Ühe artikli lugu: Juhan, Raul ja rütmidevaheline seotus

Kui on õnne, võib teaduses teha olulisi avastusi üsna kiirelt. Kui on püsivust ja meelekindlust, jõuab uute teadmisteni aastatepikkuse töö ja vaevaga. Teaduses on aga muidugi palju projekte, mis jäävad kuskile sinna vahepeale. Sellegi poolest võivad nende lood olla huvitavad ja õpetlikud. Näiteks meie kolm aastat õnnetult mööda erinevaid ajakirju ulpinud artikkel võeti lõpuks vastu ühte tippajakirja ainult seetõttu, et olime ta eelretsenseerimata vormis vabalt kättesaadavalt netti riputanud.

Selle loo algust olen ma juba pajatanud. 2010. aasta sügisel tuli Max Plancki Instituuti praktikale mu vend Juhan. Ja kui ma talle ühel õhtul õhinaga selgitasin, et ma tahaksin oma andmete peal uurida, kuidas madalama sagedusega aju rütmid kõrgemate sagedustega ajurütme mõjutavad (inglise keeles cross-frequency coupling, CFC), ütles ta mulle kategooriliselt (nagu ikka) – see on jura! Kuidas sai see jura olla? Tegu oli tol hetkel ühe põnevaima ja popima uurimisteemaga: filtreeriti ajuaktiivsusest välja erineva sagedusega komponendid; vaadati, kuidas madalama sageduskomponendi faas ja kõrgema amplituud omavahel seotud on, tehti statistikat ja voila. Jutt oli ilus – rütmide vaheline seos koordineerib aju tööd! Kuid nende paari kuuga, mis Juhan instituudis oli, veenis ta mind ja Rauli, et kogu see CFC analüüs, mida maailma tipplaborites tehakse, on tõepoolest väga värisevatel jalgadel, võiks isegi öelda karkudel.

Me panime esimese mustandi manuskriptist kokku juba 2010. aasta lõpus. Me saime kohe aru, et kui meil on vähegi õigus, on tegu olulise sõnumiga: CFC analüüs ei luba järeldada, et madalamatel sagedustel toimuvad protsessid mõjutavad või moduleerivad kõrgemal sagedusel toimuvat. See tundub ehk kõrvaltvaatajale mitte väga oluline, aga tähtis on taaskord märkida, et kognitiivses ajuteaduses oli CFC sel hetkel (ja on siiani) väga kuum teema. Kõik tahtsid seda teha, ka mina olin tahtnud. Tihti ma mõtlesin, et ehk oleme meie need rumalad, kes lihtsalt CFC elegantsusest aru ei saa. Seega me ei tahtnud lasta põlvelt; eesmärgiks oli kokku panna korralik manuskript. Kuna Juhan oli selleks ajaks tegelemas bakteritega ja seejärel matemaatikaga, mina olin seotud oma doktoritööga ja Raulil oli ka muid projekte, liikus kogu see karussell edasi väga aeglaselt.

Selle projekti juures ongi minu jaoks kõige hämmastavam, et me üldse temaga lõpuni jõudsime – CFC polnud meist kellegi esimene huvi, meist kellelgi polnud seda manuskripti otseselt vaja, meist keegi ei tundnud kohustust hoida seda manuskripti oma toimetuste nimekirja kõige kõrgemal kohal, meist keegi ei saanud kellelegi teisele öelda “Sina tee!”. Koos oli üks ebatüüpiline punt autoreid, kellest keegi polnud kellegi boss ja juhendaja. Sellest hoolimata saime esimese korraliku versiooni valmis aasta 2011 lõpuks. Ja saatsime Nature Neuroscience’i veergudele. Julge hundi rind on rasvane ja haavleid täis.

