Vår kunskap om mikroorganismer i havet har hittills varit marginell trots att tidigare forskning visat att de spelar en avgörande roll för det marina livet.

– Kartläggningen ökar vår kunskap om hur det mikrobiella samhället i Östersjön ser ut, vad mikroberna gör och därmed hur de kommer att påverkas av framtida klimatförändringar såsom ökad nederbörd och minskad salthalt. Förändringar som kan spela en stor roll för resten av det marina livet, berättar John Larsson, forskare vid Institutionen för ekologi, miljö och botanik, Stockholms universitet.

Kartläggningen förväntas kunna bistå med kunskap som är viktig för framtidens förvaltning av Östersjön.

– Målet är nu att implementera dessa nya data i Östersjöns miljömodeller vilket kommer att leda till betydligt mer välunderbyggda handlingsplaner och strategier för Östersjöns förvaltning, säger John Larsson.

Unik kartläggning av mikroorganismers gener
Tack vare de senaste decenniernas fenomenala metodutveckling på det genetiska området vet vi att världshavens vatten döljer en enorm genetisk mikrobiell variation. Forskning har även visat att mikroorganismer utgör cirka hälften av biomassan i haven och att de spelar en avgörande roll för det marina livet, från alger till fisk.

Med hjälp av storskalig DNA sekvensering har forskare som ingår i forskningsprogrammet MiMeBs vid Stockholms universitet kunnat identifiera över 22 miljoner gener från Torne Träsks färskvatten i norr, genom hela Östersjön, till fullt marina vatten vid Sveriges västkust. Analyserna visar på en riklig förekomst av alla typer av mikroorganismer, men med stora variationerna från norr till söder. Resultaten visar också på betydande funktionella skillnader inom Östersjön, och att vissa av Östersjöns mikrober har utvecklats i unika riktningar jämfört med mikrober i sjöar och världshav.

– Vår analys har gett oss en unik översikt av Östersjöns mikrober och nya möjligheter att jämföra miljontals gener som förekommer, från virus till bakterier och alger, på ett sätt som forskare bara kunde drömma om för ett decennium sedan. Vi har fått en helt ny inblick i mikrobernas identitet, förekomst och betydelse för de mikrobiologiska processer och kretslopp som ligger till grund för allt liv i Östersjön, säger John Larsson.

Kunskap underlättar den marina förvaltningen
Det är sedan länge känt att mikroorganismer i sjöar och hav ytterst sällan blandas men orsakerna till detta har varit okända.

– Resultaten visar på att mikroorganismerna, troligtvis genom snabb tillväxt och en enorm plasticitet, under sina miljontals år av evolution har utvecklat olika genetiska lösningar på samma funktion, som exempelvis cellandning, säger John Larsson. Denna upptäckt kan förklara separationen mellan mikroorganismer som lever i sötvatten och salta hav. 

Fakta
De nya resultaten kommer från projektet Microbial Metagenomics in the Baltic Sea (MiMeBs) som finansierats av Stiftelsen BalticSea2020. Programmet är ett samarbete med världsledande forskare vid J. Craig Venter Institute i USA samt med det nationella forskningsprogrammet Baltic Ecosystems Adaptive Management (BEAM), och SciLifeLab.

Artikeln i PLOS ONE

Viktiga kroppsfunktioner, som sömn, immunförsvar och hormonnivåer, styrs av en biologisk dygnsklocka. Nu har forskare vid Karolinska Institutet upptäckt att det finns en sådan biologisk klocka även i örat, styrd av en gen som är känd för att reglera dygnsrytm. Det upptäcktes då forskarna studerade hörselsnäckor från möss – under flera dagar uttrycktes den kända dygnsrytmgenen enligt ett mönster som följde dygnets timmar.

Det visade sig också att möss som exponerades för buller under natten fick mer bestående hörselskador än möss som bullerexponerades under dagen, mätt genom att kontrollera aktiviteten i hörselnerven. Läkning av hörselskador är alltså kopplat till när på dygnet bullerskadan sker, och här spelar örats dygnsklocka en viktig roll.

Det är känt att produktionen av tillväxthormonet BDNF (eng: brain-derived neurotrophic facto) som kan läka skadade hörselnervceller, fluktuerar i takt med dygnet. När mössen exponerades för buller under dagtid ökade deras koncentration av BDNF, vilket skyddade dem från bestående hörselskador. Nattetid gavs ett lägre sådant skydd.

Forskarna lyckade dock lura mössens öronklockor i ett försök, då de bullerexponerade mössen på natten samtidigt som de stimulerade BDNF. Då skyddades mössen från bestående hörselskador – deras hörselnervceller lyckades alltså återhämta sig.

Dessa fynd om öronklockan, som publiceras i vetenskapstidskriften Current Biology, kan förklara varför vi är olika bullerkänsliga under olika tider på dygnet. Rönen banar väg för nya behandlingsvägar av hörselskador, något som drabbar mellan 10 och 15 procent av befolkningen. Resultaten kan till exempel vara viktiga för skiftarbetare i bullriga miljöer, flygpersonal som färdas snabbt över olika tidszoner och personer som besöker konserter och diskotek med hög ljudnivå.

– Den här grundläggande upptäckten öppnar upp för ett helt nytt forskningsfält och avslöjar några av de mysterier som ligger bakom okända hörselfunktioner, säger Barbara Canlon, professor i hörselfysiologi vid institutionen för fysiologi och farmakologi vid Karolinska Institutet.

FAKTA
Studien finansierades med pengar från AFA Försäkring, Vetenskapsrådet, amerikanska staten genom National Institute on Deafness and other Communication Disorders, Svenska Läkaresällskapet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Karolinska Institutet, Stiftelsen Tysta Skolan, Stiftelsen Lars Hiertas Minne, Magnus Bergvalls Stiftelse samt Wenner-Gren Stiftelserna.

Publikation: ”TrkB mediated protection against circadian sensitivity to noise trauma in the murine cochlea”, Inna Meltser, Christopher R. Cederroth, Vasiliki Basinou, Sergey Savelyev, Gabriella Schmitz Lundkvist och Barbara Canlon, Current Biology, 17 March 2014 issue, online 27 February 2014.

