Tiedeykkönen

Mitä syömme tulevaisuudessa? Ajaako ilmastonmuutos kasvattamaan eläinten ja kasvien soluja laboratorioiden tankeissa? Proteiinia tuotetaan Suomessa jo nyt laboratoriossa irrallaan maataloudesta. Ilmastonmuutos ja luontokato vaativat muuttamaan ruuan tuottamisen ja syömisen tapojamme. Yksi ratkaisu on laboratoriossa kasvatettu ruoka. Suomalainen start-up avaa pian Vantaalle pilottilaitoksen, jossa proteiinia tuotetaan irrallaan tuotantoeläimistä ja maataloudesta. Millä tavoin proteiinia pystytään valmistamaan “pelkästä” ilmasta ja vedystä? Entä mitä ongelmia ruuan tuotanto tulevaisuudessa tuo? Mitä muutoksia kestävä ruuantuotanto tarvitsee ja mitä ratkaisuja tähän on olemassa? Haastateltavina: Biologia-osaston tiimipäällikkö Susanna Mäkinen Solar Foods Oy:stä sekä professori Hanna Tuomisto Helsingin yliopistosta. Toimittajana on Jenni Frilander.

Arkemme on täynnä laitteita, joissa on satoja komponentteja. Niitä valmistetaan muun muassa sähkökeraameista. Puhelimissa, tableteissa ja autoissa on mikroelektroniikan elintärkeitä osia, joita emme näe vaan otamme vastaan niiden tarjoaman älyn. Sähkökeraameja valmistetaan yleensä yli 1000 ℃:ssa, mikä vie paljon energiaa. Lähtöaineet sisältävät usein myrkyllistä lyijyä, josta halutaan päästä eroon. Miten valmistusprosessit saadaan kestävämmiksi? Miten kierrätys onnistuu? Tällaista tutkimusta tehdään Oulun yliopiston mikroelektroniikan tutkimusyksikössä. Tutkijat ovat löytäneet yhdisteitä, joista saadaan aikaan sähkökeraamia jopa huoneenlämmössä. Tämä käänteinen eli upside down -teknologia on mullistava. Miten se on mahdollista? Siitä kertovat tuore akateemikko, teknillisen fysiikan professori Heli Jantunen ja tutkijatohtori Mikko Nelo Oulun yliopistosta. Toimittaja on Teija Peltoniemi.

“Äärettömyys on ihmisen äärelliselle älylle käsittämätön”, kerrotaan Galileo Galilein todenneen. Antiikin kreikassa äärettömyyttä jopa pelättiin. Matematiikassa äärettömyys saatiin kesytettyä 1800-luvulla. Georg Cantor ymmärsi, että äärettömyyksiä on eri suuruisia ja hän kehitti menetelmän luokitella niitä. Mutta miten äärettömyys nykyisin käsitetään matematiikassa? Millaisia ovat eri suuruiset äärettömyydet? Ja mitä hyötyä tutkimuksesta on ollut? Äärettömyyteen liittyvät myös fraktaalit, loputtomasti jatkuvat geometriset muodot. Niitä löytyy myös luonnosta, kuten romanesco-kaalista, puista tai rantaviivasta. Mutta miten fraktaalit muodostuvat miksi ne kiinnostavat matemaatikkoja? Mitä hyötyä niiden tutkimisesta on? Haastateltavina ovat Jyväskylän yliopiston matematiikan yliopistonlehtori Juha Lehrbäck ja Oulun yliopiston matematiikan professori Maarit Järvenpää. Toimittaja on Mari Heikkilä.

Luustomme on evoluution myötä keventynyt. On selvää, että nykyiset elämäntapamme vaikuttavat sen kuntoon. Miten suuri riski istuminen ja liikkumattomuus ovat luustomme kannalta? Toivoa on, sillä luusto on elävää kudosta, jonka terveyttä voimme aktiivisesti ylläpitää. Suuri rooli on ravinnolla ja liikunnalla. Mutta mitkä liikuntalajit ovat ylivoimaisia luuston vahvistajia? Tässä jaksossa sukellamme syvälle luuston maailmaan ja selvitämme, mitkä tekijät vaikuttavat sen kuntoon. Haastateltavat: arkeologi-biologi Sirpa Niinimäki sekä emeritusprofessori, Luustoliiton pj Timo Strandberg Toimittaja: Minna Korhonen Tuottaja: Jenni Stammeier

