Skip to main content

Hunden der ikke gøede - og kaos som ikke indtraf - det er mysteriet

Jørgen Ingolf Nielsen, Kardiologisk afsnit, Roskilde Amtssygehus. E-mail: rsingo@ra.dk

1. nov. 2005
3 min.

Der er i Ugeskrift for Læger nr. 24 (2003;165:2465-8) en række artikler om biosimulering. I magasinet BiotechDenmark nr. 5 (p. 10-1) er der en artikel om systembiologi. Forfatterne er henholdsvis læge Jan Andreasen og videnskabsjournalist Lone Frank.

Det drejer sig om det samme problem - at konstruere matematisk baserede modeller der kan simulere de non-lineære interaktioner i biologiske organismer. Øvelsen kaldes biosimulering: at konstruere matematiske modeller, assisteret af computer, der kan simulere de biologiske systemers dynamiske interaktion.

Betydningen af målet er umiddelbart forståelig, men fremgangsmåderne er i begge artikler meget vagt fremstillet. Citat fra artiklen i Ugeskrift for Læger: »Forskerne forsøger at tænke de enkelte processer ind i en dynamisk sammenhæng. Denne beskrives gennem opstillinger af matematiske ligninger, der til sidst skaber fundamentet for en model for en helhedsforståelse.« Og et andet udpluk: »Langt størstedelen af den eksisterende lægevidenskabelige forskning har forsøgt at forstå helheden alene ud fra en lineær forståelse. Selv om feedbacksystemer, S-formede kurveforløb og cyklusvariationer ikke er ukendte begreber, er det sjældent at disse parametre er taget med i den eksisterende forskning. Derved har forskningen undladt at forholde sig til organismens enorme kompleksitet.« Ja - det er korrekt. Man har naturligvis set bort fra problemer, som ikke kunne løses med det foreliggende matematiske modelapparat, og kastet sig over det mulige - sådan er mennesket jo! Pluk fra artiklen i Biotech: »At forene alt dette i matematiske modeller bygger på en tæt vekselvirkning mellem eksperimenter og computersimulationer. Man lægger ud med et utal af konkrete målinger på et udvalgt system, som så danner grundlag for konstruktionen af en model. Denne første model får nu lov at komme med forudsigelser, hvorefter forudsigelserne testes i det virkelige system med endnu en række målinger. Modellen rettes nu til, og hele møllen får lov at køre, indtil forudsigelserne passer med virkeligheden.« Det lyder jo umiddelbart ganske fornuftigt og er da også den bærende plan for beskrivelsen af menneskets fysiologi som fremgår af Guytons lærebog fra førsteudgaven i 1956 til den seneste i 2000. For Guyton og hans mange elever (hvortil jeg hører) er det forblevet en drøm.

Endnu et citat: »Og som en vigtig brik har bioinformatikken vokset sig stor og kraftig. Den kan med supercomputere og relevant software være med til at identificere sammenhænge og skabe forståelse af de store datamængder«. Det lyder smukt, men sortering og forståelse af betydningen af data forudsætter tilstedeværelsen af modeller. Som Goethe sagde: »Man ser hvad man ved«. Computere og hurtig databehandling er påkrævet, men løser ikke alene problemet.

Data, ligegyldig hvor mange, fører ikke alene til en model. Det kræver gode ideer - I den førstnævnte artikel bruges den berømte sommerfugle effekt som et logo og en metafor og det har inspireret mig til min kommentar - og ovennævnte titel. Metaforer er jo farlige at omgås. De forveksles let med modeller (paradigmer), og det er de ikke. De er farverige og let anskuelige billeder der kan have en slående (retorisk) effekt - til engangsbrug! Sommerfuglen er blevet logo for den såkaldte kaosteori.

Den skal symbolisere at små forskelle i udgangsbetingelser i naturen kan få store konsekvenser for det endelige resultat. Metaforen blev »coined« af meteorologen Edward Lorenz til belysning af visse meteorologiske fænomener, men har haft den beklagelige effekt at der har bredt sig en opfattelse af en uhyre skrøbelighed af naturfænomener, herunder biologiske organismer. Det er jo slet ikke nogen generel erfaring for en biolog - tværtimod synes organismernes systemer at vise stor stabilitet. Det vi kalder homeostase. Denne dynamiske ligevægtstilstand kan selvfølgelig overskrides (i.e. overbelastes) og det resulterer i fejlfunktion der undertiden kan ytre sig kaotisk.

Jeg tilslutter mig den opfattelse at homeostasens stabilitet - den sjældne forekomst af kaos - er den levende naturs centrale egenskab.

At nå en nøjere forståelse af mekanismerne hertil må være biomodelleringens mål.

Jeg spørger igen: Hvordan skrider denne opgave?