Nästan hälften av alla dödsfall i världen orsakas av stroke och hjärtinfarkt. Den viktigaste bakomliggande orsaken är ateroskleros, även kallat åderförfettning eller åderförkalkning, då fett lagras in i blodkärlens väggar i så kallade plack. Med tiden bildas avancerade, instabila plack. När de brister skapas en blodpropp som i sin tur kan orsaka stroke eller hjärtinfarkt beroende på hur och var blodproppen bildas. Det är därför önskvärt att antingen förhindra att avancerade plack bildas, eller att minska och stabilisera dessa plack hos dem där de redan utvecklats.

I den aktuella studien använde forskarna möss med förhöjda nivåer av det ”onda kolesterolet”, LDL-kolesterol, som likt människor med högt LDL bildar avancerade plack. Med en slags genetisk strömbrytare kunde forskarna även när som helst sänka kolesterolnivåerna i blodet. De upptäckte att när LDL-kolesterolet sänktes försvann de tidiga placken nästan helt, vilket delvis förvånade forskarna. Mogna och avancerade plack däremot blev mindre, men fanns fortfarande kvar. Hos människor kan LDL-kolesterolet sänkas av kolesterolsänkande läkemedel, exempelvis statiner.

– Om en sänkning av LDL-kolesterol påverkar åderförkalkning hos människor på motsvarande sätt, betyder våra observationer att kliniskt avancerade plack skulle kunna förebyggas om kolesterolsänkande behandlingar sätts in tillräckligt tidigt hos individer med ökad risk för hjärtkärlsjukdomar. Det återkommande problemet är emellertid att med säkerhet identifiera dessa individer, säger Josefin Skogsberg vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, en av forskningsledarna bakom studien.

Forskarna identifierade även nätverk av gener som aktiverades av kolesterolsänkningen och som orsakade tillbakabildningen av placken. Det visade sig vara mycket större skillnader i dessa nätverk av gener mellan tidiga, mogna och avancerade plack än vad forskarna hade trott.

– Vi tror att reglerarna, ”kopplingsstationerna” i nätverken, kan vara lämpliga parallella behandlingsmål för att förbättra effekten av LDL-kolesterolsänkning på tillbakabildning av plack hos individer med mogna och avancerade plack, säger Josefin Skogsberg.

Forskningen har finansierats med anslag från bland annat Vetenskapsrådet, Hjärt-Lungfonden, Svenska Läkaresällskapet, Konung Gustaf V:s och Drottning Victorias Frimurarstiftelse, Torsten Söderbergs stiftelse och Ragnar Söderbergs stiftelse.

Publikation: Plasma Cholesterol–Induced Lesion Networks Activated before Regression of Early, Mature, and Advanced Atherosclerosis, Johan L.M. Björkegren, Sara Hägg, Husain A. Talukdar, Hassan Foroughi Asl, Rajeev K. Jain, Cecilia Cedergren, Ming-Mei Shang, Aránzazu Rossignoli, Rabbe Takolander, Olle Melander, Anders Hamsten, Tom Michoel, and Josefin Skogsberg, PLoS Genetics, online 27 February 2014.


Teknik, som kontrollerar att allt står rätt till i hemmet, är enkel att använda och installera i alla typer av hem. Systemet larmar om spisen lämnas på och påminner om att släcka lampor eller låsa dörren. Syftet med forskningsprojektet är att ta fram en metod som gör det möjligt att bedöma om ett sensornätverk leder till ökad trygghet och säkerhet i hemmet.

Under våren kommer sju personer i Örebro få ett system installerat hemma. Efter några månader tas systemet bort. Under hela perioden, både med och utan systemet, samlas och analyseras data från hemmen och materialet kompletteras med intervjuer.

– I dag finns många produkter som ska hjälpa bland annat äldre människor som vill bo kvar hemma för att både de och deras anhöriga ska känna sig trygga. Trygghet är ett begrepp som innefattar många aspekter men vi måste kunna mäta hur effektiva hjälpmedlen är, säger, Amy Loutfi, forskare i datateknik vid Örebro universitet.

– Eftersom vi använder oss av såväl data som intervjuer kan vi se om tekniken leder till en ändring i beteende. Hur ofta lämnas spisen på eller dörren öppen? Vi vill kunna jämföra människors upplevelse med vad som faktiskt händer, säger forskaren Annica Kristoffersson, som arbetar tillsammans med Amy Loutfi i projektet.

Genom att ta fram en generell metod för utvärdering blir det möjligt att testa vilka produkter som är bra och gör skillnad i människors liv. Forskarna kommer att titta närmare på hur deltagarnas hälsa, både fysisk och psykisk, påverkas och om de upplever att livskvaliteten blir bättre.

­Forskare vid Centrum för tillämpade autonoma sensorsystem vid Örebro universitet leder projektet som genomförs i samarbete med företaget Abilia, Örebro kommuns minnesmottagning och Örebro Science Park.

Forskningsprojektet har fått 800 000 kronor från Länsförsäkringar för att genomföra utvärderingen.

I det kustnära yrkesfisket efter strömming, sik och abborre används ofta stationära sälsäkra fällor. Ett vanligt problem i dessa fällor är att små individer av fisk följer med i fångsten. Dessa individer går ofta inte att sälja och de orsakar ett tidskrävande sorteringsarbete för yrkesfiskaren.

Efter sortering och utkast, är fisken ofta så pass omtöcknad att den dör eller blir ett lätt byte för måsar eller andra predatorer vilket på lång sikt vara ett hot mot fiskbestånden. Mikael Lundins avhandling handlar om hur dessa bifångster kan minskas. Genom relativt enkla ingrepp som att utrusta fällor med galler eller fyrkantsmaskor öppnas möjligheten för små individer att fly ur redskapet redan innan fångsten töms i båten. Dessa individer har goda chanser att överleva.

Fiskens beteende och fysiologi har en avgörande roll i hur effektivt ett galler eller fyrkantsmaskor fungerar. Processen påverkas också av omgivande faktorer som vattenströmmar, temperaturer, ljus och närvaro av säl. En korrekt utformad och dimensionerad selektionspanel kan utgöra en viktig nyckel för ett hållbart fällfiske.