Teadustöös tulevad haavlid muidugi anonüümsetelt kaasteadlastelt, kes tööd loevad ja kommenteerivad. Arvestades seda, et me olime ajuteaduse tippajakirjas ja et meie töö põhisisu oli, et kõik eksivad CFC analüüse tehes ja nende tulemusi interpreteerides, läks meil isegi üsna hästi – üks retsensent oli rahul, teine vaidles filosoofilistel teemadel ja kolmas midagi virises. Tegime revisiooni ka. Aga nagu ikka sellistel juhtudel, ei olnud rahulolev retsensent enam kättesaadav, teine vaidles endiselt filosoofilistel teemadel ja kolmas oskas ikka viriseda. Reject! Ehk siis Nature Neuroscience lükkas meie artikli tagasi, aga meie manuskripti mõju võib seal näha tänaseni: Nature Neuroscience’i veergudel pole sellest hetkest saati ilmunud ühtegi CFC tööd.

Aga mis sai meie artiklist edasi? Pisut muret ja muigamist, seejärel saatsime veel nii siia-sinna kõlavate nimedega ajakirjadesse. Tuttav tuur, tuttavad vastused. CFC näis olevat liiga popp, liiga trendikas, liiga kuum, et meil lubataks seda põhja lasta. Ja ma saan aru ka – mitmed ajuteaduse tipplaborid uurivad CFCd ja nüüd tuleb mingi punt, kes väidab, et nemad teavad, mis on viga. Väheusutav!

Raul pakkus mitu korda, et võiks oma töö saata ajakirjale Current Opinion in Neurobiology, aga ma ajakirjatundjana selgitasin, et sinna ajakirja ei saa artikleid saata – sinna kutsutakse! Üks kaasautoritest ütles, et me peaksime artikli tasuta üles laadima Arxivi – artiklikeskkonda, kuhu matemaatikud ja füüsikud iga artikli pärast valmissaamist ja enne ajakirjale saatmist laevad. Esmapilgul oli Raul artikli viimase autorina pisut pessimistlik: avaldatud, respekteeritud ja viidatud saavad ajuteaduses ikkagi eelretsenseeritavates teadusajakirjades avaldatavad artiklid. Tal oli ka õigus – ajuteaduses on Arxiv veel väga vähe kasutatav. Seega saatsime oma loo ajakirja Neuroimage.

Seal algas jälle sama jama – taaskord üks retsensent kirtsutas kulmu. On tõesti raske avaldada kriitilist tööd, millega üritatakse näidata, et kirjanduses domineeriv seisukoht on vale ja eksitav. Me küll saime võimaluse teha revisioon, aga sel hetkel oli meile kõigile sellest trallist küllalt ja me otsustasime artikli Arxivi üles laadida – vahet pole sellest eelretsenseerimisest, oleme seda juba piisavalt saanud, las inimesed loevad, mõtlevad ja teevad oma järeldused. Retsenseerimine toimub pärast avaldamist läbi kolleegide ja kaasteadlaste mõtete ja kommentaaride.

Arxivis kommenteerida ei saa, aga panime oma artikli üles ka BioRxivi, kus tõepoolest üsna kiiresti laekus meie tööle ka kriitiline kommentaar. Tore, nüüd sai sellest artiklist ja tema sisust rääkida kõigi silme all, me saime oma vaateid selgitada kõigi ees, nii et kõik huvilised said kaasa mõelda ja oma seisukohti kujundada.

Aga veelgi toredam oli see, et mingil hetkel potsatas Rauli kirjakasti kiri ühelt ajuteaduse tipult – ta organiseerib parajasti ühte Current Opinion in Neurobiology erinumbrit ja tahaks meie manuskripti kaasata sellesse erinumbrisse. See oli suurepärane uudis – viimaks ometi keegi tahtis meie tööd, keegi oli sellest huvitatud, kellegi jaoks oli ta tähtis, meid kutsuti saatma oma artiklit sinna erinumbrisse!

Aga kust see erinumbri toimetaja üldse teadis meie manuskriptist? Selgus, et ta oli seda lugenud Arxivist! See lugu tähendab minu jaoks, et edaspidi paneme me kõik manuskriptid, mille sisus ja tähenduses me vähegi kindlad oleme, Arxivi ja Biorxivi üles. Kui teadus on tehtud, siis olgu ta teistele kättesaadav. Heal juhul tuleb sellest endalegi kasu. Ma siiski arvan, et artikli võib kiiresti ajakirjale saata ja kui esimesed arvustused tulevad ka kähku, võib neid enne Arxivi või Biorxivi laadimist arvesse võtta. Nii on ka meie antud artikli Arxivi ja Biorxivi versioonid vormitud Nature Neuroscience’ist saadud kommentaaride valguses.

