SUND > Forskning > Forskerprofiler > Albert Gjedde
01. december 2008
Albert Gjedde
Den største opgave er bevidstheden
For professor i neurobiologi og farmakologi Albert Gjedde drejer det sig om hjernens stofskifte, dens respiration og energiforbrug. Han har været med siden blod-hjerne-barrieren blev opdaget, er blandt kolleger kendt fra Gjedde-Patlak-plottet og bliver nu leder af Institut for Neurovidenskab og Farmakologi.
Han vil bl.a. styrke det neurologiske samarbejde i hele hovedstadsområdet og sætte et samlet angreb ind på at afklare, hvordan de få millimeter bark, som omgiver menneskehjernen, stadig er sædet for en af de allerstørste gåder: Bevidstheden.
Efter endt studentereksamen i 1964 stod den 18-årige Albert Gjedde med et legat til et uddannelsesophold i Berkeley, Californien. Og en indkaldelse til værnepligt.
"Militæret lod mig rejse under den forudsætning, at jeg lod mig indkalde når jeg vente hjem," husker han. "Så efter Berkeley aftjente jeg min værnepligt i den Kongelige Livgarde."
Da pligten nærmede sig sin afslutning, fik han lov at begynde på Københavns Universitet, hvor hans interesse for matematik førte ham ind i fysikstudiet. Men fagets form passede ikke til den unge Albert Gjedde, der i stedet valgte at blive cykelvikar ved Søllerød kommunes skolevæsen, et arbejde, han kunne kombinere med sine ønsker om en forfatterkarriere.
Professor Albert Gjedde er ny
leder af Institut for
Neurovidenskab og
Farmakologi.
En ikke helt almindelig vej ind i medicinen
"Dengang var jeg varm på en pige fra mit gymnasium, som var begyndt at læse medicin," fortsætter han med et smil. "Hun fortalte mig, at de lækreste fyre læste medicin, og at hun ikke kunne forestille sig, at have interesse for nogen andre mænd."
Medicinstudiet fik straks en ny elev, i februar 1967 - og mens pigen giftede sig med en kirurg, fik Albert Gjedde øjnene op for en fascinerende videnskabelig verden, der i snart 40 år har nydt godt af hans evner.
"Under studiet blev jeg betaget af professor i fysiologi Christian Crones forelæsninger," fortsætter Albert Gjedde. Han kontaktede professoren, og begyndte at udføre sine første forsøg omkring glukose-, vand- og alkoholtransport over blod-hjerne-barrieren.
Hvor reguleret er transport af glukose over blod-hjerne-barrieren?
I slutningen af 1960'erne havde hjerneforskerne erkendt, at nogle særligt tætte, såkaldte "tight-junctions" forbinder endotel-cellerne omkring blodkarrene i hjernen og beskytter hjernevævet mod forskellige patogener som et slags biokemisk fæstningsværk. Barrieren giver kun adgang til særlige stoffer, fx vand og glukose, men forskerne studerede dengang stadig, hvordan fx glukosen kom gennem det tætte endotel.
Hvor reguleret var transporten, og hvordan reagerede den på ændret aktivitet i hjernen, og ændrede krav til næringsstoffer? "Det havde man ikke så meget kendskab til dengang, og det blev mit forskningsområde," fortæller Albert Gjedde.
Han drog efter endt medicinstudie, og på professor Crones anbefaling, til New York, hvor han de næste tre år arbejdede i et laboratorium hos professor Fred Plum ved Neurologisk Afdeling på New York Hospital-Cornell University Medical Center. Her satte Albert Gjedde gang i flere rotteforsøg, som skulle teste en ny måde at måle gennemblødningen i hjernen på levende dyr. Og her mødte han fysiologen Lou Sokoloff fra Naitional Institute of Health (NIH), opfinderen bag en ny metode til at måle glukoseforbruget overalt i hjernen.
Er der sammenhæng mellem gennemblødning, samt ilt- og glukoseforbrug?
"Jeg ville se på forholdet mellem gennemblødning samt glukose- og iltforbrug under forskellige omstændigheder," fortæller Albert Gjedde. "Fred Plum har interesseret sig for alle de metaboliske tilstande, som påvirker en hjernefunktion, især epileptiske anfald og leverkoma. Under eksempelvis et epileptisk anfald stiger gennemblødningen og iltforbruget i hjernen voldsomt, mens leverkoma kendetegnes ved, at leveren ikke kan fjerne ammoniak fra kroppen, som hober sig op og tilsyneladende slukker for hjernens stofskifte, så hjernen ikke kan bruge den ilt, den bliver tilbudt."
