online.muni.cz Přejít na hlavní obsah

Science slam Muni vyhrál rapující informatik

S vítěznou trofejí v podobě lampičky, která je symbolem soutěže, nakonec odešel František Blahoudek z fakulty informatiky, jenž diváky učaroval svým rapem.

I když má každý jinou představu o tom, co by chtěl v životě zažít devětkrát, téměř plné Univerzitní kino Scala se ve středu večer shodlo na tom, že mezi takové věci určitě patří Science slam Masarykovy univerzity, který se konal právě po deváté.

I když hodně diváků bylo včera na akci poprvé, atmosféra byla už od začátku výborná. Publikum nadšeně vítalo všech pět odvážných mladých vědců, kteří se odhodlali představit srozumitelně a vtipně svůj výzkum. S vítěznou trofejí v podobě lampičky, která je symbolem soutěže, nakonec odešel František Blahoudek z fakulty informatiky, jenž učaroval hlasujícím divákům svým rapem.

Prvním vystupujícím byl Peter Lenárt, který působí na přírodovědecké a lékařské fakultě a jeho vystoupení mělo název Nejzajímavější otázka současné biologie. Pokud teď typujete věci jako rakovina nebo léčba kmenovými buňkami, jste trochu vedle. Podle něj je to totiž stárnutí.

„Naše společnost je stárnutím úplně posedlá, ale málokdo ví, jaká je jeho vědecká definice. Ta zní, že je to s věkem se zvyšující pravděpodobnost smrti způsobená postupným zhoršováním funkce prakticky každého orgánu v našem těle,“ přiblížil své téma.

Peter Lenárt, který působí na přírodovědecké a lékařské fakultě a jeho vystoupení mělo název Nejzajímavější otázka současné biologie.

Dodal, že existuje několik organismů, které nestárnou. Je to třeba nezmar nebo rypoš lysý. Vědcům se navíc v posledních letech podařilo zpomalit stárnutí třeba u háďátek nebo u myší a zatím není známý důvod, proč by to nemohlo fungovat i u člověka. Navíc jde o proces, při němž se stárnutí skutečně zpomalí, takže zvířata jsou zdravější a vypadají mladší.

Lenárt se ve své vědecké práci soustředí na jednu z hlavních příčin stárnutí. „V těle se postupem času hromadí staré, takzvané senescentní buňky, které už ztratily schopnost se dělit. Neumírají, ale produkují řadu látek, které negativně ovlivňují jejich okolí, narušují komunikaci mezi buňkami a mohou podporovat i rozvoj nádorů. Když se je ale podaří zničit, tak to právě vede ke zpomalení stárnutí,“ říká Lenárt.

Sám se snaží popsat, jaké látky vytvářejí a jak ovlivňují okolí senescentní buňky v tukové tkáni. „Doufám, že když budeme přesně znát molekulárního mechanismu toho, jak tyto buňky škodí, tak bude možné najít terapii, která zabrání nástupu či progresi s věkem se rozvíjejících nemocí,“ uzavřel své vystoupení Lenárt.

Globální stmívání

Na pódiu ho vystřídal další přírodovědec, Marek Lahoda, který se prvních pár minut skrýval ve tmě. Mělo to svůj důvod, jeho příspěvek se totiž věnoval globálnímu stmívání a vyjasňování. „Jsem radiační klimatolog, nebo taky hezky česky sluníčkář a tyto procesy zkoumám,“ uvedl se absolvent fyzické geografie.

Předmět jeho výzkumu opravdu začíná Sluncem, tedy slunečním zářením, které dopadá na povrch Země. Není to ale nijak jednoduchá rovnice, při průchodu atmosférou se totiž část přicházejícího záření, tedy fotonů, odrazí, část je pohlcena a část se rozptýlí. Právě ta poslední část spolu se zářením, které projde atmosférou beze změny, se nazývá globální záření a představuje téměř veškerou energii dostupnou pro život na naší planetě.

Radiační klimatolog Marek Lahoda.

