Teknillisellä korkeakoululla käynnistettiin syksyllä 2003 suurella kohulla uusi bioinformaatioteknologian koulutusohjelma. Julkisuudessa ja juhlapuheissa uskotaan edelleen, että biotieteet saattavat nousta tulevaisuudessa Suomen seuraavaksi ’Nokiaksi’. Ehkä näin, mutta kaikesta kohusta huolimatta Otaniemessä tehtävä alan tutkimus ja opetus ovat pysyneet hyvinkin käytännönläheisinä ja jalat tukevasti maan pinnalla.

Bioinformaatioteknologian tutkinto-ohjelmasta vastaava suunnittelija Kati Voutilainen kertoo, että tutkinto-ohjelmaa on rakennettu alusta alkaen pääasiassa jo aikaisemmin olemassa olleiden koulutusohjelmien avustuksella.

Suurin osa pääaineista on syntynyt lisäämällä opetustarjontaan aikaisempaa enemmän poikkitieteellisiä kursseja muun muassa biologian ja lääketieteiden puolelta. Yksinkertaistetusti bioinformaatioteknologialla tarkoitetaan biotieteiden ja informaatioteknologia yhdistämistä.
Esimerkiksi ohjelmaa koordinoivalla Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osastolla on ollut jo vuosien ajan tarjolla neurokognitiivisten tieteiden opetusta, mutta nyt kognitiivisen teknologian opintoihin on lisätty aikaisempaa enemmän esimerkiksi ihmisaivojen biologista rakennetta ja keskushermoston toimintaa käsitteleviä kursseja. Nämä puolestaan muodostavat ainakin kurssiesitteiden mukaan syvällisen pohjan ihmisen ja koneiden välisen rajapinnan ymmärtämiseen.

– Täällä pyritään esimerkiksi laskennallisesti mallintamaan aivotoimintaa, jotta mahdollisia lainalaisuuksia voitaisiin hyödyntää esimerkiksi halvaantuneille ihmisille tarkoitettujen apuvälineiden käyttöliittymien suunnittelussa, Kati Voutilainen kertoo.

Esimerkiksi tietokoneohjelmia saattaisi pystyä ohjaamaan pelkästään silmän liikkeillä. Tämä ei kuulosta mitenkään mahdottoman korkealentoiselta visiolta, mutta Kati Voutilaisen mukaan tekniikan nopean kehityksen ansiosta monet aikaisemmin lähes utopistisilta kuulostaneet visiot vaikuttavat nykyisin hyvinkin realistisilta, vaikka sovellutusten käytännön toteutukseen olisikin vielä matkaa.

– Suuria ja mahdottomiakin visioita varmasti riittää, mutta suurimmalla osalla porukasta on jalat niin maassa, että realismi pysyy toiminnassa mukana, Kati Voutilainen sanoo.

Sähköosastolla biotieteellinen tutkimus konkretisoituu ehkä selkeimmin AMI-keskuksessa (Advanced Magnetic Imaging), missä on Suomen voimakkain ihmiskuvaukseen tarkoitettu magneettikuvauslaite. Keskuksen teknillisen johtajan Antti Tarkiaisen mukaan laitetta käytetään pääasiassa aivojen toiminnan tutkimiseen.

Tutkimuksissa koehenkilöille voidaan esimerkiksi esittää erilaisia kuvia tai teettää vaikkapa muistitehtäviä, ja tämän jälkeen tutkitaan ja mitataan aivojen verenkierrossa tapahtuvia muutoksia. Kun jotkut aivojen osat aktivoituvat, kasvaa niiden hapenkulutus, ja niihin alkaa virrata enemmän hapekasta verta, mikä aiheuttaa magneettiresonanssikuvissa näkyviä intensiteettimuutoksia. Kyseiset signaalimuutokset ovat hyvin pieniä, joten niiden havaitseminen vaatii tehokasta tutkimuslaitteistoa.

Suprajohtava magneettikuvauslaitteisto sijaitsee suojahuoneessa, mutta se on nähtävissä seinässä olevan ikkunan läpi. Suojahuoneen tehtävänä ei Antti Tarkiaisen mukaan ole suojella ulkomaailmaa laitteen synnyttämältä magneettikentältä – muuten kuin pitämällä fyysisesti huolta siitä, että kukaan ei vahingossa joudu liian lähelle magneettia – vaan sen pääasiallisena tarkoituksena on suojella itse kuvauslaitteistoa ulkopuolelta tulevilta häiriöiltä. Laitteiston suurin kentänvoimakkuus, 3 teslaa, on rajoittunut hyvin pienelle alueelle, ja kenttä vaimenee nopeasti, kun tullaan kauemmaksi magneetista. Magneettikentän takia talon ulkoseinälle on kuitenkin rakennettu pieni suoja-aitaus. Tämän varoalueen ulkopuolella magneettikenttä on jo niin pieni, että siitä ei aiheudu vaaraa eikä siitä ole haittaa esimerkiksi tietokoneiden toiminnalle.

Antti Tarkiaisen mukaan AMI-keskuksessa pyritään myös kehittämään aivotutkimuksessa käytettäviä teknisiä laitteita ja menetelmiä, mutta pääpaino on nimenomaan poikkitieteellisessä tutkimuksessa. Insinöörien lisäksi laitteita käyttävät yhtä lailla lääkärit kuin psykologitkin. AMI-keskus perustettiin vuonna 2002. Antti Tarkiainen kuitenkin huomauttaa, että TKK:lla on tehty aivotutkimusta jo ainakin yli 20 vuoden ajan.