Fil lic Mikael Lundin, institutionen för vilt, fisk och miljö, försvarar sin avhandling ”Size Selection of Fish in the Trap Fisheries of the Baltic and Bothnian Seas ” den 28 februari 2014.

Teknik för extrema förhållanden, raketexperiment och studier i rymdturism. Det är exempel på verksamhet som knyts till rymdcentret som öppnar den 1 mars på KTH. Astronauten Christer Fuglesang blir centrets föreståndare.

– Centret ska bli ett nav för svensk rymdforskning och rymdteknik och sätta fokus på rymdverksamheten på KTH. KTH blir mer rymd, säger Christer Fuglesang adjungerad professor i rymdfysik.

I och med centret ska KTH inte bara bli ”mer rymd” på forskningssidan, ambitionen är också att fler studenter ska läsa naturvetenskapliga och tekniska utbildningar gärna med rymdanknytning.

– Rymden är fascinerande. Det tyckte jag när jag började läsa och det tycker jag än. Jag vill väcka lusten för rymden hos unga människor, säger Christer Fuglesang.

Rymdforskning drivs inom flera vetenskapliga områden. Centret får uppgiften att knyta samman forskningstrådarna och bidra till att rymdverksamheten drar nytta av tvärvetenskapliga samarbeten. Det ska leda till att KTH kan ta större rymdprojekt än idag och öka synligheten för lärosätets rymdverksamhet internationellt.

Christer Fuglesang har planer på ett första tvärvetenskapligt projekt för centret.
– Ambitionen är att utveckla ett satellitprojekt som engagerar flera grupper inom KTH. Bland annat ska det stimulera studenter som kommer att bygga satelliten tillsammans med forskare, säger Christer Fuglesang.

Exempel på rymdverksamhet som bedrivs vid lärosätet och som kommer att knytas till centret: 

Centret startar som en testverksamhet under cirka två år. Det drivs virituellt, vilket innebär att de som driver verksamhet inom centret inte nödvändigtvis delar byggnad. Om centret faller väl ut anses det som etablerat. KTH bidrar med 500 000 kr per år till verksamheten. Förhoppningen är att även få tillgång till externa medel.

– Jag hoppas på synergier inom forsking och samarbeten med industrin, säger Christer Fuglesang.

Centrets verksamhet kan få så kallade spin-off:er, vilket kan innebära start av företag inom tjänster och produkter. Det kan vara material och teknik som tas fram för att fungera väl i rymden, men som också kommer till användning i folks vardag. Exempel på det är Gore-Tex-materialet och Bluetooth-tekniken.

Uppfinningar från rymden
Exempel på uppfinningar som utvecklats inom rymdprojekt och som idag används av många.

Källa: Rymdstyrelsen

Rymdstyrelsen är central förvaltningsmyndighet under Utbildningsdepartementet med ansvar för all statligt finansierad nationell och internationell rymdverksamhet i Sverige vad gäller forskning och utveckling.

The European Space Agency (ESA) har uppdraget att påverka utvecklingen av Europas rymdkapacitet och se till att investeringar i rymden ska vara till nytta för medborgare i Europa och övriga världen.

– Syftet med stamcellstransplantationen är att långsiktigt hålla sjukdomen tillbaka genom att programmera om immunförsvaret. Nio av tio patienter som följdes upp i studien var fem år efter behandlingen helt utan återfall och en övervägande majoritet (68 procent) visade inga tecken på aktiv sjukdom. Resultaten är mycket hoppingivande och bekräftar att behandlingen kan ges på ett säkert sätt utan risk för allvarliga komplikationer vid centra med lång erfarenhet, säger Hans Hägglund, hematolog och verksamhetschef inom hematologi, reumatologi och hud vid Akademiska sjukhuset.

Hittills har ingen randomiserad, kontrollerad studie gjorts på autolog stamcellstransplantation vid aggressiv MS så kallad HSCT-behandling. Därför, menar Hans Hägglund, ger en systematisk, långsiktig uppföljning som denna värdefull information om eventuella biverkningar, effekt och säkerhet.

I studien har neurologer vid landets största sjukhus under tio år följt upp resultaten för sammanlagt 48 patienter. Studien har letts av docent Jan Fagius och Joachim Burman, neurolog och doktorand vid Uppsala universitet. 

Behandling med autolog stamcellstransplantation har använts vid ett fåtal centra i världen sedan 1995. I Sverige introducerades behandlingen på Akademiska sjukhuset år 2004 som ”räddningsterapi” för patienter med aggressiv MS som inte svarade på traditionell MS-behandling. Behandlingen innebär att blodbildande stamceller från patienten tas ut när sjukdomen är ett lugnt skede och ges tillbaka till patienten efter cytostatikabehandling.

Till en början behandlades främst patienter med progressiv MS. I vissa fall lyckades man bromsa upp funktionsnedsättningen, men för många fortskred försämringen. I dag erbjuds behandlingen endast till patienter med högaktiv, aggressiv MS. Patienten ska ha haft täta, återkommande och svåra skov en kortare tid eller också ska MR-undersökning uppvisa tecken till hög inflammation. Det rör sig om mellan en fjärdedel och en tredjedel av de MS-drabbade.

– Våra svenska data stärker bilden av blodstamcellstransplantation som den mest effektiva behandlingen av MS. Säkerheten är lika god som vid jämförbara immunoterapier vid MS. Totalt noterades fem skov hos patienterna i studien, en minskning med 99 procent. Ingen av patienterna som var stabil under de första tre åren försämrades längre fram, säger Joachim Burman, neurolog på Akademiska sjukhuset och doktorand vid Uppsala universitet.

FAKTA
Om MS (Multipel skleros)
* En sjukdom i det centrala nervsystemet, orsakad av inflammationer och ärr på nervtrådarna i hjärnan och ryggmärgen som gör att impulser inte kommer fram som de ska.
* Inflammationerna kan uppstå på olika ställen i centrala nervsystemet. Vanliga symtom är känselrubbningar eller domningar, svårigheter med gång och balans och synbesvär.
* Oftast går sjukdomen i skov, det vill säga man har perioder med besvär. Med åren kan man bli sämre också mellan skoven. Vilka besvär man får och hur länge de varar varierar mycket från person till person.
* Sjukdomen är vanligast hos kvinnor, och de flesta som får MS är i åldern 20
till 40 år. Det finns ingen känd orsak till varför man får sjukdomen.