„Dokážeme ho měřit a díky tomu víme, že se globální záření v posledních desítkách let mění, a to v řádu procent. Příčinou změny jeho intenzity je právě zemská atmosféra. Řada studií už prokázala, že procesy v atmosféře jsou příčinou globálního stmívání, které proběhlo mezi lety 1950 až 1980, kdy došlo k úbytku slunečního záření dopadajícího na Zemi,“ popsal zkoumaný jev Lahoda a dodal, že za to mohlo zvýšené množství aerosolů pocházejících z lidské činnosti.

Pak se atmosféra díky ochranným opatřením proti znečištění ovzduší vyčistila, globální záření se vrátilo na původní hodnoty, ale aktuálně jsme na začátku dalšího globálního stmívání. Jeho příčinou je tentokrát oblačnost.

Jak využít placentu?

Motiv vyjasňování se hodí i na další vystoupení. Absolventka přírodovědecké fakulty Iveta Minaříková totiž přichází s příběhem naděje, tedy spíše se dvěma. „Jsme v nemocnici, je noc a na příjem přivezli dvě pacientky. První ženě je okolo třiceti, druhé může být osmdesát a obě mají silné bolesti. Ta první za chvíli přivede na svět nový života, ta druhá má chronickou ránu, která se neustále zhoršuje a ona trpí velkou bolestí a čeká ji možná amputace. Možná se zdá, že mezi těmito dvěma případy žádné spojení neexistuje, ale opak je pravdou. S kolegy se nám podařilo spojit oba příběhy do šťastného konce,“ říká na úvod.

Spojovacím prvkem je v tomto případě lidská placenta, která sice devět měsíců podporuje vývoj člověka, ale po jeho narození se z ní stává biologický odpad. A nebo taky ne.

Iveta Minaříková se v Národním centru tkání a buněk věnuje hojivým vlastnostem placenty.

Nadějí je třeba právě pro pacienty s chronickou ránou, tedy takovou, která se třeba i několik let nehojí a v horších případech odumírá kůže i svalstvo a někdy to končí amputací. „Jen v České republice jí trpí přes dvě stě tisíc pacientů,“ uvedla Minaříková. S kolegy z Národního centra tkání a buněk pokračovali ve výzkumu hojivých vlastností placenty, aby dokázali zachovat tyto její vlastnosti a zároveň bezpečnost jejích využití pro pacienty.

„Trvalo to přibližně pět let a světlo světa spatřil produkt z amniové membrány, tedy části placenty, která je nejblíž miminku. Protože se nachází na pomezí dvou organismů, má unikátní vlastnosti. Vyvinuli jsme tkáňový transplantát, který slouží k překrývání chronických ran,“ popsala s tím, že ránu nejen kryje, ale i hojí a postupně se do ní vstřebává a poskytuje například i oporu pro vlastní buňky pacienta, které po něm rostou. „Rána, která se i několik let nehojila, se začne do týdne uzavírat,“ přibližuje výsledky observační studie, která začala v únoru a už pomohla první desítce pacientů.

Informatik, co propadl automatům

Po krátké přestávce střídá příběh o záchraně životů vystoupení z trochu jiného soudku. „Ahoj, jsem Fanda, a propadl jsem automatům,“ začíná svůj slam František Blahoudek s tím, že se svého problému zbavit rozhodně nechce. Je totiž informatik a věnuje se základnímu výzkumu automatů. Nejsou to ovšem automaty herní či na kávu.

„Ty naše jsou dobré například proto, abychom mohli syntetizovat optimální strategii v Markov decision processes neboli MDP. To se dá použít například k tomu, abychom naučili roboty se dobře chovat v prostředí, které se chová náhodně,“ pokračuje v popisu své vášně a pro ty, co stále tápou, uvádí příklad s tajným agentem, který má po světě převážet dokumenty a na každém letišti existuje jiná pravděpodobnost, že ho odhalí kontrola.

Když známe všechny pravděpodobnosti, můžeme si namodelovat pohyb agenta po světě a předvídat, kdy ho odhalí a kdy ne. Abychom snížili pravděpodobnost jeho odhalení a zároveň mohl plnit své úkoly, je třeba dodat do MDP jeho mise, tedy cíle. Právě k tomu slouží automaty.

Rapující informatik František Blahoudek.