“Mutta missä kaikki ovat?” Näin huudahti aikoinaan fyysikko Enrico Fermi, joka vuonna 1950 pohti kollegoidensa kanssa sitä, onko muualla avaruudessa älyllistä elämää. Sittemmin kuuluisaksi tulleen kysymyksen taustalla oli tieto siitä, että pelkästään omalla galaksillamme linnunradalla on arviolta 200-500 miljardia tähteä, joista yksi on oma aurinkomme. Siten pitäisi myös löytyä useita sellaisia planeettoja, joilla elämän kehittyminen, ja edelleen älyllisen elämän kehittyminen, olisi mahdollista. Ottaen huomioon, että maailmankaikkeus on noin 13,8 miljardia vuotta vanha, sivilisaatioita olisi pitänyt ehtiä kehittyä jo tuhansia. Fermin johtopäätös oli, että meidän olisi pitänyt saada avaruudesta vierailijoita jo kauan sitten. Onko tosiaan niin, ettei missään muualla valtavassa maailmankaikkeudessa ole älyllistä elämää vai mikä voisi selittää sen, että emme ole havainneet mitään? Entä jos älyllistä elämää on muualla, miten voimme saada siihen yhteyden? Haastateltavina ovat avaruustieteiden tutkimusprofessori Ari-Matti Harri Helsingin yliopistosta sekä avaruustieteen ja teknologian professori Esa Kallio Aalto-yliopistosta. Toimittaja on Mari Heikkilä.

Suomesta on löydetty maailman toiseksi eniten muinaisia loistomiekkoja, enemmmän niitä on vain Norjassa. Suomen alueella vainajat haudattiin maan uumeniin jo rautakaudella, joten monet muinaiset kalmistot pysyivät tietymättömissä lähes tuhat vuotta. Nykyään muinaishautoja löytyy vähän väliä, tuorein on Salon miekkalöytö ja kalmisto. Hautoja löytyy, kun ihmiset kaivelevat pihojaan tai kulkevat metallinpaljastinten kanssa maastossa. Suomen happamassa maaperässä vainajat vaatteineen maatuvat, mutta korut ja miekat säilyvät. Pronssikoristeet suojaavat myös vaatteita maatumiselta, ja siksi Ravattulan Ristimäelle 1200-luvulla haudatun naisen puku saatiin tutkittua kankaita ja värejä myöten. Tiedeykkösessä arkeologit Jaana Riikonen ja Juha Ruohonen Turun yliopistosta, kertovat mm. Kaarinan Ravattulan Ristimäen kaivauksista, mistä löytyi juhlapukeissaan haudattu nainen ja Salon Perttelistä löytyneestä ristiretkiajan loistomiekasta ja muinaiskalmistoista. Toimittaja on Leena Mattila.

Ulkonäköpaineet ovat kasvaneet niin naisilla kuin miehillä. Kuka tai mikä määrittää miltä muka pitäisi näyttää? Miten hyvinvointiin vaikuttaa, jos jatkuvasti miettii ulkonäköään? Kuinka kehonkuva syntyy? Työelämässä ihmisiä arvotetaan yhä enemmän ulkonäön mukaan, mikä on huolestuttavaa. Se saa meidät tekemään työtä, jotta näyttäisimme paremmilta. Hoikkuuden lisäksi ihanteeksi on tullut urheilullisuus. Miksi emme osaa olla tyytyväisiä siihen miltä näytämme? Millainen pääoma ulkonäkö on? Haastateltavat: taloussosiologi Anna Grahn ja psykologi Monica Älgars Toimittaja: Minna Korhonen.