Studien är publicerad i nätversionen av den välrenommerade vetenskapliga tidskriften Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry (JNNP).

Omkring 350 000 män diagnostiseras med prostatacancer i Europa varje år och risken att drabbas under en livstid är en på sex. Förhoppningen är nu att resultaten från den aktuella studien, som publiceras online i vetenskapstidskriften British Medical Journal (BMJ), ska kunna erbjuda stöd i valet av lämplig behandling. Studien visar att patienter med lokaliserad cancer i prostata hade ökad chans att överleva om de i första hand behandlades kirurgiskt. Den största fördelen med kirurgi jämfört med strålning sågs vid så kallad intermediär- och högriskcancer för unga män respektive män med generellt bättre hälsa. Forskarna kunde se fördelar för män med lågriskcancer, men dessa män har låg risk att dö i prostatacancer oavsett val av behandling.

Beslutet att behandla prostatacancer kirurgiskt eller med strålning kan bara fattas av patienten själv i samråd med behandlande läkare, med utgångspunkt från kunskap om det enskilda fallet och patientens livssituation. Kirurgisk behandling av prostatacancer kallas radikal prostatektomi och innebär att prostatan, en körtel placerad strax under urinblåsan hos män, opereras bort. Operationen kan numera utföras med hjälp av titthålskirurgi, men kan ibland ge biverkningar i form av impotens och urinläckage. Strålbehandling innebär att man ger en hög stråldos riktad mot prostata som skadar tumörcellernas arvsmassa och på det sättet hindrar tumörtillväxt. Strålning ger upphov till biverkningar i angränsande organ så som ändtarm, erektionsnerver och urinblåsa.

– Även om vi hoppas att den här studien ska ha betydelse i beslutsprocessen för patienten och hans läkare, så ska man ha klart för sig att vi enbart tittade på livslängden kopplat till behandling av prostatacancer. När det gäller eventuella bieffekter som olika behandlingar har på livskvaliteten måste man utgå ifrån att patienter har olika sätt att se på livskvalitet i förhållande till livslängd, säger Prasanna Sooriakumaran, kirurg och forskare i Oxford, Storbritannien och även verksam som gästforskare vid Karolinska Institutet.

I den nu publicerade studien följdes i stort sett samtliga män i Sverige som diagnostiserats med prostatacancer från 1998 och framåt. Data från Nationella prostatacancerregistret samkördes med åtta andra nationella register, inklusive socialstyrelsens patient- och dödsorsaksregister. Forskarna analyserade information om bland annat tumörtyp, sjukdomsstadium, patientens ålder och medicinska historia samt socioekonomisk status.

– De svenska databaser som vi använde i den här studien är de mest kompletta och aktuella i världen när det gäller överlevnad kopplad till män med prostatacancer, men det är samtidigt viktigt att komma ihåg att Sverige skiljer sig demografiskt från många länder och studien kan behöva kompletteras med ytterligare forskning om andra populationer, säger Peter Wiklund, professor vid Karolinska Institutet och studiens sistaförfattare.

Deltagande forskare i studien är verksamma vid Nuffield Department of Surgical Sciences, Oxford University, Institutionen för molekylär medicin och kirurgi, Karolinska Institutet samt Institutionen för epidemiologi vid Erasmus MC i Rotterdam, Nederländerna. Forskningen har finansierats med anslag från amerikanska National Institute for Health Research (NIHR), Vetenskapsrådet och Oxford Biomedical Research Centre.

Publikation:”Comparative oncological effectiveness of radical prostatectomy and radiotherapy in prostate cancer: an analysis of mortality outcomes in 34,515 patients treated with up to 15 years follow-up”, P. Sooriakumaran, T. Nyberg, Tommy, O. Akre, L. Haendler, I. Heus, M. Olsson, S. Carlsson, M. Roobol, G. Steineck, and P. Wiklund, BMJ online 27 February 2014, doi: 10.1136/bmj.g1502. Tidskriftens webbplats

Den nya studien presenteras i den vetenskapliga tidskriften Journal of Experimental Biology och innehåller kontroversiella resultat som går på tvärs mot vedertagna sanningar i forskningsfältet.

Tolv forskare inom plattformen GRIP vid Göteborgs universitet studerade 500 hälleflundror från Island i laboratoriemiljö på Sven Lovén centrum i Kristineberg. Tolv olika havsmiljöer skapades där temperaturer från 5 till 18 grader och pH-värden för havsvatten från dagens nivå till den som förväntas råda vid nästa sekelskifte undersöktes.

– Att lyckas hålla alla 500 hälleflundror friska i fyra månader vid sex olika temperaturer och vid två olika vatten pH var en av studiens allra största utmaningar, säger Albin Gräns, som är en av två förstaförfattare till studien.

I motsats till vad man tidigare trott så visar resultaten att syreupptagningsförmågan hos fiskar inte alls är den faktor som är begränsande vid temperaturer som är näst intill dödliga för dem.

Och tvärtemot den rådande teorin, som förutsäger att havsförsurning kommer att ge en ytterligare försämrad syreupptagningsförmåga, så hade 2100 års låga pH nivåer snarare en positiv effekt.

– Det har funnits en klart dominerande teori kring hur klimatförändringarna kommer att påverka fiskars fysiologi, men ingen har riktigt testat teorin experimentellt förrän vi gjorde det. Många har varit fast i ett visst tänk, säger Erik Sandblom, medförfattare och en av studiens initiativtagare.

Till skillnad mot vad man tidigare trott visade det sig dock att hälleflundrornas tillväxt påverkades oberoende av deras syretransportförmåga, och till sin stora förvåning upptäckte forskarna att fiskar som levt i den kallaste temperaturen växte mycket sämre vid framtidens låga pH.

– Att den negativa effekten av havsförsurningen är så pass stor på fiskarna vid temperaturer som de faktiskt lever i, är klart oroande för framtiden, säger Albin Gräns.

People who lose an arm or a leg often experience phantom sensations, as if the missing limb were still there. Seventy per cent of amputees experience pain in the amputated limb despite that it no longer exists. Phantom limb pain can be a serious chronic and deteriorating condition that reduces the quality of the person´s life considerably. The exact cause of phantom limb pain and other phantom sensations is yet unknown.