Tänaseks on meie artikkel vastu võetud ajuteaduse ühes tähtsaimas ülevaateajakirjas Current Opinion in Neurobiology. Selle artikli taga on autorite vahel saadetud mitu tuhat e-kirja ja tahe viia lõpuni see, mis kunagi poolkogemata alustatud sai. Mul on hea meel, et see pisut nutuseks kiskuv lugu tänu Arxivile võiduka lõpuni jõudis. Lisaks sellele on muidugi väga tore avaldada artikleid, mille esimesed autorid on Aru, J ja Aru, J. Järgmise korrani!

Ühe artikli lugu: Andres ja rändavad pilved seepia nahal

Teadlase töö on vaeva- ja aeganõudev. Näiteks Allanil kulus neli pluss üks aastat, et leida need neli neuronit, mis kontrollivad äädikakärbse ajus söömistungi. Aga vahel läheb teaduses kõik üllatavalt kiiresti ja hästi. Seda juhtub muidugi siis, kui on õnne!

Andres Laan oli hiljuti esimeseks autoriks Current Biology artiklis, mis kirjeldas uut mudelsüsteemi mööda peajalgsete nahka liikuvate pigmendimuutuslainete (“rändavate pilvede”, inglise keeles “passing clouds”) uurimiseks. Ilmselt jäi see lause lugeja jaoks pigem segaseks, seega palun vaadakem neid loomakesi ja nende naha pinnal tekkivaid huvitavaid fenomene, mida Andres oma teadustöös uuris:

Selle töö peale kulus Andresel kokku kaks kuud puhast tööaega, millele lisandus vähem kui ühe kuu pikkune protsess Current Biology retsensentidega. Need ajaepohhid on teadustöö tegija jaoks müstilised. Müstiliselt lühikesed. Võib ju panna selle kiiruse võrdlusesse: Andresel kulus töö läbiviimiseks 24 korda vähem aega kui Allanil ja selle avaldamine läks ka umbes 18 korda kiiremini kui Allanil. Kas see kõik tundub liigagi lihtne, ehk isegi ärateenimatult lihtne?

Ükski teadlane nii ei arvaks, sest kõigil on meeles teaduses tuntud ütlemine: õnn soosib neid, kes on selleks valmis. Harva kõnnib õnn teaduses niisama luuletaja õuele, enamasti on õnn teaduses tiheda töö ja pideva mõtlemisega välja teenitud auhind. Andres kirjeldab, et ühel päeval laboris, kui ta parajasti ühe uue seepia-liigiga katsetas, märkas ta, kuidas “rändavate pilvede” omadused ootamatult ja süstemaatiliselt muutusid. Ta sai koheselt aru, et need uued omadused võimaldavad peajalgsete nahal liikuvate pigmendimuutuslainete tekkeprotsessi paremini mõista. Kõlab lihtsalt, aga siin tulebki esile lõigu alguses mainitud ütluse sisu: teadlane, kes poleks vastava probleemi üle eelnevalt põhjalikult juurelnud, oleks seda fenomeni ehk niisama jälginud, ehk muianud, ehk kirjutanud luuletuse. Aga Andres sai aru, mida see väike värelus tavalises fenomenis tähendab ja mida ta teha võimaldab. See tähelepanek viis Current Biology artiklini.

Selline kogenenud teadlasele omane tähelepanelikkus on muljetavaldav ka seetõttu, et Andres on alles doktorant Frankfurdis Max Plancki Aju-uuringute Instituudis. Kõlab tuttavalt? Ma ise olin doktorant sama instituudi eelkäijas. Andres on terava pilgu ja kiire mõtlemisega, nakatava naeru ja tiheda töögraafikuga. Sugugi mitte põhjuseta ei andnud ma talle oma Frankfurdi kolleegide juures hüüdnime Eestlane 2.0 – uuem, parem, kiirem.

