Projekter vi har finansieret

Det Romerske imperium dækkede et område på størrelse med EU og forenede tæt ved 100 mio. indbyggere. Ligheden stopper imidlertid ikke her: Romerrigets forskellige folkeslag blev samlet under ét politisk og juridisk system, de anvendte de samme mønter og var underlagt de samme handelsregler. Arkæologiske fund viser, at der var perioder med både høj- og lavkonjunkturer i denne omfattende økonomi. Amforaer blev eksempelvis brugt igennem århundreder til at fragte store mængder af fødevarer - som korn fra Egypten eller olivenolie fra Spanien – til hovedstaden i Rom og ud i resten af riget. I århundreder var der således et yderst effektivt flow af handelsvarer i dette første europæiske transportnetværk, på trods af datidens begrænsede kommunikations- og transportteknologi. De materielle efterladenskaber giver os et unikt indblik i, hvordan store integrerede økonomier kan forandre sig igennem århundreder. Forskningen har dog svært ved at forstå sammenhængen mellem de komplekse økonomiske processer og de enkelte romeres hverdagsliv og -praksisser. Dette projekt vil undersøge denne sammenhæng og for første gang kombinere avancerede computer-simulationer, big data i form af keramiske fund fra perioden, og frembringelsen af den første detaljerede model over det romerske vejnet. Ved at studere, hvordan den romerske økonomi forandrede og udviklede sig gennem flere århundreder, har vi en unik mulighed for at udforske mulige langtidsscenarier for de store økonomier, vi også i dag lever i.

Patienter med type 2 diabetes er karakteriseret ved at have høje blodglukose niveauer. Dette skyldes en manglende signalering eller udskillelse af hormonet insulin, der er en potent regulator af blod glukosen. Men det er blevet klart at diabetes er en bi-hormonel sygdom, og at hormonet glukagon også spiller en vigtig rolle. Glukagon bliver normal udskilt under faste, når blodglukosen er lav. Glukagon vedligeholder blodglukose niveauerne ved at stimulere glukoseproduktionen fra leveren. Men i patienter der er overvægtige eller har forhøjet faste blodglukose er blod koncentrationen af glukagon forhøjet både under faste og efter et måltid sammen lignet raske individer. Dog ved vi ikke ret meget om de celler i bugspytkirtlen, alpha cellerne, som udskiller glukagon. I disse forsøg undersøger vi hvordan reaktive oxygen arter som f.eks. superoxid produceret i cellens mitochondrier påvirker alpha celle funktionen, og om en stigning i produktion af f.eks. superoxid kan lede til forstyrrelser i reguleringen af glukagon udskillelsen. Disse eksperimenter vil øge vores forståelse af alpha celler, hvordan de regulerer glucagon udskillelsen og åbne op for behandlings muligheder.

Obsessive compulsive disorder (OCD) rammer ca. 4% af danske unge, men den tilgrundliggende sygdomsårsag kendes ikke. OCD er ofte meget invaliderende med ekstrem grad af tvangshandlinger såsom hyppig håndvaskning og tælleregler. Den farmakologiske behandling består af høje doser af serotonin-genoptagshæmmere (SSRIs), men virker desværre ikke på 40 % af patienterne. I svære tilfælde bruges der stadig kirurgiske indgreb i området, anterior cingulate cortex, hvilket er en kontroversiel behandling med begrænset effekt, der fører til permanente bivirkninger. Årsagen til behandlingsresistent OCD menes at være forstyrrelser i den funktionelle kobling mellem netop anterior cingulate cortex og striatum, men den direkte kausalitet er endnu ikke påvist. I dette projekt vil jeg skabe en dyremodel, hvor jeg bruger genetiske redskaber til kunstigt at øge aktiviteten af de neuroner der projekterer fra anterior cingulate cortex til striatum. Jeg vil validere at denne aktivering leder til tvangshandlinger og ændrer hjernens funktionelle kobling mellem anterior cingulate cortex og striatum. Dernæst vil jeg teste en eksperimental behandling med det serotonerge stof psilocybin. Arbejdshypotesen er at psilocybin kan medvirke til at normalisere de ændrede funktionelle koblinger i hjernens netværk og på den måde reducerer tvangshandlingerne. Hvis resultaterne er positive vil næste mål være at bringe resultaterne videre til studier hos mennesker med OCD.