Vielä tällä hetkellä tavoitteena on, että bioinformaatioteknologian opiskelijat osaisivat tehdä perinteisempiä informaatiotekniikan töitä, ja biopuoli tulisi perusosaamisen päälle.

– Uusia avauksia ja työtehtäviä tulee koko ajan, ja nyt tietenkin toivotaan myös, että kun opiskelijoita alkaa valmistua, niin heidänkin joukostaan löytyisi uusia alan kehittäjiä ja tutkijoita sekä jopa uusien yritysten perustajia, Kati Voutilainen sanoo.

Realismiin kuuluu myös se, että bioinformaatioteknologian tutkinto-ohjelman sisäänotto on vuositasolla 45 opiskelijan luokkaa. Kaikki valitut eivät ota opiskelupaikkaa vastaan, ja ensimmäisenä vuonna opinnot aloitti 28 opiskelijaa.

– Jos tältä alalta valmistuisi monta sataa ihmistä vuoden parin sisään, niin ei tämä ala vielä niin suuressa mittakaavassa ole, että kaikille riittäisi vielä
juuri tämän alan töitä, Kati Voutilainen sanoo.

Alussa koulutusohjelmassa oli peräti 16 pääainevaihtoehtoa, mikä oli kohtalainen luku aloituspaikkojen määrä huomioon ottaen. Voutilaisen mukaan näin laaja pääainevalikoima on mahdollinen, sillä yksittäiset kurssit saattavat sisältyä moneen ohjelmaan, ja tarjottavilla kursseilla käy siten runsaasti myös muita kuin bioinformaatioteknologian opiskelijoita.

Bioinformaatioteknologian tutkinto-ohjelma toteutetaan viiden TKK:n osaston yhteistyönä. Sähköosaston lisäksi opetusta tarjotaan automaatio- ja systeemitekniikan, kemian tekniikan, teknillisen fysiikan ja tietotekniikan osastoilla.

Suuri osa opetuksesta keskittyy ihmisen ja koneen välisen vuorovaikutuksen tutkimiseen ja esimerkiksi ihmisten biometrisen tunnistuksen kaltaisten teknisten sovellutusten pohtimiseen.
Otaniemessä tehtävä geenitutkimus on puhtaasti teoreettisella tasolla. Kati Voutilaisen mukaan salaisia geenitomaattilaboratorioita saattaisi löytyä todennäköisemmin yliopiston puolelta biologian laitokselta, mutta Otaniemessä solubiologian puolella pisimmälle menevässä käytännön työssä tutkitaan bioyhteensopivia materiaaleja yhdessä ulkopuolisten laboratorioiden kanssa.
Esimerkiksi kemian osastolla on kehitetty erilaisia polymeerejä, joita voidaan käyttää vaikkapa luunmurtumien korjailussa tarvittavien ruuvien valmistamiseen. Jos ruuveja ei tarvitse poistaa luiden jälleen luuduttua, voidaan näin välttyä ylimääräisiltä leikkauksilta tukiruuvien sulaessa tai sulautuessa osaksi ruumiinrakennetta.

Kun bioinformaatioteknologian koulutusohjelma perustettiin, siihen tuli ensimmäisenä vuonna noin 300 hakemusta, ja kahtena edellisenäkin vuonna hakijoita on ollut noin 200.

Klassisen yhtälön mukaan monet niistä, jotka eivät pääse lääketieteelliseen, tulevat TKK:lle viettämään välivuotta ja jatkavat sitten matkaa. Biotieteissä tämän riskin voisi olettaa olevan muita aloja suurempi, mutta Kati Voutilaisen mukaan suurin osa aloittaneista on edelleen tiiviisti mukana kuvioissa. Sen sijaan kaikki koulutusohjelmaan valitut eivät ole ottaneet opiskelupaikkaa vastaan esimerkiksi juuri lääkiksen opiskelupaikan varmistuttua.

BioIT:n poikkitieteellisyyteen kuuluu, että esimerkiksi peruskursseihin kuuluvan solubiologian kurssin opettajat tulevat lääketieteellisen tiedekunnan puolelta. Osa solubiologian kursseista järjestetään Meilahdessa paremmin soveltuvissa tiloissa, ja opetuksen pidemmällekin menevä yhdistäminen on ollut suunnitelmissa. Yhteistyötä tehdään myös Viikin Biokeskusten kanssa.
Poikkitieteellisimmillään koulutus on HeBioT:ssa eli Helsingin seudun biotekniikan koulutusohjelmassa, joka järjestetään TKK:n, Helsingin yliopiston ja Kauppakorkeakoulun yhteistyönä. TKK:lta kemian osastolla toimivaan koulutusohjelmaan otetaan vuosittain tosin vain viisi uutta opiskelijaa.

Tänä syksynä bioinformaatioteknologian tutkinto-ohjelmassa aloitti 46 uutta opiskelijaa. Polyteekkari olisi käynyt moikkaamassa heitä, mutta inkubiolaisilla eli biotieteilijöiden ammattiaineyhdistyksellä ei ole vielä omaa huonetta, eikä heitä jaksettu lähteä etsimään SIK:n kiltahuoneelta.