Andres kirjutab, et ta teadis sellest peajalgsete kehal ilmnevast pigmendimuutuslainete fenomenist juba varem, aga et ta oli kohe alguses otsustanud, et ta “kindlasti selle probleemi peale oma aega ei raiska”. Põhjuseks see, et on mitmeid erinevaid mehhanisme, mis selliseid pigmendimuutuslaineid tekitada saaksid, ja neid on raske eristada seepia aju kallale minemata. Niisiis ta töötas tegelikult hoopis ühe teise projekti kallal, kui ta ühel päeval laboris eksperimenteerides ülalkirjeldatud vaatluse tegi.

Andresel oli veel tiba õnne, kui saabus uus laadung metsaseepiaid, sest nende kehal ilmnes “rändavaid pilvekesi” ja nende hajuvust veelgi rohkem. Nende isendite põhjal saigi tehtud see teadustöö, mis Current Biologys ilmus.

Töö väärtus seisnes selles, et nutika vaatluse ja andmete kirjeldamise abil oli Andresel ja ta kaasautoritel võimalik välistada teatud hüpoteese selle kohta, kuidas need pigmendimuutuslained seepia nahal tekivad. Ja erinevate hüpoteeside välistamine on oluline samm mingi fenomeni teadusliku mõistmise teel. Seega Andrese töö aitab paremini aru saada pigmendimuutuslainete aluseks olevatest mehhanismidest.

Andres ise kirjutab, et ta nüüd hakkab mõistma seda pisut kahtlase väärtusega ütlust, mis ühes teleseriaalis kõlas vastusena küsimusele, mis teeb heaks detektiiviks: “Parem omada õnne, kui olla oma töös hea.” Teaduses mängib õnn suurt rolli, aga ta on alati kuhjaga ära teenitud. Nii ka Andrese puhul. Jätkugu seda ärateenitud õnne ka järgmisteks kordadeks!

Ühe artikli lugu: Allan ja äädikakärbeste isu

Hea teadustöö nõuab kahte koostisosa: tahet ja tööd. Tahe saada teada vastust mõnele ennast huvitavale küsimusele on teadlase käivitajaks. See aitab hommikul voodist püsti saada ja ka rasketel päevadel oma projekti edasi viia. Tahe viib aga tulemuseni vaid siis, kui tehakse ka kõvasti tööd, vahel aastaid ühe ja sama eesmärgi nimel. Selle konkreetse töö tulemused avaldatakse mõnes teadusajakirjas, mille peale mõned teised teadlased saadavad ehk kiitva e-kirja või siis ütlevad konverentsil “tubli töö”. Kas selle nimel tasub aastaid pingutada? Ei, teadlane suudab aastaid keskenduda ühele küsimusele vaid seetõttu, et teda siiralt huvitab see vastus. Ta ise tahab teada. Tasub lisada, et tihtipeale see aastatepikkune töö ei viigi vastuseni. Mõni projekt jääb tulemuseta, mõni doktorant ei lõpeta kunagi. Seega teadustöö ei ole memmekatele: see töö nõuab aastatepikkust tahet ja tööd.

Ma mäletan, kui pärast 2010. aasta Neuroteaduse aastakohtumist San Diegos põrutasime mööda USA läänerannikut San Franciscosse. Me läksime nädalavahetuseks külla Allanile, kes oli tegemas oma doktoritööd Berkeleys. Aga vahvast korterist oli puudu võõrustaja ise – ta oli tööl, tegemas katseid. Allan istus nädalavahetusel laboris suure hulga äädikakärbestega, et välja selgitada söömiskäitumist kontrollivaid ajumehhanisme. Kui uurin Allani töötundide kohta, viitab ta legendaarsele Mu-ming Poo poolt oma laborile adresseeritud kirjale, mis Allani sõnade kohaselt “kümme aastat tagasi tekitas laineid, aga tänapäevases konkurentsis tundub leebe“. Aga, mis peamine, tol nädalavahetusel tööl olles polnud Allan mitte morn ja tusane (et tuleb järjekordne nädalavahetus laboris veeta), vaid ta silmad särasid nii mikroskoopi sisse vaadates kui ka kuulajatele oma eksperimentide hetkeseisu kirjeldades. Me teame, sest käisime tal laboris külas. Ta töötas nädalavahetusel, sest ta tahtis oma teadustööga edasi jõuda, kiiremini vastust saada.