Jako správný teoretický informatik využívá pro jejich řešení bílou tabuli a barevné fixy, a tak mohou diváci takový informatický automat vidět na vlastní oči. Jde vlastně o kolečka vyjadřující stavy, a šipky mezi nimi vyjadřující přechody. V případě agenta třeba cesty mezi Londýnem, New Yorkem a Washingtonem.

„Aby si agent mohl zvolit vlastní trasu a zároveň se vyhnul třeba vysoké pravděpodobnosti odhalení na některé z nich, bude mít vlastně nekonečně variant pohybu z jednoho místa do druhého. Existují dokonce i automaty, které reprezentují nekonečně mnoho nekonečných věcí, a těm já se věnuji,“ říká. S automaty pracuje tak, že hledá algoritmy, tedy něco jako recepty, jak s nimi pracovat, a získat tak lepší strategie pro rozhodování.

Snahu o výklad docela náročné problematiky po chvíli popouští, aby popsal, jak práce teoretického informatika vypadá. Od hypnotizování popsané tabule, přes zamyšlené cestování špatnými tramvajemi se dostává k metodě hodného a zlého informatika. „Jeden informatik, ten dobrý, hází nápady, jak by měl kýžený algoritmus fungovat, a ten druhý, ten drsňák, který věci říká na rovinu, na to kouká – to je typicky můj školitel," ukazuje na něj do publika, "a ten říká:

Hele chlape podívej
na tenhle automat,
to ten tvůj algoritmus
nebude fungovat,“ rapuje Fanda a sklízí velký potlesk.

Recept pro elektronový mikroskop

Před plátno ve Scale pak míří poslední z účinkujících Zuzana Trebichalská z přírodovědecké fakulty. Přináší si sebou sedací míč, ale místo cvičení představuje publiku recept: „Potřebujeme denudované oocyty, tedy vajíčka, které jsme si na noc před tím ponořili do přírodního roztoku glutaraldehydu. Dále potřebujeme šálek přírodního pufru se zvýšeným obsahem arzénu, který tomu dodá šmrnc, lžíci osmia, které dostanete v každém dobrém bioobchodě.  Další krok je velmi záludný, potřebujete totiž zvyšující se koncentraci alkoholu. Ale pozor u vajíčka může nastat určitá deformace. Takto připravené vajíčko ponoříme na tři dny do pryskyřice, budeme ho péct, a pak vezeme svůj diamantový nůž a nakrájíme ho na asi sedmdesátinanometrové kolečka. Tyto řezy podáváme s dresinkem z uranu a olova.“

Právě jste si přečetli, jak vypadá příprava na to, aby se vědci mohli podívat dovnitř vajíčka elektronovým mikroskopem. Zhatit to může ještě celá řada věcí, ale když se vše podaří, můžete necvičeným okem vidět „padesát odstínů šedi“.

Foto: Helena Brunnerová

Vajíčko má vlastně dvě úlohy, nechat se oplodnit a živit embryo, ale kupodivu je nikdo moc podrobně nezkoumá. Právě zkoumáním jejich struktury se Trebichalská zabývá a odhaluje docela překvapivý fakt, že vlastně nikdo neví, jak má vypadat normální zdravé vajíčko.

„V dosavadních studiích se používala vajíčka od pacientek s reprodukčními problémy nebo od onkologických pacientek. Musíme proto určit standart a já ve svém výzkumu používám vajíčka od mladých zdravých dárkyň, u nichž nejsou zaznamenané problémy s reprodukcí.“

Jak ale říká, vajíček je málo, a proto se na ně třeba v reprodukční medicíně nekladou takové nároky jako na spermie či embrya. Řada z nich je různě deformovaná, ale nedá se jednoznačně říct, že by byly horší než „miss oocyty“ od zdravých žen. Z mnoha z nich  vyrostou kvalitní embrya a pak i zdravé děti.

„Na začátku byl každý z nás jen vajíčkem a spermií, ale přes svůj obrovský potenciál není vajíčko popsané, procesy v něm probíhající jsou neznámé,“ podotkla závěrem s tím, že tak vlastně zatím nechápeme vznik života.

Masarykova univerzita | Masaryk university