Phantom limb pain is currently treated with several different methods. Examples include mirror therapy (see fact box), different types of medication, acupuncture and hypnosis. In many cases, however, nothing helps. This was the case for the patient that Chalmers researcher Max Ortiz Catalan selected for a case study of the new treatment method he has envisaged as a potential solution.

The patient lost his arm 48 years ago, and had since that time suffered from phantom pain varying from moderate to unbearable. He was never entirely free of pain.

The patient´s pain was drastically reduced after a period of treatment with the new method (see image). He now has periods where he is entirely free of pain, and he is no longer awakened by intense periods of pain at night like he was previously.

The new method uses muscle signals from the patient´s arm stump to drive a system known as augmented reality. The electrical signals in the muscles are sensed by electrodes on the skin. The signals are then translated into arm movements by complex algorithms. The patient can see himself on a screen with a superimposed virtual arm, which is controlled using his own neural command in real time.

”There are several features of this system which combined might be the cause of pain relief” says Max Ortiz Catalan. “The motor areas in the brain needed for movement of the amputated arm are reactivated, and the patient obtains visual feedback that tricks the brain into believing there is an arm executing such motor commands. He experiences himself as a whole, with the amputated arm back in place.”

Modern therapies that use conventional mirrors or virtual reality are based on visual feedback via the opposite arm or leg (see fact box). For this reason, people who have lost both arms or both legs cannot be helped using these methods.

”Our method differs from previous treatment because the control signals are retrieved from the arm stump, and thus the affected arm is in charge” says Max Ortiz Catalan. ”The promotion of motor execution and the vivid sensation of completion provided by augmented reality may be the reason for the patient improvement, while mirror therapy and medicaments did not help previously.”

A clinical study will now be conducted of the new treatment, which has been developed in a collaboration between Chalmers University of Technology, Sahlgrenska University Hospital, the University of Gothenburg and Integrum. Three Swedish hospitals and other European clinics will cooperate during the study which will target patients with conditions resembling the one in the case study – that is, people who suffer from phantom pain and who have not responded to other currently available treatments.

The research group has also developed a system that can be used at home. Patients will be able to apply this therapy on their own, once it has been approved. An extension of the treatment is that it can be used by other patient groups that need to rehabilitate their mobility, such as stroke victims or some patients with spinal cord injuries.

Caption: In the augmented reality environment, the patient can see himself with a superimposed virtual arm, which is controlled by muscle signals from his arm stump.

The case study was published in Frontiers in Neuroscience 25 Feb, 2014:

Treatment of phantom limb pain (PLP) based on augmented reality and gaming controlled by myoelectric pattern recognition: a case study of a chronic PLP patient doi: 10.3389/fnins.2014.00024

More about: Other results of the treatment in the case study

In addition to pain relief, the treatment also resulted in several other effects that are positive for the patient:

•He now experiences that his phantom hand has a position of rest as its normal state. He previously felt like it was a permanently and strongly closed fist. This might be linked to the pain relief since it arose at the same time.

•He has learned to control the movements of his phantom hand, even when he is not connected to the treatment system. He has gradually improved in this respect. Now he can go as far as to move each individual finger.

•He has restored a perception effect that often arises after amputations – that the phantom hand is perceived as being located directly on the stump – so that he now experiences the phantom hand as being at the anatomically correct location.

These results show how complex our body perception is. It can change based on feedback from our senses, and by the brain´s motor commands being expressed through muscle contractions.

More about: How the new method works

The treatment is based on a combination of different technologies developed by the research group:

•Patterns of myoelectric signals are converted to movement in a virtual arm. Part of the arm must remain in order for signals to be produced, and the more muscles that remain, the more movements can be created.

•An environment for augmented reality where the patient can see him or herself with the virtual arm. Augmented reality means that the perception of the physical world is extended by means of virtual reality.

•Computer games that promotes motor execution in a fun and gratifying manner.

Max Ortiz Catalan has published the motion prediction technology as open source, Biopatrec , so that researchers all over the world can explore, apply, and extend it.

More about: Advantages of the method

•Provides a whole, in which all of the parts correlate in a natural manner. The patient´s desire to use the amputated arm activates the appropriate area of the brain and generates real signals in the amputated arm´s nerves and muscles, and augmentation leads to realistic visual feedback.

•Is not invasive (does not require surgery).

•Can be used when both arms (or legs) have been amputated.

•Enables most of the movements that a biological arm can execute.

•Generates motivation with computer games, and exact measurements of the patient´s progress.

More about: Mirror therapy and virtual reality

Mirror therapy for phantom pain was introduced in the 1990s. It is based on tricking the brain into believing a missing arm or leg still exists by using visual feedback to the brain. The amputee executes movements with his or her healthy arm or leg, and at the same time attempts to execute the same movements with the missing limb. A large mirror reflects the healthy side´s movements, which gives the patient a visual illusion that both arms or legs are functioning normally.

Therapy with virtual reality is a modernization of this concept. Instead of using a mirror, the patient sees a virtual arm or leg. Today´s treatments are still based on the movements of the healthy arm or leg.

Both treatment methods only work on certain amputee patients.

More about: The research

Max Ortiz Catalan is a PhD student at Chalmers University of Technology and Sahlgrenska University Hospital. The new treatment method has been developed as a side project to his primary research area on neural control of limb prostheses.

Professor Bo Håkansson at Chalmers University of Technology, and Associate Professor Rickard Brånemark at Sahlgrenska University Hospital and the University of Gothenburg, are his PhD supervisors.

Two Master of Science thesis projects, by Nichlas Sander and Morten Kristoffersen, have contributed to the augmented and virtual reality environments.

The research is funded by Jimmy Dahlstens Fond, Conacyt, Vinnova, Picosolve, IKV, and Integrum.

A film from the project can be embedded directly from YouTube

Chalmers University of Technology conducts research and offers education in technology, science, shipping and architecture with a sustainable future as its global vision. Chalmers is well-known for providing an effective environment for innovation and has eight priority areas of international significance – Built Environment, Energy, Information and Communication Technology, Life Science, Materials Science, Nanoscience and Nanotechnology, Production, and Transportation.