Allani töö ilmus juuli alguses ajuteaduse tippajakirjas Neuron. Arko Olesk on Postimehe veergudel need põhitulemused kokku võtnud pealkirja all “eestlane võttis söömispiduri maha“. Ingliskeelne ja pisut detailirohkem kirjeldus on leitav Berkeley Helen Willsi ajuteaduse instituudi kodulehelt. Töö sisu on samaaegselt lihtne ja hämmastav: äädikakärbse ajus pidurdavad söömistungi neli (!) närvirakku, mille töö pärssimisel sööb putukas end valimatult ogaraks.

Aga kas teate, kui keerukas on nende nelja neuroni leidmine? Nende nelja neuroni leidmiseks kulus Allanil neli aastat. Ja ta töötas ka nädalavahetustel. Allan ise kirjeldab neid aastaid järgnevalt: “Kõige rohkem aega (~2 aastat) võttis üks aspekt (transgeense kärbse leidmine, mille abil söömiskäitumist reguleerivaid neuroneid välja õngitseda), mis oli kogu ülejäänud eksperimentide eelduseks. Peale kahte aastat frustreerivaid eksperimente oli mul lihtsalt õnne, et asjaolude kokkusattumise teel õnnestus mul ligipääs saada transgeensete kärbeste kogule, kust ma vajaliku reagendi leidsin. Ülejäänud töö võttis samuti umbes 2 aastat, aga siis läks töö juba kiirelt. Kuna katsed olid mitmekesised ning tulemused olid huvitavad, siis oli see osa tööst väga põnev.” Aga mis oleks saanud, kui Allanil poleks “lihtsalt õnne” olnud?

Need neli aastat esialgu ehk ei tundugi nii rasked, sest teadlase töö on ju tore. Enamasti. Probleem on selles, et alati võib see tore töö, kogu ilus projekt millegi taha takerduda. Ja kui see juhtub näiteks hetkel, mil endale juba tundub, et paistmas on doktorantuuri lõpusirge, võib see olla väga frustreeriv. Allan kirjeldab oma raskemaid hetki: “Minu kõige keerulisem aeg oli ehk neljanda aasta alguses, kus oli reaalne võimalus, et ma pean kogu oma senise töö korstnasse kirjutama, kuna üks katse, mis oli kogu ülejäänud töö eelduseks, ei olnud olemasolevate vahenditega teostatav. Mul läks õnneks ja ma sain ligipääsu vajalikule transgeensele loomale, mille mu kolleeg ja tuttav oli juhuslikult oma projekti käigus teinud. Samas ei ole ka liiga harvad juhud, kus näen inimesi aasta enne lõpetamist kogu tööga nullist alustamast, sest põhiprojektid ei töötanud välja.”

Seega ega see teadlase elu pole meelakkumine. On lihtne kaotada pead, heita meelt ja jääda teadusmaailma hammasrataste vahele. Vastu peavad need, kellel on selge eesmärk, tahe selle eesmärgi nimel lõputult töötada, võimekus teha tööd hoolimata asjaoludest, parajalt vintskust ja paigas olevad tugisüsteemid – toetav pere, head sõbrad, tore töökeskond. Allani enda sõnade läbi: “Rasketest olukordadest läbi tulla aitasid mind kolm asjaolu: esiteks ma töötasin kogu doktorantuuri vältel projektiga, millest olin väga huvitatud, ning isegi väga rasketel hetkedel motiveeris tahe vastust teada saada pikki töötunde investeerima. Teiseks kindlasti elukaaslane ning heade sõprade ja mõttekaaslaste ring, kelle sarnased tegemised ning probleemid inspireerisid ning kes rasketel hetkedel nõuga abiks olid. Kolmandaks California ja Berkeley olid elukeskkonnana ilmselt parim, mida ma soovida oleks osanud. Isegi kõige raskematel hetkedel veetes päeva ookeani ääres, kohalikes redwoodides matkates või öö Castros ning lakkamatu hea ilm võimaldas emotsionaalselt ennast kiiresti laadida.”