Ilmastopäästöt vähenisivät miljoona tonnia, jos ojitetuissa, rehevissä suometsissä siirryttäisiin avohakkuista jatkuvapeitteiseen kasvatukseen eli poimintahakkuisiin. Luonnonvarakeskuksen uuden laskennallisen mallin mukaan erilaisilla metsänhoitotavoilla voi saada aikaan päästövähennyksiä Suomessa, vaikka hakkuutaso pysyisi samana. Suomessa tarvitaan maankäyttösektorin ilmastotoimia, jotta päästövähennyksiä saadaan aikaan. Tuoreiden tutkimusten mukaan turpeen päästöjen hallinta ei ole kuitenkaan niin yksinkertaista. Tutkijat pähkäilevät kuumeisesti sen parissa, millaisilla toimilla saavutettaisiin sopiva balanssi, jossa puut kasvaisivat ja toimisivat hiilinieluina, mutta turpeessa kiinni olevat kasvihuonekaasut eivät kuitenkaan vapautuisi lämmittämään ilmastoa. Haastateltavana Luonnonvarakeskuksesta tutkija Aino Korrensalo, joka on tutkinut soisia metsiä ja niiden hiilen kiertoa sekä uuden tutkimuksen tutkimusprofessori Aleksi Lehtonen. Toimittajana on Jenni Frilander.

Älylaitteilla on yllättävän suuri vaikutus näkökykyymme. Vaaravyöhykkeellä ovat etenkin pienet lapset, joiden silmät ovat vasta kehittymässä. Arviolta puolet maailman väestöstä tulee olemaan likinäköisiä vuonna 2050. Mikä on viimeisin tieto likinäköä aiheuttavista syistä? Miten ihmisen näkökyky kehittyy? Kuinka likinäköisyyttä voi yrittää välttää? Entä kuinka näköinformaatio kulkeutuu aivojen prosessoitavaksi? Suomessa on maailman parasta verkkokalvotutkimusta. Sitä tehdään laboratorioissa, jotka ovat kuin suoraan tieteiselokuvasta. Mitä huippulöytöjä Suomessa on tällä allalla tehty? Haastateltavat: silmätautien erikoislääkäri Juho Wedenoja, neurobiologian professori Petri Ala-Laurila Toimittajana on Minna Korhonen.

Kipu on monimutkaisempi juttu kuin äkkiseltään luulisi. Kipu on aina korvien välissä eikä haavoittuneessa jalassa. Aavesärkyä voi puolestaan tuntua amputoidussa jalassa, jota ei enää ole. Tiedetään, että kun sotilas haavoittuu taistelussa, niin hengenvaarassa uhatessa kipuviesti voi estyä ja ihminen pystyy toimimaan henkensä edestä. Voimakas kipu iskee vasta tilanteen lauettua. Aivot käsittelevät salamana ääreishermostosta tulevan kipuviestin tärkeyden, ja sen merkityksen suhteessa aiempiin kokemuksiin. Näiden mukaan aivoissa syntyy kipuaistimus. Kun kolhu tulee turvallisesti kotioloissa, niin kipuun voi uppoutua kaikessa rauhassa, sillä mitään todellista vaaraa ei ole. Kipuasiantuntijoina ovat ylilääkäri Katri Hamunen HUS Kipuklinikalta ja psykologi, PsT Reetta Sipilä HUSin Lastensairaalan Lasten kipukeskuksesta. Toimittajana on Leena Mattila.

Aivomme käsittelevät valtavan määrän tietoa, kun olemme muiden ihmisten kanssa. Ne skannaavat hyvin nopeasti esimerkiksi hierarkian ja sen, pitävätkö keskustelijat toisistaan vai onko tilanne uhkaava. Sosiaalisia havaintoja prosessoidaan aivoissa niin nopeasti, ettemme edes tiedosta niin tapahtuvan. Samalla aivot ennustavat, mitä kohta tulee tapahtumaan ja miten tilanteessa kannattaisi toimia. Miten ihmeessä aivot voivat olla niin tehokas elin? Entä miten tunteet vaikuttavat havaintoihimme ja lopulta edelleen valintoihimme? Haastateltavana väitöskirjatutkija Severi Santavirta Turun yliopiston PET-keskuksesta ja tunteiden aivotutkija Heini Saarimäki Tampereen yliopistosta. Toimittajana on Pirjo Koskinen.