Albert Gjedde vendte tilbage til Københavns Universitet i 1976, og blev optaget på det kendte kursus i de for medicinen basale videnskaber ved professor i biofysik Ove Steen-Knudsen. På Rigshospitalet arbejdede han som klinisk assistent, mens han fortsatte med rotteforsøg omkring hjernens stofskifte på Panum Instituttet.
Og mens alt dette stod på, overvejede han hvad vej han skulle fortsætte: Neurokirurgi eller fysiologi? "Professoren i neurokirurgi John Riishede, en yderst tålmodig mand, fortalte, at han holdt en stilling åben til mig, når jeg nu engang var blevet færdige med mine forsøg," husker Albert Gjedde.
Gjedde-Patlak-plottet bliver til
1977 var året hvor København husede to neurologiske kongresser. Det daværende Danmarks Tekniske Højskole (DTH) dannede ramme om neurokemien og præsentationen af Lou Sokoloffs nye metode til at måle hjernens forbrug af glukose forskellige steder i hjernen hos levende mennesker vha PET-skaninger.
Og pludselig fik Albert Gjedde besøg af Cliff S. Patlak og Ronald Blasberg, som vidste, at han arbejdede med hjernens gluksosetransport inde hos Christian Crone. "Sammen udarbejdede vi en ny måde til at beregne glukosetransporten på, som i den store verden bare hedder Patlak-plottet.
Men de få folk, som kender forhistorien," fortsætter Albert GJedde efter en kort pause," er så venlige at kalde den Gjedde-Patlak-plottet. Og det er blevet en meget kendt metode verden over."
Hjerneaktiviteten varierer i forskellige områder
SAS hotellet Scandinavia husede samme år det tilbagevendende symposium, som Niels A. Lassen og David Ingvar holdt med temaet 'hjernens gennemblødning'. Også her var der sket fremskridt - det var nu muligt at måle gennemblødningen overalt i hjernebarken hos mennesker i levende live med den såkaldte SPECT-skanner.
"Det stod klart, at hjernen ikke var lige aktiv over det hele, hele tiden. Det blev jeg meget betaget af," husker Albert Gjedde. "Var det muligt at skabe en sammenhæng mellem hjernens glukoseforbrug, som er et mål for energiforbruget og så aktiviteten, den adfærd, hjernen havde gang i? En nærmest neo-frenologisk tilgang."
Inden længe førte kombinationen af de to skanningsmetoder til en fuldstændigt overvældende opblomstring af videnskab om - og forsøg på at forstå - hjernens indretning på grundlag af disse aktivitetsmønstre.
Og det forgår stadig den dag i dag.
Første tegn på nedkøling som behandling mod hjerneskader
"Koma er en form for 'bevidstløshed'," fortsætter Albert Gjedde. "Reversibel bevidstløshed på et par uger kan opstå pga. fx traumer, hjerneblødning, blodpropper, iltmangel, eller CO-forgiftning. En anden årsag kan være anæstesi i forbindelse med operationer, og så er der en tredje årsag: Nedkøling."
I sommeren 1978 befandt Albert Gjedde sig som sommervikar på på Nykøbing Sjællands Sygehus, da Falck blev kaldt ud til en livløs 18-årig kvinde i skoven.
"Hun havde ligget der to-tre dage, før politiet fandt hende," husker han. "Hun havde omgivelsernes temperatur på 23 grader, en af de laveste legemstemperaturer nogensinde registreret i forbindelse med overlevelse. Hun trak tilsyneladende ikke vejret, og hun havde ingen målelig puls eller blodtryk. Falckredderne antog, at hun var død, og ville køre hende til kapellet. Men jeg var jo ung og uerfaren, så jeg mente, vi skulle måle hjertets elektriske signaler med elektrokardiografi (EKG). Der var det mindste lille blip på måleren, én gang i minuttet. Pigen blev hastigt lagt i seng på hospitalet, hvor vi langsomt varmede hende op i løbet af de næste 14 dage. Hun blev udskrevet og tog studentereksamen."
Albert Gjedde skrev om hændelsen i Ugeskrift for Læger og henviste til andre undersøgelser om nedkøling.