Ja kas arvate, et selle neetult pika töö, laboris veedetud nädalavahetuste ja eduka frustratsiooniga võitlemise abil saadud tulemused võetakse avasüli vastu mõnda mainekasse teadusajakirja? “Oled teinud neli aastat fantastilist tööd, mille me tahame koheselt avaldada”? Ei, algab retsenseerimise kadalipp ehk siis “retsenseerimise hull maailm”, nagu Jüri Allik selle kohta ütleb. Ka Allani töö saadeti esimesest ajakirjast tagasi, aga sugugi mitte kohe, vaid alles pärast seda, kui Allan oli retsensentide nõudmiste kohaselt teinud aasta otsa lisaeksperimente. Neli pluss üks.

Ja mis on selle kõige tulemus? Üks avaldatud artikkel. See kõlab ilmselt nadilt tavalugejale ja ehk ka mõnele teadurile või doktorandile. Näiteks Eestis on normiks, et doktorantuuri vältel avaldatakse 3-5 teadustööd. Ja ilma matemaatikat tegemata võib järeldada, et nende 3-5 teadustöö keskmine sisu ei ole nii põhjalik ja põhjapanev kui selle ühe oma. Lihtsustatult öeldes: kvantiteet vs. kvaliteet. Ehk peaks Eesti teaduse kvaliteedi tõstmiseks selle nõude ja vastava süsteemi ümber mõtlema? Näiteks ajuteaduses toodetakse aastas vabalt üle kümne tuhande artikli. Muidugi ei jälgi keegi kogu ajuteadust, aga paljud loevad aastas tuhandeid lühikokkuvõtteid. Artikleid nende lühikokkuvõtete taga aga loetakse vähe, sest lihtsalt pole aega. Või nagu Allan kirjutab: “Publitseeritav teaduskirjanduse maht on eksponentsiaalselt kasvanud ning tihti pole eksperimentaalteaduses siiralt aega, et kogu oma valdkonna kirjandusel silma peal hoida ning tähelepanu saavad eelkõige ainult kirjandusmäe “veepealne tipp”.” Niisiis need 3-5 keskmise tasemega teadustööd ei jõua halval juhul mitte kunagi mitte kellegi lauale ja tegelikult on ühel väga heal artiklil rohkem mõju kui neil kolmel kuni viiel kokku. Niisiis äkki peaks doktorandid tegema mitte 3-5 keskmist, vaid ühe väga hea projekti? Üks väga hea artikkel tagaks neile ka konkurentsivõime teadusturul, kus edasise kaalutluse alla jäävad vaid need noorteadlassed, kellel on vähemalt üks kõrgetasemeline esimese autori artikkel. Iseasi küsimus on, kas Eestis on infrastruktuuri, juhendajaid ja ideid selliste väga heade projektide läbiviimiseks, aga vähemalt mõnel erialal peaks see võimalus mõeldav ja tehtav olema.

Samas ei tasu seda ühe superprojekti doktorantuuri ka liigselt ülistada – teaduses ei tea kunagi ette, mis tulemusi ja takistusi töö toob, seega see vahva projekt võib lõppeda ka läbikukkumisega, artiklita, suure nulliga. Midagi taolist ei sooviks ma ühelegi doktorandile.

Seda enam olen ma õnnelik, et Allani võitlus nii edukalt kulmineerus. Tegu on hea ja loodetavasti eduka artikliga, mis vähemalt mulle toob positiivses mõttes kananaha ihule: see on esmaklassiline eksperimentaalne ajuteadus, mille taga seisavad üüratu tahe ja tohutu töö.