Avoin laskennallinen tiede avainasemassa yksilöllisten hoitomuotojen kehityksessä
Tieteellistä laskentaa tarvitaan kasvavien informaatiovirtojen hallintaan monilla tutkimusaloilla. Suomen Akatemian rahoittamassa tutkimushankkeessa sitä hyödynnetään ihmiskehon luontaista mikrobikirjoa käsittelevässä tutkimuksessa.
Numeroiden takaa löytyy suuri määrä tietoa, jota ei vielä muutamia vuosia sitten osattu kuvata ja hyödyntää. Sovelletun matematiikan dosentti ja akatemiatutkija Leo Lahti Turun yliopistosta kehittää tilastollisia tutkimusmenetelmiä, jotka auttavat ymmärtämään monimuotoisia elollisia ilmiöitä.
– Pian ihmisen perimän kartoittamisen jälkeen huomattiin, että kehoamme asuttavien pieneliöiden yhteenlaskettu perimä on satakertainen ja sen tasapainoisella toiminnalla on hyvinvointimme kannalta suuri myönteinen merkitys. Tällaisten monimuotoisten systeemien ymmärtämiseen tarvitaan uusia tutkimusvälineitä. Laskennallinen tiede on eräänlainen mikroskooppi, joka auttaa havaitsemaan numeroiden taustalta rakenteita ja säännönmukaisuutta, joka ei paljain silmin erotu, Lahti taustoittaa.
Tutkimus toi esiin perinteisten ruokavalioiden etuja
Akatemiatutkimuksessa Lahti selvittää kansainvälisten yhteistyökumppanien Jeroen Raesin (Belgia) ja Willem de Vosin (Alankomaat) kanssa ihmiskehon mikrobikirjon muodostumista ja terveysvaikutuksia. Kehittyneiden mittausmenetelmien ansiosta tätä voidaan tutkia uudessa mittakaavassa.
– Voimme kartoittaa kokonaisten ekosysteemien toimintaa, joissa tuhansien mikroskooppisten lajien muodostama herkkä tasapaino on enemmän kuin osiensa summa, Lahti kertoo.
Tutkimuksessa verrattiin perinteisen ja modernin ruokavalion vaikutuksia suolistomikrobeihin. Tulokset toivat esiin perinteisten ruokavalioitten etuja.
– Paljon kasviksia ja vähän lihaa sisältävän ruokavalion on todettu jo aiemmin kytkeytyvän laskeneeseen paksusuolen syövän riskiin. Tutkimme tätä vaihtamalla Etelä-Afrikan maaseudulta ja Pohjois-Amerikan kaupunkiväestöstä poimittujen ryhmien ruokavaliot. Ihmiskehon mikrobisto on hyvin yksilöllinen ja dataa kertyi paljon, mutta havaitsimme jo kahdessa viikossa tulehduksilta suojaavia vaikutuksia perinneruokia nauttineessa ryhmässä. Tämä selittyi muutoksilla suoliston bakteerikannoissa, Lahti toteaa.
– Jatkamme kartoittamalla ihmiskehon luontaista mikrobikirjoa eri maissa. Sen tasapainon ymmärtäminen voi auttaa kehittämään uusia hoitomuotoja yleisiin tauteihin ja vähentämään antibioottien käyttöä, kertoo Lahti.
Yllättäviä sovelluksia muilla tieteenaloilla
Luonnontieteisiin kehitetyille laskentavälineille on alettu löytää sovelluksia myös muilla aloilla, kuten historiantutkimuksessa. Lahti mainitsee digitaaliset ihmistieteet lupaavana aluevaltauksena.
– Olemme Helsingin yliopiston professorin Mikko Tolosen kanssa käyttäneet samoja menetelmiä länsimaisen kirjallisuuden kehityksen tutkimiseen viimeisen 500 vuoden aikajänteellä.
Leo Lahden tavoitteena on tehdä samalla tieteestä entistä avoimempaa.
– Perinteiset tieteelliset käytännöt eivät ole pysyneet kehityksen perässä. Samalla kun kasvava informaatiotulva luo avoimuudelle uusia haasteita, digitalisaatio on avannut mahdollisuuksia tutkimusaineistojen, menetelmien ja löydösten läpinäkyvyyden lisäämiseen. Avoimen lähdekoodin mallit sujuvoittavat yhteistyötä ja tutkimustulosten leviämistä tehden tutkimuksesta sekä luotettavampaa että tehokkaampaa. Avoimen tutkimuskulttuurin edistäminen onkin työssäni keskeisellä sijalla.
Ihmisen suolistomikrobiston ekologinen mallitus: yksilöllisyys, dynamiikka ja toiminnallisuus laajoissa väestötutkimuksissa on käynnissä 01.09.2016 - 31.08.2021. Tutkimushanketta rahoittaa Suomen Akatemia.
Lisätietoja: Leo Lahti, sähköposti: leo.lahti@iki.fi
http://www.iki.fi/Leo.Lahti
Kuva: Pond5.com