Eksperterne skelner mellem folk, der bliver afkølet, mens de er ved fuld bevidsthed og folk, der bliver afkølet efter de har indtaget bedøvende midler. "Og det havde den unge pige," husker han." Hun havde forsøgt at begå selvmord ved at tømme sine forældres bar- og medicinskabe, og stofferne havde lukket ned for alt. Derfor kunne hun klare den ekstreme nedkøling. Det var som om hun var gået i hi, hendes stofskifte var usædvanligt lavt. Men under den langsomme opvarmning kunne hjernen nå at komme ud af sin bedøvelse og få udskilt alle de stoffer, som pigen havde indtaget. Hjerneaktiviteten steg ganske langsomt med temperaturen."
Valget falder på forskningen
Tilbage i København kunne Albert Gjedde ikke blive færdige med sine forsøg. "Og det gik op for mig, at jeg helst ville fortsætte med forskningen," fortæller han. Han fik derfor en adjunktstilling i 1979, og blevi 1981 lektor, mens han og kollegerne arbejdede op at få en PET-skanner til Danmark.
"Vi fik nedsat en arbejdsgruppe," husker han. "Men det blev ikke til noget."
Til gengæld var der kommet nyt liv i den psykologiske tilgang til hjernen. Indtil 1983 havde de fleste psykologer accepteret adfærdspsykologernes påstand om, at hjernen var en stor, sort kasse, hvis biologiske aktiviteter ikke kunne bruges til at udtale sig om psykologiske principper.
Men det år udkom en bog af filosoffen Jerry Fodor ("The Modular Brain"), som genoptog det frenologiske tema om, at aktiviteten forskellige steder i hjernen, under forskellige former for adfærd, kunne give et billede af, hvordan hjernen er indrettet og virker.
"Forskerne kunne nu måle på forbruget af glukose og blodgennemstrømning," forklarer Albert Gjedde. "Vi kunne nu lokalisere fx et sprogmodul, et for håndbevægelser, et for farvesyn etc. Det kom som en stor overraskelse for mig, som en åbenbaring."
Invitation fra Canada
I 1985 modtog og accepterede Albert Gjedde et tilbud fra Montreal i Canada. Han skulle være med til at videreudvikle Sokoloffs metode og andre funktionelle hjerneskanninger på mennesker. Og byen havde ikke én PET-skanner. Den havde to.
"Da jeg ankom til Montreal mødte jeg mennesker, som havde beskæftiget sig med sammenhængen mellem hjernens funktion og dens aktivitetsmønstre i årevis," fortæller Albert Gjedde "Jeg kastede mig ud i forsøg på at kortlægge dannelsen og frigørelsen af signalstoffer i hjernen hos levende mennesker under forskellige former for aktivitet, og så sammenholde data med målinger af gennemblødning og glukoseforbrug forskellige steder i hjernen. Resultatet blev en række artikler, som studerede transmitterafgift i forbindelse med typisk misbrugsadfærd, fx computerspil. Ad den vej blev hele dopaminteorien, både for psykose og for afhængighed, nu central i min forskning."
Forskningen følger tre hovedspor
Årene gik på McGill University's Montreal Neurological Institute. Albert Gjedde var nu leder af afdelingen for hjerneskanninger og udførte sin forskning, indtil en delegation fra Rigshospitalet, som stadig manglede egen PET-scanner, anmeldte sin ankomst. Neurologen Johannes Jacobsen var blandt de besøgende, og da han få år senere var hovedmanden bag i etableringen af et PET-center ved universitetshospitalet i Århus, blev Albert Gjedde tilbudt en stilling som leder.
"Tilbage i Danmark fortsatte jeg med de tre hovedspor," fortæller han. "Hovedformålet var at forske i neurologiske sygdomme, dernæst at opbygge en forskningsenhed, der skulle forklare hjernens funktioner ved at kombinere viden om energistofskifte, gennemblødning og transmitterafgift med den viden vi har fra hele den cellulære forskning, og - i sidste ende - udforme en teori om den menneskelige bevidsthed. Vi fik en bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond i 2001 til opgaven og oprettede Center for Funktionel Integrativ Neurovidenskab - CFIN."
Efter 14 år i Århus og 22 år væk fra København, opdagede Albert Gjedde og familien, at de savnede hovedstaden. "Jeg blev tilbudt stillingen ved INF, og da jeg samtidig gerne vil påvirke den videre udvikling af mine primære forskningsområder, accepterede jeg. Desuden bør folk flytte sig en gang i mellem for at undgå vanedannelse i forskningsmiljøerne. I Danmark flytter folk sig traditionelt slet ikke så meget; du kan blive student, kandidat, ph.d., postdoc, adjunkt, lektor, professor og emeritus på et og samme sted. Det mener jeg er uklogt."