Følsomme data findes overalt i vores dagligdag, lige fra vores banktransaktioner til vores online sociale interaktioner og endda vores medicinjournaler. Kryptografi er et vigtigt redskab til at beskytte data mod nysgerrige øjne. Traditionel kryptografi beskytter dog kun data, når de gemmes eller under transit, og ikke når de behandles. Moderne kryptografiske teknikker, kendt som "sikker beregning" gør det muligt at behandle data, selv når de er krypteret, således at kun det ønskede resultat af beregningen afsløres. For eksempel kan to hospitaler opbevare sine private medicinske databaser separat og krypteret, mens de stadig giver forskere adgang til at foretage statistisk analyse heraf. Desværre er mange af disse metoder meget dyre og tager tusinder af gange længere tid end den originale beregning. Målet med dette projekt er at udforske og udvikle nye teknikker i homomorfisk hemmelig deling og korreleret pseudorandomness, samt hvordan disse anvendes på problemet med sikker beregning.

I dette projekt undersøges det, hvordan vores arvemateriale bliver afkodet. Det vil vi gøre ved at belyse de molekylære mekanismer, der ligger bag de komplekse processer, som er ansvarlige for, at RNA polymerase, et kæmpe enzymkompleks, kan aflæse de strukturelle enheder i vores arvemateriale som kaldes gener – en proces kendt som transkription. Vi ved at korrekt aflæsning af vores gener afhænger af velkoordineret rekruttering af faktorer til RNA polymerase. Projektet er fokuseret på at forstå hvordan transkription er koblet til modificering af RNA polymerase og rekruttering af faktorer til polymerase komplekset i løbet af transkriptionsprocessen. Vi ved at disse processer er nødvendige for at facilitere korrekt afkodning af vores gener, men dette område udgør stadigvæk en stor udfordring indenfor transkription-forskning. Mere specifikt, vil projektet belyse rollen af et enzymkompleks som indtil videre kun er kendt for at modificere kollagen (protein som findes i vores hud), men som min data tyder på også spiller en rolle i transkriptionsprocessen. Enzymkomplekset katalyserer en modifikation (hydroxylering) af aminosyren prolin og er også kendt som P4H-C (Proline 4-hydroxylase complex). Selvom vi forstår P4H-C’s rolle i modifikation af kollagen, så ved vi i dag ingenting om dets effekt på transkription. Projektet kan bidrage med ny viden, som er vigtig for at forstå hvordan vores arvemateriale bliver ’aflæst’. Det er betydningen for vores forståelse af sygdomme som fx kræft.

I den offentlige og faglige samtale om sharia er der mildest talt mange anledninger til misforståelser og fejlslutninger. Dette projekt demonstrerer at sharia forstået som Islamisk ret, etik og praksis, især som det observeres blandt muslimer i Danmark og Europa, i meget mindre grad end antaget er et produkt af et fromt og intellektuelt arbejde med koranen og den islamiske tradition. Tværtimod er der klart belæg for at tale om at sharia som regler, forventinger, normer og praksis er mindst ligeså meget et produkt af sin kontekst. Yngre generationer af muslimer udfordrer de eksisterende konventioner og kaster sig ud i en aktiv, levende og nærværende tolkning af de guddommelige intentioner. De intuitive og 'naturlige' forståelse af meningen med de store spørgsmål bliver styrende for den moral og praksis, der lægges for dagen. På den måde er eksempelvis køn og ligestilling, klima og bæredygtighed, rettigheder og retfærdighed samt statens og samfundets forventninger klart med til at flytte muslimers forståelse af meningen med de guddommelige budskaber. Ligestilling mellem kønnene er så naturligt et ideal, at det selvfølgelig også må have været det til alle tider. Hvis gud har skabt verden, så må det jo være meningen at mennesker skal passe på den. Og så fremdeles. Projektet rusker op i både fordomme og forældede hypoteser omkring islam og sharia, og demonstrerer hvordan de store sociale kræfter udenfor islam flytter både mening og forståelse af ret og uret, rigtig og forkert.

