Eg trur dette heng saman med at vi veit for lite om heilskapen. Spørsmåla er ikkje stilte slik dei ville vore om vi hadde meir kunnskap, seier han.

Han trur også dette er spesielt viktig på unge felt, fordi det er så mykje ein ikkje veit der.

– I partikkelfysikken, for eksempel, veit ein nok mykje meir og har klare prediksjonar, så ein kan gjere store, felles satsingar på kritiske forsøk. I hjerneforskinga er vi ikkje i stand til å formulere slike kritiske forsøk enno, seier han. Derimot er det mogeleg å planlegge og legge til rette for det uventa, meiner Moser.

Han understrekar at mange forskarar har lært seg å stille spørsmål slik at dei finn litt meir enn berre det dei har spurt om, for eksempel ved hjelp av omfangsrike data.

– Registrerer vi aktiviteten frå 1000 nerveceller medan ei mus gjer noko, kan vi sjå mønsteret til cellene sjølv om hypotesen vår ikkje slår til, seier Moser. Like fullt er det viktig å ha ein hypotese, meiner han.

– Det er som å leite i eit mørke. Hypotesen er lommelykta, seier han.

Samtidig er det viktig å ikkje låse seg – verken i hypotesen eller i kunnskapen ein har frå før.

– Ein må vere viljug til å sjå verda på nye måtar, og om naudsynt gi avkall på personleg prestisje for å finne sanninga, heller enn å gifte seg med eigne modellar. Det krev både mot og fleksibilitet, seier Moser.

Trålar data

Are Raklev er professor i fysikk ved UiO. Han er samd i at mykje er tynt ut av partikkelfysikken allereie. Han kan også skrive under på at lite er tilfeldig i dei verkeleg store eksperimenta, for eksempel dei som går føre seg ved partikkelakseleratoren Large Hadron Collider (LHC) ved CERN i Sveits.

– Dette med slumpetreff er likevel ikkje utan relevans. Forskarar i CERN-miljøet er nemleg urolege for å gå glipp av hendingar dei ikkje spesifikt ser etter, fortel fysikkprofessoren.

LHC kan få proton til å kollidere 50 millionar gonger i sekundet. Det gir altfor mykje data til at informasjonen om alle kollisjonane kan bli lagra. Potensielt spanande kollisjonar blir automatisk plukka ut, etter kriterium som forskarane har bestemt, fortel Raklev.

Berre om lag 1 av 50 000 kollisjonar blir lagra. – Det har vore mykje diskusjon og tankearbeid rundt mogelegheita for at noko skal gå fysikarane hus forbi her. I eit forsøk på å vege opp for dette blir det lagra nokre få tilfeldige kollisjonar i alle eksperimenta, fortel Raklev. Han trur det framleis er rom for store overraskingar i fysikken – til og med i partikkelfysikken. Mange spørsmål står att, for eksempel rundt det vanskelege området mellom kvantemekanikk og gravitasjon.

– Her kan det dukke opp enorme overraskingar. Kanskje er det eit slumpetreff som skal til for å kome vidare, seier Raklev.

Han trur det å vere leiken og ha god fantasi er essensielle ingrediensar for å legge til rette for heldige slumpetreff, på toppen av solid fagkunnskap. Sjølv leitar fysikkprofessoren etter den mystiske mørke materien som utgjer rundt 85 prosent av all materie i heile universet, men som ingen har funne eit einaste fnugg av enno.

– Eg ser etter teikn til ny fysikk i enorme mengder med data.

– Då er du vel ganske aktivt på jakt etter slumpen?

– Ja, du kan vel seie at dette er ein moderne måte å prøve å få til slumpetreff på.

For nokre år sidan trudde Raklev at han verkeleg hadde snubla over noko.

– Det var veldig spanande, og eg jobba steinhardt. Men det viste seg å ikkje vere noko. Det er problemet med å jobbe med haugevis av data, du kan alltid finne noko som berre ser litt rart ut, seier Raklev.

