Giovanni Volpe är nyfiken på allt

Reportaget publicerades först i GU Journalen 5-2020.
Text: Eva Lundgren
Foto: Johan Wingborg

Först måste man ta sig igenom en sluss av dörrar och sätta på sig speciella skor för att sedan gå över en antistatisk matta innan man släpps in i korridoren till det laserlaboratorium där Giovanni Volpes doktorander håller till. Skyddsglasögon är ett måste om man vill in till rummet där lasrarna finns.

Här pågår forskning om optiska pincetter, den teknik som Arthur Ashkin fick Nobelpris för 2018. Pincetten består av en laserstråle som riktas ner genom ett objektiv i ett mikroskop. Med hjälp av det ytterst lilla tryck som ljus har kan pincetten flytta omkring små fysiska objekt. Tekniken har utvecklats ytterligare av Giovanni Volpes grupp som använder AI-teknik för att analysera enstaka celler utan att de blir förstörda. Projektet kallas LUCERO och fick i våras ett ERC Proof Concept Grant på drygt 1,5 miljoner kronor i kommersialiseringsbidrag.

Optiska pincetter är ett tillräckligt intressant område för att stilla nyfikenheten hos de flesta forskare. Men Giovanni Volpe gillar att hålla på med en massa saker samtidigt. Bland annat forskar han om aktiva partiklar. Men vad är det?

– Tänk dig att du har en sfär av glas i en vätska. Glasbubblan ligger där helt stilla. Men om du stryker ett tunt lager guld på ena sidan av sfären och sedan lyser på den kommer den guldfärgade sidan att bli varm medan den ofärgade fortfarande är kall. Temperaturskillnaden får sfären att röra på sig. På liknande sätt fungerar aktiva partiklar, de kan röra sig trots att de inte är levande. Aktiva partiklar är ett exempel på system som befinner sig långt från jämvikt, vilka hör till fysikens stora utmaningar.

Genom att kombinera två forskningsområden – artificiell intelligens och aktiva partiklar – har ett helt nytt forskningsfält uppstått där Giovanni Volpes grupp befinner sig i framkanten.

– Det handlar om att ta fram partiklar, så kallade mikrosimmare, som kan känna av sin omgivning och samarbeta i grupp. Sådana partiklar skulle kunna användas inom en mängd områden, exempelvis inom medicin: partiklarna skulle kunna skickas iväg till ett organ för att upptäcka en sjukdom eller laddas med en läkemedelsmolekyl och sändas till exakt rätt celler i kroppen, där medicinen gör mest nytta utan att tillfoga skada. Partiklar som själva löser uppgifter sparar också energi, en mycket betydelsefull egenskap eftersom energiförbrukning är ett stort problem inom AI-forskning.

Bild

Inspiration till sin forskning får Giovanni Volpe från allt möjligt han stöter på. Idéer till mikrosimmarna fick han exempelvis efter att ha läst boken Good Reasons for Bad Feelings som ger en evolutionär förklaring till varför människor drabbas av exempelvis depression och anorexia.

– Bland annat fanns ett exempel om hur blåbärsplockare sällan länsar en buske fullständigt, utan istället går över till nästa buske. Den där matematiska balansen, att veta när det är så få bär kvar att det inte är lönt att plocka vidare, gav mig inspiration till min forskning om hur man kan få mikrosimmarna att röra sig och inte bara klumpa ihop.

Giovanni Volpe har ytterligare ett projekt på gång. Det var hans flickvän, forskare på Karolinska Institutet, som gjorde honom intresserad av sjukdomar i hjärnan, som alzheimers och parkinsons.

– Neurodegenerativa sjukdomar upptäcks ofta alldeles för sent. Det beror på att hjärnan har så stor kapacitet att kompensera för skador att den sjuke inte märker att något är fel förrän det gått så långt att stora delar av hjärnan är förstörd.

För att bli bättre på att diagnosticera och följa den här typen av sjukdomar har Giovanni Volpes grupp utvecklat verktyget BRAPH (BRAPH–BRain Analysis using graPH theory). Med hjälp av BRAPH kan olika sorters information om en patient ställas samman, exempelvis data från magnetkameraundersökningar.

– På så sätt kan patientens hjärnaktivitet jämföras över tid, vilket gör det möjligt att tidigt märka förändringar. Verktyget är också lätt att använda och anpassa efter olika behov.

Naturvetenskaplig forskning har egentligen alltid intresserat Giovanni Volpe. Så jag blir förvånad när han berättar att han egentligen har en klassiskt humanistisk bakgrund. På högstadiet och gymnasiet hemma i Padua i norra Italien läste han både latin och grekiska, åtta timmar i veckan under fem år.

Att läsa Platon är viktigt för att förstå hur vi hamnat där vi är nu men historia och filosofi är också intressant för sin egen skull.

– Det var min pappa som tillsammans med min fransklärare kom fram till att en klassisk utbildning nog var det bästa; matte och fysik går ju alltid att lära sig ändå, menade de. Och jag tycker att de hade rätt, jag har haft jättestor glädje av min humanistiska bildning. Att läsa Platon är viktigt för att förstå hur vi hamnat där vi är nu men historia och filosofi är också intressant för sin egen skull. När jag exempelvis var på en konferens i Mexiko för ett par år sedan passade jag självklart på att besöka pyramiderna i Teotihuacan, som fascinerat mig sedan tonåren. På så sätt blev resan inte bara intressant ur ett vetenskapligt perspektiv utan även personligt berikande för mig.

Språk har fortsatt att fascinera Giovanni Volpe. Bland annat håller han på att lära sig svenska.

– Tidigare har jag studerat, förutom engelska och franska, också spanska, tyska, turkiska samt lite portugisiska eftersom min flickvän kommer från Portugal. I början var svenskan svår, det kunde ta mig en hel dag att läsa en enda boksida. Men nu läser jag flytande och tycker faktiskt att svenska är det lättaste av alla språk jag hittills försökt mig på.

Efter en ingenjörsexamen inom telekommunikation vid universitetet i Padua 2004 tog Giovanni Volpe ett jobb inom näringslivet. Men han stod bara ut i tre månader.

– Det var för tråkigt. Istället påbörjade jag min forskarutbildning vid ICFO i Barcelona. Efter disputationen gjorde jag min postdoktorstjänst på Max Planck-institutet i Stuttgart och hamnade sedan på Bilkent University i Ankara. Sensommaren 2016 kom jag till Göteborg. Jag har alltså varit här i drygt fyra år vilket är ovanligt länge på samma plats för mig.

Att han trivs beror inte minst på de masterstudenter och doktorander han handleder.

– Jag har aldrig haft så duktiga studenter! De är intresserade, engagerade och försöker alltid göra sitt bästa. Sverige är också ett bra land att forska i, så länge man gör sitt jobb får man hålla på som man vill. Många undrar hur jag kunnat lämna det soliga Italien för Sverige men Padua är lika regnigt som Göteborg och somrarna är finare här. Dessutom bor min flickvän i Stockholm och dit är det ju inte så långt, även om jag inte gillar att åka tåg. Hur länge jag kommer att stanna vet jag inte men just nu är jag väldigt nöjd med tillvaron.