Suprajohteisiin liittyy paljon potentiaalia ja suuria odotuksia. Suprajohteet ovat aineita, joissa sähkö kulkee ilman vastusta. Toistaiseksi suprajohteet toimivat vain hyvin kylmissä lämpötiloissa, ja niiden valmistamiseen ja hyödyntämiseen liittyy monia haasteita. Kvanttielektroniikan peruskomponentteja ovat suprajohtavat magnetometrit eli SQUIDit, joita tutkitaan ja valmistetaan VTT:llä Otaniemessa. Ne ovat niin pieniä laitteita, ettei niitä voi paljain silmin nähdä. Ne valmistetaan puhdastiloissa, joissa pölyhiukkasia ei sallita. SQUIDeja käytetään aivokuvatamislaitteessa, jolla voidaan paikantaa epilepsiakohtausten syntylähteitä aivoissa. Sitä varten ne jäähdytetään nestemäisellä heliumilla lähelle absoluuttista nollapistettä, satojen pakkasasteiden lämpötiloihin. SQUIDejä hyödynnetään myös muun muassa avaruuteen lähetettävissä teleskoopeissa, kvanttitietokoneissa ja uusien malmiesiintymien etsimisessä. Haastateltavina ovat VTT:n johtava tutkija Mikko Kiviranta ja emeritusprofessori Risto Ilmoniemi Aalto-yliopistosta. Toimittajana on Mari Heikkilä.

Jo kivikaudella Homo sapiensit pistivät päänsä pyörälle sienillä ja kasviuutteilla. Tajuntaa muuttavia psykedeelejä on käytetty sekä lääkinnässä että erilaisissa rituaaleissa. Nykyihmisellä on entisten luonnontuotteiden lisäksi synteettiset ja puolisynteettiset psykedeelit. Todennäköisesti lähivuosina psykedeeliavusteinen terapia tulee käyttöön ainakin traumaperäisen stressihäiriön ja masennuksen hoitovaihtoehtona. Haastateltavana lääkäri Antti Hupli ja psykologi Samuli Kangaslampi. Toimittajana on Leena Mattila.

Stressiä neuvotaan välttämään, vaikka se ei ole aina mahdollista. Sen sijaan, että yritämme työntää sitä väkisin pois, voimme oppia kääntämään sen voimavaraksi. Evoluutio selittää, miksi ihminen stressaa niin helposti. Siihen vaikuttavat myös temperamenttipiirteet. Persoonallisuutta on kuitenkin vaikea lähteä muuttamaan, joten on keskityttävä käytännön asioihin ja ajattelutapojen muutokseen. Miten stressiä voi hyödyntää? Onko meillä vääränlainen suhtautuminen stressiin? Haastateltavina: neuropsykologi Laura Sokka, työterveyspsykologi Jukka Oksanen Toimittaja: Minna Korhonen

Ajatus, että minusta ei ole mihinkään, on murskaavaa. Silti moni kokee niin. Kova itsekritiikki vaikuttaakin kuitenkin aivoihin ja terveyteen haitallisesti. On syytä kaivaa esiin tuore tutkimustieto täydellisyyden tavoittelusta, sen vaikutuksista ja keinoista vähentää litsekritiikkiä. Huoli siitä riitänkö on tutkimusten mukaan lisääntynyt. Tuore tutkimus selvittää opiskelijoiden perfektionististen taipumusten, motivaation ja hyvinvoinnin yhteyttä. Onko riittämättömyyden tunne pelkästään yksilön vika? Miksi vaadimme itseltämme liikaa ja kuinka itsekritiikin voi taltuttaa? Haastateltavina: kasvatustieteen professori Markku Niemivirta Itä-Suomen yliopistosta ja itsemyötuntoon erikoistunut työterveyspsykologi Ronnie Grandell Toimittaja: Minna Korhonen

Harvoihin paikkoihin maapallolla liittyy niin paljon väärinkäsityksiä kuin napajäätiköihin. Mielikuvissa ne ovat kuolleita, jähmettyneitä maailmoja, mutta todellisuudessa ne ovat jatkuvassa liikkeessä, kasvavat ja hupenevat yhtä aikaa. Napajäätiköiden ymmärtäminen on ilmastokeskustelussa aivan ytimessä -- onhan niihin sidottuna potentiaali yli 60 metrin merenpinnan kohoamiseen. Mutta miten jäätiköitä tutkitaan ja niiden tulevia liikkeitä ennustetaan? Ja mitä edes oikeastaan tarkoittaa ikijää? Haastateltavana ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Jari Haapala ja Tieteen tietotekniikan keskus CSC:n jäätikkömallinnuksen asiantuntija Thomas Zwinger. Toimittajana Hanna Asikainen.