Å ikkje få til

– Dagleglivet som forskar handlar stort sett om å ikkje lukkast og å ikkje få til ting. Vi prøver å stille spørsmål som ikkje er gode nok til å få svar, og vi leitar stort sett i feil retning, seier Nils Chr. Stenseth, biologiprofessor ved UiO.

Han trur desse sidene ved forskarlivet fører til at dei som lukkast, blir ekstra observante på dei små lysglimta som viser seg, og gode til å sjå på alternative tolkingar av det som dukkar opp.

– Slik opererer eg i alle fall sjølv. Kvar gong vi ikkje får ting til, prøver eg å forstå kvifor. Då kan det dukke opp heilt uventa ting, seier Stenseth.

Éin gong sleit han med å skjøne seg på eit omfattande datasett om svingingar i bestanden av gaupe og hare i Canada. Han og kollegaane var sikre på at dynamikken hang saman med skogtypane. Det fekk dei ikkje til å stemme med data.

– Det var ein desperat situasjon. Vi hadde flotte data, men klarte ikkje å tolke dei. Eg hadde ein tanke om klimaeffektar i bakhovudet som eg lufta med ein kollega i USA. Dermed fekk eg tilsendt forsking om store svingingar i klima og korleis dei verkar på snø, ver og vind ulike stader. Svingingane i bestandane blei plutseleg enklare å forstå, fortel Stenseth.

Eit anna slumpetreff var den store svingen karrieren tok rundt tusenårsskiftet, då han tilfeldigvis sa ja til ein middag med medlemmer i eit forskarnettverk som digitaliserte data om svartedaudbakterien.

– I dag er eg ein av dei sentrale forskarane innan pestøkologi og evolusjon, seier Stenseth. Han trur slumpetreffa spelar ei svært viktig rolle.

– Dette er ei underkommunisert side av forskingsprosessen. Forskarar stiller spørsmål om ting vi i utgangspunktet ikkje forstår, og då kan vi ikkje vite kva utfallet blir. Vi må vere opne, og forskarar må ha stor grad av fridom for å lukkast.

– Ekstremt tolmod

For Vestre var det naturleg å la det uventa ta over då ho slumpa til å sjå at proteinet ho studerte, hadde ei rolle i celledeling. Forskarar treng å gi seg sjølve rom til å følge nye spor, trur ho, trass i at det kan vere vanskeleg. Hadde ho hatt tunnelsyn eller veldig dårleg tid, ville ho kanskje oversett det uventa.

– Forsking er kjekkast når ein kan vere nysgjerrig og open og ikkje bestemmer seg på førehand for kva ein skal finne. Eg blei forskar fordi eg ønskte å forstå naturen rundt oss. Ikkje fordi eg hadde lyst på ei lang publikasjonsliste, seier ho.

Samtidig kan det vere langt mellom augeblinkane då ein finn noko spanande. I dei store mellomromma er den neste viktige eigenskapen ekstremt tolmod, meiner Vestre.

– Det du har funne, må visast veldig grundig og på mange måtar – så du må berre bite tennene saman og kome deg gjennom analysane. Sjølv har ho brukt veke etter veke på å sjå på filmar av celler som deler seg.

– Då handlar det om hardt arbeid og å vere systematisk, tolmodig og grundig. Raklev understrekar at vitskapen først og fremst er ein samla innsats.

– Det er ikkje «Eureka!»-augeblinkane som gir vitskapleg framdrift. I historiene vi fortel om dei, er det lett å gløyme arbeidet som ligg til grunn. Framdrifta skjer gjennom det vitskaplege samfunnet og lag på lag med kunnskap. Alle slumpetreffoppdagingane ville til slutt vist seg uansett, seier han.

Det er ikkje dermed sagt at det går an å bestille vitskapleg framdrift og bestemme på førehand korleis verda er.

– Alle ordentlege oppdagingar byrjar med «Hm, det var rart», seier Raklev.