Fremtidens udfordringer
I dag er det stadig uafklaret, præcist hvordan glukosetransporten i hjernen bliver reguleret. "Den er meget konstant," forklarer Albert Gjedde. "Jeg var i sin tid med til at beskrive bevægelserne kinetisk med matematiske ligninger, og vi ved nu, at permanente ændringer kun finder sted ved fx sukkersyge, eller under meget varigt ændrede glukoseforhold (opvækst, langvarig faste)."
Hvor meget glukose, der når frem til hjernen, afhænger af såkaldte glukosetransportører i blod-hjerne-barrieren og i cellemembranerne. "I blodhjernebarrieren sidder den særlige GLUT-1 transportør. Når insulin binder sig til en celleoverflade, øger det normalt transporten af glukose ind i cellen, men GLUT-1 og GLUT-3 bliver slet ikke påvirket af insulin. De er samtidig helt energiuafhængige."
"Vi har for ganske nylig, sammen med bl.a. professor Jens Juul Holst fra BMI, faktisk vist, at det tilsyneladende er hormonet GLP-1, der regulerer glukosetransporten over blod-hjerne-barrieren," fortsætter Albert Gjedde. "GLP-1 binder sig til en receptor, der sidder på overfladen af betacellerne. Når det sker, udskiller betacellerne mere insulin, som sænker blodsukkeret. Tilsyneladende hæmmer GLP-1 også den maksimale hastighed som glukose kan transporteres henover BBB'en."
Et andet forskningssport Albert Gjedde stadig følger, var det der begyndte med sommervikariatet på Nykøbing Falsters sygehus. "Ved hjertetilfælde, eller en blodprop i hjernen, beskytter afkøling som noget af det eneste hjernevævet hos mennesker mod iltmangel," forklarer han. "Sammen med professor i cerebrovaskulære sygdomme Derk Krieger på Rigshospitalet og Bispebjerg, håber jeg, at vi kan få afprøvet nedkøling som behandlingskoncept. Det bliver allerede brugt under visse operationsformer, fx når kirurger skal sætte hjertet ud af funktion, så der ikke når blod og ilt ud i kroppen. Men vi mangler det endelige bevis på, at nedkøling virkelig har denne positive virkning efter apopleksi hos mennesker, blodprop eller blødning i hjernen."
Den største opgave er at afkode bevidstheden
Neurologerne ved, at man bliver bevidstløs på blot seks sekunder, når blod- og dermed iltforsyningen til hjernen bliver afbrudt. Det er et kort tidsrum, hvor der næsten ikke sker metaboliske forandringer i hjernen, men alligevel slukkes bevidstheden og øjeblikkeligt falder energiforbruget i hjernen til det halve.
"Det er meget mærkeligt," mener AG, som derfor vil etablere et miljø, som skal fortsætte integrationen mellem de funktionelle og cellulære neurovidenskaber og gerne medvirke til en samling af hele området i Hovedstadsområdet.
"PET-skannerne står Riget, dyreforsøgene foregår bl.a. her på Panuminstituttet, MRI-skannerne er på Hvidovre og Glostrup, psykiatrien ligger ude på Bispebjerg og Glostrup, mens hele psykologien ligger inde i Københavns Centrum eller på Amager. Og naturvidenskaben foregår på HCØ, August Krogh og NBI, mens neurokirurgien ligger på Glostrup og Riget," påpeger AG.
"Det er stærke miljøer indenfor det cellulære, det neurologiske, psykiatriske, neurokirurgiske, og det giver nogle fantastiske forudsætninger og muligheder for integration. Opgaven består i at lave et sted, hvor alle disse hjerneforskere i København kan mødes og opstille hypoteser og teorier om bevidstheden. Jeg ønsker at medvirke til at samle alle tiltag, psykiatrien, psykologien, neurologien, neurokirurgien og skannerne til et samlet angreb på bevidstheden. Vi skal opstille en hypotese om, hvordan bevidsthed opstår. Det er den største opgave."
Links:
Institut for Neurovidenskab og Farmakologi >
Jens Juul Holst og GLP-1 >
Gjedde-Patlak-plottet >
