– Tämän päivän biolääketieteellisessä tutkimuksessa jo yksittäinen julkaisu voi perustua niin suureen datamäärään, että se vastaa ehkä kahta 20 vuoden takaista väitöskirjaa, sanoo iCANDOC-tohtorikoulutuspilotin ohjausryhmän puheenjohtaja, Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan dekaani ja molekyylipatologian professori Johanna Arola.
– Onkin perusteltua, ettei väitöskirjaan tarvita yhtä montaa julkaisua kuin ennen, mikä myös nopeuttaa tohtorintutkinnon suorittamista.
Syövän täsmälääketieteen tohtorikoulutuspilotti iCANDOC on yksi viidestätoista viime hallituskaudella lanseeratusta pilotista, joiden tarkoituksena on tuottaa nopeasti tuhat uutta tohtoria erityisesti elinkeinoelämän tarpeisiin, nostamaan Suomi uuteen nousuun. Piloteista haetaan tohtorikoulutukseen uutta mallia ja tavoitteena on tohtoriksi valmistuminen kolmen vuoden tavoiteajassa.
Tämä on pakottanut yliopistot tarkastelemaan tohtorintutkintovaatimuksiaan. Tohtoriksi valmistuminen vie Suomessa tavallisesti keskimäärin kuusi vuotta.
Tutkimusjohtaja, biolääketieteen yksikön varajohtaja Leena Latonen Itä-Suomen yliopistosta kertoo, että paine tuntuu erityisesti niillä lääketieteen lähialoilla, joissa tutkimus edellyttää näytteiden ja datan keräämistä sekä elävän materiaalin kanssa työskentelyä laboratoriossa. – Biolääketiede kuuluu niihin aloihin, joissa tutkimusprojektit ovat pitkiä, koska tutkimus tehdään usein soluviljelmä- ja koe-eläinperäisissä asetelmissa, joihin kuluu aikaa. Biologisia muutoksia ei voi nopeuttaa, vaikka kiire olisikin.
– Potilasnäytekeräyksiinkin kuluu aikaa, ihan jo eettisten lupien, tutkimuspotilaiden rekrytoinnin ja näytekeräysten järjestämiseen.
Uudistuksen on ulotuttava väitöksen jälkeiseen uraan ja rahoitukseen
Arolan mukaan vielä ei voi arvioida, miten moni valmistuu tavoiteajassa vuosina 2024–2027 toteutettavasta pilotista. Rahoitus on kolmelle vuodelle, mutta iCANDOCissa tutkinnon on arvioitu vievän 3–4 vuotta. – Korostan, että kyseessä on pilotti, jonka tulokset pitää aikanaan huolellisesti analysoida, mutta varmasti se vie tohtorikoulutusta oikeaan suuntaan.
Väitöskirjatutkijoiden tehokasta työskentelyä edistetään kattavan rahoituksen lisäksi esimerkiksi iCANDOCissa tehokkaalla ohjauksella ja seurannalla. Piloteille osoitettiin viime vuonna myös lisärahoitus väitöskirjatutkijoita ohjaavien post doc -tutkijoiden palkkaamiseen.
– Biolääketieteellinen tutkimus on Suomessa paljolti väitöskirjatutkimusten varassa, ja nykyisessä järjestelmässä väitöstä seuraa kuolemanlaakso rahoituksen suhteen. Lyhyemmät tohtoritutkinnot tulevatkin ravistelemaan koko järjestelmää, johon on rakennettava parempia ura- ja rahoitusmalleja väitelleille tutkijoille, Arola sanoo.
Kritiikkiä Arolalta saa kiire, jolla pilotit piti käynnistää. – Sen vuoksi yhteistyötä yrityssektorin kanssa ei ehditty valmistella tarpeeksi ja tämä osa-alue voi toteutua ajateltua heikommin.
Itä-Suomen yliopistosta iCANDOC-pilottiin osallistuu viisi väitöskirjatutkijaa.
Virtuaalivärjäys voi nopeuttaa sairauksien diagnostiikkaa
Johanna Arola oli äskettäin Itä-Suomen yliopiston Kuopion kampuksella vastaväittäjänä FM Sonja Koivukosken väitöstilaisuudessa. Koivukosken väitöstutkimuksessa kehitetty tekoälypohjainen virtuaalivärjäys voisi nopeuttaa potilasnäytteiden tutkimista ja vähentää haitallisten kemikaalien käyttöä muun muassa syöpädiagnostiikassa. Virtuaalivärjäystä on kehitetty monitieteisessä yhteistyössä Leena Latosen ja Turun yliopiston apulaisprofessori Pekka Ruusuvuoren tutkimusryhmissä.
– Kyseessä on merkittävä, melkeinpä vallankumouksellinen askel kohti uudenlaista diagnostiikkaa. Toivottavasti näissä yliopistoissa ymmärretään laajemminkin, miten isosta asiasta on kyse, Arola sanoo.
Esimerkiksi syöpien diagnostiikan nopeuttaminen kuuluu myös kansallisen syöpästrategian tavoitteisiin. – Ensi vaiheessa virtuaalivärjäyksen hyödyt voivat näkyä niin syöpiin kuin muihinkin sairauksiin liittyvässä tieteellisessä tutkimuksessa. Voin ajatella monia sovelluskohteita esimerkiksi omiin tutkimuskohteisiini kuuluvissa maksasairauksissa, Arola toteaa.
Diagnostiikkaa tehdään jo digitoiduista potilasnäytteistä. Myös tekoälymenetelmät tekevät tuloaan diagnostiikan tueksi, mutta hitaammin. Näytteiden virtuaalivärjäys on kansainvälisestikin uutta ja uraauurtavaa.
– Kun aloitimme tämän tutkimuksen, emme tienneet, oppiiko tekoäly näkemään kudoskuvista niitä asioita, joita me näemme. Nyt on selvää, että se näkee meitä enemmän, Latonen kertoo.
– Olemme osoittaneet, että tekoäly voi oppia tuottamaan kemiallisen värjäyksen kaltaisia kuvia. Kuvaisin asiaa niin, että algoritmilla pysyy nyt jo kynä kädessä. Haluamme kuitenkin tarkkoja piirustuksia, eli opetettavaa riittää vielä.
Tekoäly herkästi myös hallusinoi – kun algoritmi ei tiedä, mitä tuottaisi, se tuottaa jotain, mitä se osaa. Tarvitaankin selkeitä linjavetoja ja määritelmiä siitä, miten tekoälymallien osaamista ja laatua mitataan, ennen kuin virtuaalivärjäysmalleja voidaan käyttää terveydenhuollossa.
Virtuaalivärjäyksen tutkimukseen on saatu EU:n ERA PerMed-rahoitusta sekä Suomen Akatemian Strategisen tutkimusneuvoston rahoitusta osana konsortioita, joissa histologinen laboratoriotiede, patologia, laskennallinen tiede ja biolääketiede kohtaavat. – Yhteistyössä ovat olleet avainasemassa kansainväliset patologikumppanit, Pekka Ruusuvuoren laskennallisen biokuvainformatiikan tutkimusryhmä ja CSC:n suurteholaskennan resurssit. Ilman poikkitieteellistä yhteistyötä ja resursointia tällaiset harppaukset digitaalisen syöpäanalytiikan teknisessä kehityksessä eivät olisi mahdollisia, Latonen toteaa.