Det moderne samfunds internetsikkerhed er truet af kvantecomputere, som vil være i stand til at afkode nutidens krypterede beskeder. Når fortrolige data fra kritisk infrastrukturer f.eks. regering, militær, banker eller firmaer til en hver tid nemt kan falde i de forkerte hænder, vil det have ødelæggende konsekvenser for samfundet som helhed. Kvantenøglefordeling (QKD) tilbyder en løsning til dette problem baseret på kvantefysiske love og principper. For at bruge QKD skal to parter, Alice og Bob, udveksle kvantetilstande via laserlys for at fordele en nøgle, som man matematisk kan vise, kun er kendt for Alice og Bob og ingen andre. Ideelt set vil enhver aflytning på fiberkablet, der sender lyset mellem Alice og Bob, blive opdaget. For at muliggøre omfattende implementering af QKD i telecom netværk, skal QKD signalet kombineres med telekommunikations signaler til dataoverførsel. Stærke telekommunikations signaler genererer dog støj, hvilket ikke kan skelnes fra støjen fra en angribende snushane. Det støjniveau, som nuværende QKD systemer accepterer, er ikke højt nok til, at man vil kunne implementere QKD i den eksisterende telecom infrastruktur. I dette projekt vil jeg gøre brug af specielle kvantetilstande, såkaldte klemte kvantetilstande, for at udvikle en nye teknik inden for kvantenøglefordeling, der vil forøge støjtolerancens dramatisk og muliggøre integration i telecom netværk. Denne nye teknik vil derudover også reducere systemets strømforbrug.

Det er 2025. Sabina er data science forsker og starter et nyt projekt. Projektet er om talegenkendelse for dansk, som skal bruges af virtuelle assistenter. Hendes gruppe byggede en ny server-infrastruktur med nyeste hardware og større skala. Målet er at behandle flere data og forbedre sprogmodeller for alle forskere i projektet. Sabina er først begejstret om den nye, meget dyre og mere energikrævende, server-infrastruktur. Men så finder hun ud af, at den ny infrastruktur ikke forbedrer hendes resultater i forhold til den gamle infrastruktur, som gruppen har haft i årevis. Derudover er hun nødt til at dele infrastrukturen med andre forskere i gruppen. De diskuterer at købe endnu mere hardware, som betyder flere penge og større energiforbrug. Sabina er ked af det, at hendes data science ikke er bæredygtig. Men så husker hun RAD (Resource-Aware Data Science) projektet. Hun så en video af Pinar Tözün som trendede på LinkedIn. Hun downloader og installerer RAD software, som forbedrer hendes resultater markant på den nye server-infrastruktur. Desuden bliver deling af denne serverinfrastruktur mere effektivt blandt alle forskere i hendes gruppe. Tal været RAD kan Sabina og hendes gruppe fortsætte med at udvikle deres data science projekter på en bæredygtig måde.

Dette forskningsprojekt har til formål at undersøge geologiske processer der fandt sted på Jorden for omkring tre milliarder år siden og som er bevaret i form af bjergarter i det sydvestlige Grønland. Hidtil har stort set al forskning antaget at de pladetektoniske processer man observerer i nutiden også fandt sted dengang. Den nyeste forskning på området giver dog anledning til at kigge nærmere på de antagelser man har gjort i tidligere studier af Grønlands ældste bjergarter. Jeg vil i dette projekt dels indsamle helt nye geokemiske data som mangler for at få afdækket alle relevante parametre. Desuden vil jeg modellere både de magmatiske og metamorfe processer og integrere informationen fra disse i en helt ny termodynamisk model. Denne information skal bruges til at teste en alternativ forklaring på de observerede bjergarter i regionen, hvilket kan give os et mere præcist billede af Jordens tidligste geologiske udvikling og hvorledes kontinenterne er opstået. Dette har desuden implikationer for vores forståelse for planters generelle udvikling og for de geologiske processer der danner grundlaget for liv.

Hjernen styrer et rigt repertoire af bevægelser: spille klaver, kaste en bold eller blot knappe en skjorte. Ingen af disse komplekse bevægelser kan realiseres af et enkelt område i hjernen. De kan kun opstå, når hjernen samordner aktivitet fra forskellige regioner. De samordnede aktivitetsmønstre, der opstår, påvirker hvilke hjerneområder, der kan kommunikere med hinanden, og disse selvorganiserede mønstre ændrer sig løbende baseret på situationen. Det er i øjeblikket uklart, hvordan aldring og erfaringer påvirker stabiliteten og fleksibiliteten af disse aktivitetsmønstre. Det begrænser vores evne til optimalt at understøtte individuelle patienters behov ved en lang række motoriske lidelser. For at få indsigt i hvordan samspillet mellem aldring og erfaring ændrer aktivitetsmønstre mellem forskellige hjerneområder vil jeg bruge funktionel billeddannelse til at kortlægge interaktioner mellem alder, indlæring og netværksfleksibilitet i hjernen. Disse resultater suppleres med ikke-invasiv hjernestimulering, der undersøger om nogle specifikke kommunikationsmønster er særlig gavnlig for sund aldring. Mine fund vil markant forbedre vores forståelse af, hvordan dynamiske tilpasninger i hjernenetværk ændrer sig i løbet af livet.