Kolme Aallon tutkijatohtoria esittää rohkeat tutkimusideansa Slushissa

Tutkimusideoiden esittely on ollut osa Slushia vuodesta 2015. Viikon sisällä kolme innokasta tutkijatohtoria – Anand Tatikonda, Anna Stöckl ja Tommi Himberg, kaikki Skolar Award -palkinnosta kisaavia tutkijoita – seisovat Slushin yleisön edessä ja esittelevät uudet tutkimusideansa kolmessa minuutissa. Pyysimme tutkijatohtoreita kuvailemaan ehdotustensa keskeisen sisällön.

E-jätekeräyksen mullistaja

Joka vuosi elektroniset laitteet, kuten matkapuhelimat, tietokoneet ja pesukoneet, synnyttävät satoja miljoonia tonneja elektroniikkajätettä (e-jätettä). Anand Tatikonda aikoo kehittää uuden ja kestävän tavan kierrättää komplekseja metalleja:

”Nykyisissä metallin kierrätystekniikoissa käytetään kovia kemiallisia prosesseja, jotka eivät ole kustannustehokkaita ja vahingoittavat ympäristöä. Ehdotankin uudenlaista biokäsittelytekniikkaa e-jätteen käsittelyä varten. Ajatuksena on käyttää erityisiä bakteereja, jotka hajottavat kompleksit metallit yksinkertaisiksi metalleiksi, joiden kierrätys on helppoa. Metalli asetetaan mikroastiaan, jossa on tietyn tyyppisiä bakteereita. Nämä bakteerit käyttävät metalleja ravinnokseen ja pilkkovat ne yksinkertaisempaan muotoon. Bakteereja voi hallita helposti, ja ne ovat ympäristön kannalta kestäviä. Tällaisia tekniikoita käytetään jo esimerkiksi nikkelin erottamisessa, mutta mikrofluidiikan ansiosta voimme saada tuloksia jopa parissa tunnissa perinteisen viisivuotisen prosessin sijaan!

Metallit saadaan nopeasti uudelleenkäyttöön, kun biokäsittelytekniikka yhdistetään mikrofluidistiikkaan. Kierrätysteollisuuden ja harvinaisia metalleja tuottavien maiden lisäksi hyötyvät myös kehitysmaat, kun e-jätekuorma pienenee. Tarvittava perusymmärrys ja tiede ovat jo olemassa, mutta haastava osuus on biotekniikka eli tiettyjen bakteerien eristäminen tiettyä prosessin menetelmää varten. Taitavia mikrobioloja todella tarvitaan.”

Neuronien salojen paljastaja

Miten aivot toimivat? Anna Stöckl aikoo paljastaa osan mysteeristä tutkimalla neljän neuronin vuorovaikutusta ennennäkemättömällä fysiologisella tarkkuudella:

”Yksittäiset neuronit ja niiden toiminta ymmärretään jo hyvin, mutta nyt aiomme selvittää, miten useat neuronit toimivat yhdessä verkostoissa, joissa käsitellään tietoa. Tähän mennessä tutkijat ovat pystyneet mittaamaan vain yhtä tai kahta neuronia samanaikaisesti korkealla fysiologisella tarkkuudella, jota neuronien vuorovaikutuksen seuraaminen edellyttää. Niinpä meidän tavoitteemme neljän neuronin samanaikaisesta mittaamisesta tällä tarkkuudella verkkokalvon hermoverkossa olisi maailmanennätys! Tutkimme silmän aistinkudoksena toimivan verkkokalvon hermoverkkoja, joita käytetään yleisesti aivoverkkojen mallina. Neuroneihin liitetään mikroelektrodit, neuroneita stimuloidaan valolla, ja solujen vasteet rekisteröidään. Tuloksena saamme runsaasti tietoa neuronien välisestä vuorovaikutuksesta, sillä sekä neuroneihin tulevat että neuroneista lähtevät signaalit voidaan mitata. Lopuksi voimme parantaa nykyisiä malleja, jotta niitä voidaan käyttää kuvaamaan laajempien verkkojen toimintaa.

Kehittämäämme tekniikkaa voidaan myöhemmin soveltaa eri solutyyppeihin, silmän verkkokalvoihin ja aivoverkkoihin. Näin voimme saada vastauksia peruskysymyksiin, kuten siihen, miten näkö toimii verkkokalvossa, ja soveltaa tietoja verkkokalvosairauksiin. Tämä koe – neljän neuronin samanaikainen hallinta ja tietojen rekisteröinti – on teknisesti hyvin haastava. Onneksi tiimin jäsenet ovat tukenani, jotta voimme yhdessä optimoida tekniikan ja saada tämän hankkeen onnistumaan.”

Tanssien empaattisemmaksi

Yhteistyö, konfliktien ratkaisu ja niiden ennaltaehkäisy ovat kaikille tärkeitä taitoja, jotka korostuvat erityisesti ryhmätilanteissa. Tommi Himberg on innostunut tutkimaan, miten liikeimprovisaatiota voidaan hyödyntää esimerkiksi koululuokissa parantamaan yhteisöllisyyttä ja oppimista:

”Projektissamme tutkijat ja taiteilijat toimivat luovassa vuorovaikutuksessa tutkiakseen luovaa vuorovaikutusta. Kehitämme liikeimprovisaatioharjoitteita, joiden pitää yhtä aikaa olla luovia ja innostavia, mittalaittein tutkittavia, sekä vuorovaikutustaitoihin vaikuttavia. Mittaamme muun muassa ihmisten liikettä, tunnetiloja ja aivotoimintaa samalla kun he tanssivat yhdessä, pelaavat rytmipelejä tai rakentavat marionetteja. Pelejä voi hyödyntää esimerkiksi kouluissa, oppilaitoksissa ja työpaikoilla.

Tutkimusprojektissamme on uutta se, että yritämme ratkoa vuorovaikutusongelmia ryhmästä eikä yksilöistä käsin. Vaatii tasapainoilua yhdistää mahdollisimman kitkaton ja luonteva vuorovaikutustilanne ja tarkka mittaaminen. Lisäksi tarvitsemme valmiina olevien taiteellisen ja tieteellisen peruskiven lisäksi kolmannen eli pedagogisen osaamisen, joten etsimmekin partnereita koulumaailmasta.”

Skolar Award on tiedepohjainen kilpailu, jonka tavoitteena on korkealaatuisen tutkimuksen ja tutkijoiden innovatiivisten tutkimusideoiden edistäminen. Palkintona on 100 000 euron tutkimusapuraha. Kilpailu huipentuu Slushissa, jossa tutkijat esittävät ideansa kolmen minuutin mittaisena esityksenä, ”pitchinä”.