Mikroskopisk Pacman

Erik Andrew Johannessen. Foto
Professor Erik Andrew Johannessen har ledet Pacman-prosjektet.

Encellede flimmerdyr fungerer som «Pacmen» mens flercellede hjuldyr er «Ghosts» i et mikroskopisk eksperiment som lener seg på kultdataspillet fra 1980.


Tekst, foto og videomontasje: Knut J. Meland

Et prosjekt av de sjeldne har sprunget ut fra forskningsmiljøet ved Institutt for mikro- og nanosystemteknologi (IMST) ved HSN: Den legendariske labyrinten fra 80-tallsdataspillet Pacman er gjenskapt i mikroversjon – med en diameter på under en millimeter – og fylt med mikroskopiske bytte- og rovdyr, som svømmer rundt i en næringsrik væske.

De encellede artene øyealge (euglena) og flimmerdyr (ciliater) spiller rollene som «Pacmen», mens flercellede hjuldyr (rotiferer) fungerer som «Ghosts», som jakter på disse.

Ved hjelp av mikroscenografi har kunstner og filmskaper Adam Bartley lyslagt labyrinten i neonfargene vi kjenner fra Pacman og fanget det hele på film.

Naturlig adferd

– Det er klart: her har vi hatt det voldsomt artig underveis, og vi gjør dette delvis fordi vi ønsker å skape oppmerksomhet rundt fagfeltet. Hovedformålet med prosjektet er likevel å vise hvordan man ved hjelp av mikro- og nanosystemteknologi kan lage et tredimensjonalt miljø som kan gi en mer naturlig oppførsel hos en- og flercellede dyr når vi skal studere dem under mikroskopet, forklarer professor Erik Andrew Johannessen, som har styrt prosjektet fra høyskolens side.

Han viser til at naturvitenskapen og legemiddelindustrien tradisjonelt har dyrket celler og mikroskopiske dyr i såkalte «petriskåler», som danner en kunstig todimensjonalt miljø der det ikke finnes noen barrierer utover overflaten de ørsmå skapningene svømmer rundt i.

– I naturen finner vi disse blant annet i torv eller mose, der de må forholde seg til et sinnrikt system av kanaler og strukturer. Ved å introdusere en tredimensjonal labyrint i petriskåla, tvinger vi dem til å vekselvirke med omgivelsene og får dermed en mer naturlig adferd, som forventelig vil gi forskerne mer verdifulle data, sier Johannessen.

En bro for kommunikasjon

Adam Bartley har også tidligere jobbet med Johannessen for å skape bredt engasjement for vitenskap.

– Høyteknologisk forskning er for det meste altfor fjernt fra hverdagen til folk flest, og derfor er praktisk anvendelse av forskning svært viktig å formidle til allmennheten. I denne sammenhengen så vi at kunst og underholdning i form av film ville kunne danne en slik bro for kommunikasjon, sier Bartley.

Iøynefallende adferd

Mens de enkleste livsformene virker til å fyke rundt i tilsynelatende tilfeldige bevegelser, fant forskerne en iøynefallende adferd hos de flercellede hjuldyrene:

– Når rotiferene først ble introdusert i labyrinten var de veldig nølende og beveget seg sakte, men etter om lag et døgns tid fikk pipen en annen lyd: da fosset de fram i langt mer målrettede bevegelser. Formodentlig skjer dette fordi de legger igjen kjemiske spor, som gjør det lettere for dem å finne fram, sier Johannessen.

Digital sporing

I en videreføring av prosjektet ønsker han blant annet å ta i bruk digital sporing av banene til de forskjellige artene, for å kunne avgjøre om det er et element av logikk til stede når orienterer seg.

– En labyrint gjør det også mulig å etablere soner som er mer fordelaktige enn andre å oppholde seg i for organismene eller dyrene man studerer. Digital sporing vil kunne avsløre om de forandrer adferd når de gjentatte ganger utsettes for den samme miljøtilstanden, sier Johannessen.

Tverrfaglig

Prosjektet er utført i samarbeid med Institutt for matematikk og naturfag (IMN) ved HSN, der førstelektor Kjetil Reier-Røberg har bidratt på den biologiske delen av prosjektet, blant annet gjennom diskusjoner av dyrkningsmetoder, vurderinger av aktuelle arter til forsøket og isolering av celler fra naturen.

– Alt i alt har dette vært et spennende eksempel på hva som kan skje når vi samarbeider på tvers av fakultetsgrensene, sier Reier-Røberg.

Prosjektet ble støttet av VRI Vestfold (Virkemidler for Regional FoU og Innovasjon). VRI Vestfold finansieres av ForskningsrådetVerdiskaping Vestfold og egeninnsats.

Kunst og vitenskap

Prosjektet mottok også støtte fra Vestfold fylkeskommune, gjennom fylkeskommunale utviklingsmidler til kulturformål:

– Dette prosjektet har dermed også vært tverrfaglig i den forstand at vi har flettet sammen kunst og vitenskap, sier kunstner og filmskaper Adam Bartley.