Painottomuus on jännä olotila. Kasvit menevät vähän sekaisin, kun eivät tiedä mikä suunta on alaspäin ja mikä ylöspäin. Mutta samalla 3D-printtereille avaruus on kirjaimellisesti taivas, koska painovoima ei sotke tulostamista. Biomateriaaleja tulostavat 3D-printterit voisivatkin tuottaa meille elimiä ja avaruustehtaat voisivat suoltaa sata kertaa maanpäälistä valokuitua parempaa kuitua. Painovoima on siunaus meille Maan päällä asuville, mutta niin voisi olla myös painottomuus. Juurien kesän viimeisessä Tiedeykkösessä katsotaan aluksi painottomuudessa hytiseviä maissinjuuria ja päädytään avaruudessa olevien tehtaiden pariin. Haastateltavina ovat Space Applications Services -yhtiön Hilde Stenuit, joka tuntee hyvin Kansainvälisellä avaruusasemalla tehtävän mikropainovoimatutkimuksen, ja painottomia juuria tutkinut Firenzen yliopiston Diego Comparini. Toimittajana: Jari Mäkinen

Monien aivosairauksien syytä ei tiedetä ja parantavia hoitoja ei ole juurikaan tarjolla. Suomessa on satoja tuhansia ihmisiä, joiden muisti on heikentynyt. Hoitovaihtoehtoja on niukalti. Miltä kuulostaisi aivojen peseminen ultraäänellä? Miten aivojen suoja, veriaivoeste, voidaan ohittaa? Tätä ryhdytään tutkimaan Oulun yliopistossa matalataajuuksisella ultraäänilaitteella LIFUlla. Hiirikokeissa tulokset ovat olleet hyviä, mutta miten se onnistuu ihmisellä? Korkeataajuuksinen ultraäänihoito, HIFU, puolestaan on jo rekisteröity Parkinsonin taudin aiheuttaman ja essentiaalin vapinan hoitoon. Ultraääni toimii neurokirurgisen veitsen tavoin, ja se tuhoaa aivoista hyvin pienen alueen, josta vapina on lähtöisin. Tulokset ovat erinomaisia. Tämä hoito on käytössä Turun yliopistollisessa keskussairaalassa. Miten hoito toteutetaan? Haastateltavina apulaisprofessori Janek Frantzén Turun yliopistosta ja professori Vesa Kiviniemi Oulun yliopistosta. Toimittaja on Teija Peltoniemi.

Ihmiskunta on katsellut taivaalle muutaman sadan tuhannen vuoden ajan ja koittanut päätellä millaisessa paikassa oikein elämme ja olemme. Ymmärrys maailmankaikkeudesta on rakentunut osa osalta, havaintojen taistellessa uskontoja ja uskomuksia vastaan: aluksi maapallo oli kaikkeuden keskus, mutta vähä vähältä se on siirtynyt syrjemmäksi ja muuttunut yhä pienemmäksi osaksi aikaa ja avaruutta. Vaikka se on meille kaikkein tärkein paikka koko kylmässä kosmoksessa, maailmankaikkeuden mittakaavassa se on vähäisempi kuin hiekanjyvä aurinkorannalla. Miten olemme rakentaneet maailmankuvamme? Mitä merkitystä sillä on meille? Avaruustähtitieteen emeritusprofessori Esko Valtaoja on kertonut tästä monissa kirjoissaan, ja selittää tässä Tiedeykkösessä toimittaja Jari Mäkiselle missä maailmankuvamme juuret ovat.

Sotauutisten perusteella voisi päätellä, että ihminen ei kykene ajattelemaan kuin omaa etuaan. Mutta onko ihminen lähtökohtaisesti itsekäs ja verenhimoinen toisia ihmisiä kohtaan — millainen ihminen on luonnostaan? Miten sosiaalinen, sopuisa tai sotaisa? Ja mitä tiedetään varhaisten esi-isiemme käyttäytymisestä? Haastateltavina ovat ekologian ja evoluutiobiologian professori Virpi Lummaa Turun yliopistosta sekä biologisen antropologian ja bioarkeologian dosentti, yliopistotutkija Markku Niskanen Oulun ylopistosta. Toimittaja on Mari Heikkilä.