Graphene Flagship, an FET Flagship initiative by the European Commission, is coordinated by Chalmers. Situated in Gothenburg, Sweden, Chalmers has 11,000 full-time students and 3,000 employees.

Produkten är ett självlåsande band som standardiserar och förenklar ett riskmoment vilket är till nytta både för kirurgen och för patienten.

Projektet, som ska utveckla och verifiera produkten i större skala, har nu beviljats stöd från Vinnova i utlysningen Vinn Verifiering, som löper över två år.

– Att det finns en kommersiell potential i projektet var en viktig anledning till att anslag beviljades, säger Odd Höglund.

Grundläggande utvecklingsarbete med det kirurgiska implantatet sker i samverkan med medicinteknisk industri i Uppsala, med Uppsala universitet och KTH. Studier av produkten har presenterats på flera vetenskapliga kongresser, och projektet har även gett upphov till spinoff-produkter för urologi och ortopedi. Det ortopediska projektet bedrivs i samverkan med en amerikansk grupp där nya biomaterial utvecklas.

FAKTA

Om Odd Höglund, SLU: http://www.slu.se/odd-hoglund

Publikationer: http://www.researchgate.net/profile/Odd_Hoeglund/publications/

Länk till avhandling: http://pub.epsilon.slu.se/8589. Beskriver utvecklingen av det resorberbara implantatet, LigaTie® Mer information på www.LigaTie.com

Andelen cyklister som använder hjälm har ökat och nådde under förra året ett nytt rekord. Den genomsnittliga hjälmanvändningen är 36 procent för 2013 vilket är tre procent högre än året innan, enligt VTI:s observationer. Inte i någon av de undersökta grupperna barn och vuxna har andelen hjälmanvändare minskat.

Sedan 1988 har VTI genomfört årliga observationsstudier av cyklisters hjälmanvändning i 21 orter i Sverige på uppdrag av Trafikverket. Hjälmanvändningen har kontinuerligt ökat fram till slutet av 1990-talet då stagnation inträffade under några år.

– Den nya cykelhjälmslagen för barn upp till 15 år började gälla i januari 2005 och innebar att ökningen åter tog fart. Barn 6-12 år är den grupp som använder hjälm i störst omfattning, säger Jörgen Larsson, VTI.

Resultaten för 2013 visar att barn upp till 10 år som cyklar i bostadsområden har en genomsnittlig hjälmanvändning på 79 procent. I gruppen barn som cyklar till/från grundskolan ligger användningen på cirka 34 procent för högstadieelever (13–15 år) och nästan 85 procent för barn på låg- och mellanstadiet (6–12 år).

Bland vuxna som cyklar till/från arbetsplatser är det cirka 29 procent som använder hjälm. Flest cyklister observeras på cykelstråken och där ligger användningen på cirka 30 procent för vuxna. Bland vuxna cyklister ses en tydligt högre hjälmanvändning i större orter jämfört med mindre. Denna skillnad har gällt sedan mätningarna startade.

– Att använda cykelhjälm är en billig försäkring, omkring 1400 cyklister skadas allvarligt varje år. En ökad hjälmanvändning har potential att minska såväl antalet omkomna som allvarligt skadade cyklister, säger Jörgen Larsson.

VTI notat 8-2014

Människor som förlorar en arm eller ett ben upplever ofta fantomkänslor, alltså att den saknade kroppsdelen finns kvar. Hos 70 procent av de amputerade gör kroppsdelen ibland ont. Fantomsmärtor kan vara ett allvarligt kroniskt tillstånd som försämrar den drabbades livskvalitet betydligt. Man vet inte exakt varför fantomsmärtor och andra fantomkänslor uppstår.

Idag behandlas fantomsmärtor med en mängd olika metoder. Exempel är så kallad spegelterapi (se faktaruta), olika typer av läkemedel, akupunktur och hypnos. Men i många fall hjälper ingenting. Så var det för den patient som chalmersforskaren Max Ortiz Catalan valde ut för att göra en fallstudie av den nya behandlingsmetoden som han har utvecklat.

Patienten förlorade sin arm för 48 år sedan, och hade allt sedan dess dragits med fantomsmärtor som varierade mellan måttliga och olidliga. Han var aldrig helt smärtfri.

Efter en tids behandling med den nya metoden har patientens smärtor minskat drastiskt (se bild). Han har nu perioder helt utan smärta, och väcks inte längre av intensiva smärtperioder på nätterna som han gjorde förut.

I den nya metoden används muskelsignaler från patientens armstump i ett system med så kallad förstärkt verklighet (augmented reality). De elektriska signalerna i musklerna fångas upp av elektroder som sitter utanpå huden. Signalerna översätts till armrörelser. Patienten ser sig själv på en skärm med en inlagd virtuell arm, som han styr med sina egna muskelsignaler i realtid.

– Det finns flera effekter i det här systemet som skulle kunna vara orsaken till smärtlindringen, säger Max Ortiz Catalan. Dels återaktiveras områden i hjärnan som behövs för rörelser i den amputerade armen. Dels får patienten visuell återkoppling som lurar hjärnan att tro att det finns en arm som tar emot hjärnans rörelsekommandon. Han upplever sig själv som en helhet, där den förlorade armen är tillbaka.

Dagens terapier med speglar eller med virtuell verklighet (virtual reality) bygger på visuell återkoppling via den motsatta sidans arm eller ben (se faktaruta). Därför kan de inte användas av personer som har förlorat båda armarna eller båda benen.

– Vår metod är unik eftersom muskelsignalerna hämtas från stumpen som finns kvar efter den förlorade kroppsdelen, och används i ett system för förstärkt verklighet, säger Max Ortiz Catalan. Den här stimuleringen av verkliga rörelsesignaler i den amputerade armen kan vara orsaken till att patienten har förbättrats så mycket med behandlingen, medan spegelterapi inte har hjälpt tidigare.

Nu väntar en klinisk studie av den nya behandlingsmetoden, som har utvecklats i ett samarbete mellan Chalmers, Sahlgrenska Universitetssjukhuset, Göteborgs universitet och företaget Integrum. Den kliniska studien blir ett samarbete med tre svenska sjukhus. Forskarna kommer att välja ut en grupp patienter som liknar den som har ingått i fallstudien – personer med svåra fantomsmärtor som inte svarar på den behandling som finns tillgänglig idag.

Forskargruppen har också utvecklat ett system för hemmabruk, som patienter ska kunna använda på egen hand när det har blivit godkänt. Tanken är att behandlingen även ska kunna användas av andra patientgrupper som behöver rehabilitera sin rörelseförmåga. Till exempel personer som har drabbats av stroke eller vissa typer av ryggmärgsskador.

FAKTA

Andra resultat av behandlingen i fallstudien
Förutom smärtlindringen har behandlingen också lett till flera andra resultat som är positiva för patienten:

– Han upplever att hans fantomhand nu har ett viloläge som sitt grundtillstånd. Tidigare upplevde han den som hårt knuten hela tiden. Den förändringen är förmodligen kopplat till smärtlindringen eftersom den skedde samtidigt.

– Han har lärt sig att styra sin fantomhands rörelser, även när han inte är inkopplad till behandlingssystemet. Detta har han blivit allt bättre på med tiden. Nu kan han styra varje enskilt finger.

– Han har blivit av med en effekt som ofta uppstår efter amputationer – att fantomhanden upplevs sitta direkt på armstumpen – så att han nu upplever att fantomhanden sitter på den anatomiskt rätta platsen.

De här resultaten visar hur komplex vår kroppsuppfattning är. Den kan förändras av återkoppling från våra sinnen och av att hjärnans rörelsekommandon kommer till uttryck genom muskelarbete.

Hur den nya metoden funkar
Behandlingen bygger på en kombination av flera olika teknologier som har utvecklats av forskargruppen. De är publicerade med öppen källkod i systemet Biopatrec så att forskare världen över kan använda dem gratis:

– Omvandling av myoelektriska muskelsignaler till rörelser i en virtuell arm. Det måste finnas någon del av armen kvar för man ska kunna få fram signaler, och ju mer armmuskler som finns kvar desto fler rörelser går det att skapa.

– En miljö för förstärkt verklighet (augmented reality) där patienten ser sig själv med den virtuella armen. Förstärkt verklighet innebär att man blandar virtuell verklighet (virtual reality) med information från den fysiska världen.

– Dataspel som patienter kan använda för att träna hjärnan i att skicka rörelseginaler till den arm som saknas, på ett roligt och självbelönande sätt.

Fördelar med metoden
– Ger en helhet där alla delar stämmer överens på ett naturligt sätt. Patientens vilja att använda den amputerade armen aktiverar rätt hjärnområde och skapar faktiska signaler i den amputerade armens nerver och muskler, vilket också leder till realistisk visuell återkoppling.

Spegelterapi och terapi med virtuell verklighet
Spegelterapi mot fantomsmärtor lanserades på 90-talet och går ut på att lura hjärnan att tro att en saknad arm eller ett ben finns kvar, med hjälp av visuell återkoppling till hjärnan. Den amputerade gör rörelser med sin friska arm eller sitt ben, och försöker samtidigt göra samma rörelser med den saknade kroppsdelen. En stor spegel reflekterar den friska sidans rörelser, vilket ger patienten en visuell illusion av att båda armarna eller benen fungerar normalt.

Terapi med virtuell verklighet (virtual reality) är en modernisering av detta koncept. I stället för en spegelbild ser patienten en virtuell arm eller ett ben, vilket ger möjlighet till fler rörelser och till interaktiva spel. Men dagens behandling baseras fortfarande på rörelser hos den friska armen eller benet.

Båda behandlingsmetoderna fungerar på vissa amputerade patienter.

FAKTAOM FORSKNINGEN
Max Ortiz Catalan är doktorand på Chalmers och Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Den nya behandlingsmetoden har utvecklats i ett sidoprojekt till hans huvudsakliga forskningsområde, som handlar om nervstyrda proteser. Handledare är professor Bo Håkansson på Chalmers, och docent Rickard Brånemark på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och Göteborgs universitet. Studenterna Nichlas Sander och Morten Kristoffersen har med sina examensarbeten bidragit till utvecklingen av miljöerna för förstärkt verklighet och virtuell verklighet.

Forskningen har finansierats av Jimmy Dahlstens Fond, Conacyt, Vinnova och Integrum.

Fallstudien publicerades den 25 februari i tidskriften Frontiers in Neuroscience

Treatment of phantom limb pain (PLP) based on augmented reality and gaming controlled by myoelectric pattern recognition: a case study of a chronic PLP patient

En film och sex bilder från projektet finns att ladda ner nedan. Filmen kan också bäddas in från YouTube: http://youtu.be/0wp-SigTeLs

Fetma kan sägas vara 2000-talets nya epidemi, och som en konsekvens av detta har antalet överviktsoperationer ökat kraftigt. Långtidsresultaten efter den vanligaste operationen, gastric bypass, har belysts i en avhandling av David Edholm, läkare och doktorand vid Institutionen för kirurgiska vetenskaper.

I avhandlingen, Gastric Bypass – Facilitating the Procedure and Long-term Results, undersöks patienter som opererats med gastric bypass 7-17 år tidigare. Resultaten visar att ingreppet leder till en beständig viktminskning där patienterna i genomsnitt blir av med två tredjedelar av sin övervikt. Nästan 80 procent av de opererade är nöjda med resultatet av ingreppet.

– Det känns uppmuntrande att kunna visa dessa goda resultat, som dessutom kommer från en av de få studier i världen med riktigt lång uppföljningstid, säger David Edholm.   

Den kraftiga viktminskningen leder också till att 40 procent av de opererade genomgår plastikkirurgi för att bli av med överhängande hud på buken. Efter gastric bypass rekommenderas livslång behandling med multivitaminer och vitamin B12, vilket endast 24 respektive 72 procent av patienterna följer. Utöver detta visar avhandlingen att en viktminskning med lågkaloridiet under fyra veckor inför gastric bypass underlättar operationen genom att leverstorleken minskar med en sjättedel.

Disputationen äger rum den 28 februari.

– Den här studien visar på vikten av både sjuksköterskornas utbildningsnivå såväl som arbetsbelastning. Forskningen innebär att sparåtgärder som utgår från att minska andelen legitimerade sjuksköterskor på akutsjukhusen bör tänkas över, säger Carol Tishelman, professor i omvårdnad vid Karolinska Institutets Medical Management Centrum och medförfattare till studien.

Det internationella forskarlaget har undersökt risken för att patienter avlider på akutsjukhus kopplat till både antalet patienter per sjuksköterska och andelen sjuksköterskor med en utbildningsnivå motsvarande kandidatexamen. I studien ingick totalt 26 516 sjuksköterskor och 422 730 patienter, 50 år och äldre som opererats på 300 sjukhus i nio europeiska länder. På europeisk nivå visar resultaten på en koppling mellan högre arbetsbelastning och ökad risk för att patienterna avlider, såväl som en koppling mellan lägre utbildningsnivå hos sjuksköterskor och ökad patientdödlighet. Detta gäller för patienter som genomgått vanliga kirurgisk ingrepp med låg förväntad dödlighet.

För varje ytterligare patient per sköterska ökade sannolikheten för dödsfall inom 30 dagar med 7 procent. Samtidigt betyder varje ökning av andelen högutbildade sjuksköterskor med 10 procent en minskad sannolikhet för dödsfall med 7 procent. Det betyder till exempel att på sjukhus där 60 procent av sjuksköterskorna har motsvarande kandidatexamen och varje sjuksköterska ansvarar för i genomsnitt sex patienter är risken att patienterna avlider efter ett vanligt kirurgiskt ingrepp närmare en tredjedel lägre jämfört med sjukhus med hälften så många högutbildade sjuksköterskor och där varje sjuksköterska har ansvar för i genomsnitt åtta patienter.

Andelen sjuksköterskor med motsvarande kandidatexamen skiljer sig stort mellan de europeiska länderna. En del av de deltagande länderna hade inga sjuksköterskor med kandidatexamen, medan till exempel samtliga sjuksköterskor i Spanien och Norge har en kandidatexamen. Av de svenska sjuksköterskor som deltog i studien hade cirka 60 procent en kandidatexamen.

– Det är positivt att sedan 2007 är kandidatexamen en förutsättning för att bli legitimerad sjuksköterska i Sverige, men vi skulle behöva insatser på EU-övergripande nivå. Tyvärr har EU-parlamentet vikt undan från att ta ställning i frågan, genom att godkänna två olika utbildningsspår för sjuksköterskor, där bara den ena leder till en kandidatexamen och den andra motsvarar den svenska utbildningen för undersköterskor.

Arbetet med studien har letts av forskare vid Center for Health Outcomes and Policy Research vid University of Pennsylvania inom ramen för projektet RN4CAST (Nurse forecasting in Europe), med finansiering av EU:s sjunde ramprogram (FP7 Health). Även den amerikanska National Institute of Health har bidragit till forskningen. Utöver USA och Sverige deltar forskare från Belgien, Botswana, Kina, Finland, Tyskland, Grekland, Irland, Norge, Polen, Spanien, Sydafrika, Schweiz, Nederländerna och Storbritannien i RN4CAST-projektet.

Publikation: “Nurse staffing and education and hospital mortality in nine European countries: a retrospective observational study”, Linda H Aiken et al.,The Lancet online 26 February 2014.

– I våra studier hittills har vi sett en positiv effekt på hur hjärtat reglerar sin rytm. Vi har inte hittat något som tyder på att rena och lugnt brinnande stearinljus skulle vara skadligt för hälsan, tvärtom, säger Christina Isaxon, doktorand i Ergonomi och aerosolteknologi.

Hon har funnit att variationen i en människas hjärtfrekvens ökar när man andas in stearinrök, även vid partikelhalter som är normala i vanlig hemmiljö. Variation i hjärtfrekvens tyder på ett väl fungerande hjärta och nervsystem. Om variationen minskar är det troligt att kroppen blivit utsatt för något den i längden inte mår så bra av.

Orsaken till hjärtats reaktion vet forskarna inte riktigt, men en gissning är att det är natrium- och kaliumsalterna i röken som ligger bakom effekten. Ett ljus utan fladdrande låga avger mest saltpartiklar och mycket lite sot, ju mer lågan fladdrar desto högre blir sothalten.

Inger Hagerman är överläkare och forskare inom kardiologi vid Karolinska Institutet i Stockholm. Hon medverkar i forskningen om stearinljusrök och berättar att hjärtats rytmreglering behöver en god balans av natrium- och kaliumsalter. Har man för mycket eller för lite av dessa salter kan man drabbas av hjärtrytmrubbningar.

– Därför är det extra intressant att vi har sett en positiv effekt på den del av autonoma nervsystemet som är kopplat till bättre hjärthälsa, säger Inger Hagerman.

Partiklarna i våra hem
Studierna av stearinljusrök har gjorts i aerosolkammaren på Institutionen för Designvetenskaper. I kammaren exponerades försökspersoner för rökpartiklar under övervakning av medicinsk personal. Syftet var att undersöka hur partiklarna påverkar oss långt innan vi själva känner av en reaktion. Variationen i hjärtfrekvens var en av dessa biologiska effekter som studerades.

Christina Isaxon har också studerat partiklar i människors hem och visat att väldigt mycket av det vi gör när vi är hemma alstrar partiklar och påverkar vår inomhusluft. Partikelhalterna i hela hemmet ökar markant när vi exempelvis steker mat, använder brödrosten, mikrovågsugnen eller eldar stearinljus. Eftersom vi tillbringar mer än 85% av vår tid inomhus, och 65% av den tiden är i våra hem, är luften där extra intressant att undersöka.

– De aktiviteter vi utför i hemmet skapar allra flest partiklar och ofta innehåller inomhusluften betydligt fler partiklar än luften utomhus. Men än så länge vet vi inte riktigt hur dessa påverkar oss, säger Christina Isaxon, som i sin framtida forskning kommer att titta vidare både på vilka egenskaper hos stearinljuspartiklar som skulle kunna förklara den positiva effekten hos hjärt- och kärlsystemet, och på vilka hälsoeffekter andra inomhuspartiklar kan ha.

Avhandlingen:
Aerosol characterization in real life and a methodology for human exposure studies in controlled chamber settings

Christina Isaxons forskning har genomförts på Ergonomi och aerosolteknologi tillsammans med Arbets- och miljömedicin vid Lunds universitet.