La biologiste Jessica Feldman a fait le point sur ses vers C. elegans, a donné la priorité aux expériences qui pouvaient être menées à bien et a gelé le reste des vers.

Le physicien David Goldhaber-Gordon a dû décider quoi faire avec l'un des cryostats de son groupe, un instrument puissant mais difficile pour effectuer des expériences à un zéro presque absolu qui nécessite une maintenance en personne pour le maintenir en fonctionnement en toute sécurité.

Recherche pendant la pandémie COVID-19

Le géologue Erik Sperling et son laboratoire se sont précipités pour terminer les expériences en cours.

Et le laboratoire du psychologue du développement Hyowon Gweon avait interrompu toutes les expériences en personne des semaines auparavant, mais il était maintenant confronté à la tâche ardue de se convertir pour la première fois à des études en ligne uniquement.

"Vous pouvez imaginer le genre de panique dans laquelle nous étions lorsque tout a été fermé", a déclaré Gweon, qui est professeur agrégé de psychologie à l'École des sciences humaines. "Nous pensions que cela durerait un certain temps - même si nous ne nous attendions pas à ce que cela dure aussi longtemps - nous avons donc restructuré notre laboratoire pour mener des études en ligne. C'était un peu comme construire un laboratoire à nouveau.

"Nous avons travaillé jusqu'au bout", a déclaré Sperling, professeur adjoint de sciences géologiques à l'École des sciences de la Terre, de l'énergie et de l'environnement. "La plupart des gens du laboratoire ont bien fait la transition parce qu'ils avaient des articles à rédiger et à réviser, mais il y a quelques personnes qui étaient plus récentes dans le laboratoire et qui ont été plus blessées par la fermeture."

Tout cela s'est produit au cours de ce que l'université a appelé "l'étape 0" du processus de récupération de la recherche - la condition d'exploitation la plus stricte. À l'étape 0, seules les personnes approuvées pouvaient accéder aux laboratoires et aux espaces de recherche du campus et uniquement pour les fonctions de recherche essentielles approuvées, telles que la recherche urgente sur le COVID-19, certaines recherches médicales et l'entretien nécessaire de l'équipement de laboratoire.

Stanford en est actuellement à l'étape 2 de la récupération de la recherche, ce qui permet un accès légèrement plus grand au laboratoire. Certains collègues peuvent se voir en personne, mais ils se déplacent toujours avec prudence dans des bulles imaginaires de 6 pieds, doivent subir des tests réguliers pour le COVID-19 et porter un équipement de protection individuelle pendant qu'ils s'acquittent de leurs tâches. Et, alors que nous assistons à une nouvelle vague d'infections, les administrateurs exhortent la communauté à continuer de travailler avec prudence et réflexion pour que la recherche se poursuive en toute sécurité.

Bien sûr, la pandémie se produit également parallèlement à des appels renouvelés et amplifiés à l'inclusion et à l'équité, en particulier en ce qui concerne le racisme anti-noir. "J'espère que nous en sortirons après avoir lutté contre la justice sociale d'une manière que nous n'aurions pas eue aussi fortement sans la pandémie, et que nous trouverons des moyens de minimiser équitablement les impacts sur les groupes les plus vulnérables", a déclaré Goldhaber-Gordon, professeur de physique à l'École des sciences humaines et des sciences, qui a été membre fondateur du comité d'équité et d'inclusion du Département de physique.

Les leçons apprises pendant la pandémie peuvent changer de façon permanente la façon dont la science à Stanford est faite. Certains chercheurs ont poussé leurs travaux dans des directions qui sont devenues plus pressantes lors de la mise à l'abri sur place. Certains ont appris de nouvelles façons de gérer leurs laboratoires avec plus d'empathie et de compassion. D'autres laboratoires sortiront de la pandémie équipés de nouvelles capacités virtuelles et de ressources partagées qui accélèrent la découverte, élargissent l'accessibilité de leurs recherches et améliorent leurs interactions personnelles.

Se déplacer en ligne

En raison de sa réaction rapide à la nouvelle du nouveau coronavirus, les expériences en ligne de Gweon étaient à nouveau opérationnelles en un mois. Son laboratoire a condensé les dures leçons qu'ils ont apprises en directives qu'ils ont ensuite publiées pour aider d'autres psychologues du développement à faire la transition virtuelle. "C'était une période stressante, mais les membres de mon laboratoire ont été incroyables", a déclaré Gweon. "Nous avons organisé un webinaire et partagé tout le matériel que nous avons développé - comme des manuels pour les chercheurs et pour les parents - parce que nous voulions que d'autres laboratoires économisent leur temps et leurs efforts pour les créer à partir de zéro, et faciliter la transition vers la recherche en ligne."

Teresa Garcia, responsable de laboratoire pour le laboratoire de Hyowon Gweon à Stanford, mène une étude virtuelle avec un jeune participant pour étudier comment les enfants raisonnent sur des concepts tels que la vitesse, la distance et la difficulté. (Crédit d'image: Andrew Brodhead)

Son équipe a également aidé à lancer un site Web appelé Children Helping Science pour connecter les chercheurs avec des participants virtuels potentiels à l'étude, et Gweon a remarqué que les familles semblent plus désireuses que jamais de s'impliquer.

Le laboratoire Gweon mène actuellement 12 études en ligne. Bien qu'ils prévoient de reprendre les études en personne à terme, Gweon s'attend à ce que les expériences en ligne deviennent des éléments permanents de ses recherches. "Une partie de la raison pour laquelle nous avons consacré tant de temps et d'efforts au début était que nous ne voulions pas que ce soit une chose temporaire", a déclaré Gweon. "Cela nous a également aidés à créer une vision de la destination de la recherche développementale, de ce que nous pouvons étudier et de la manière dont nous pouvons.

Les membres du laboratoire Sperling avaient moins d’opportunités de se virtualiser. En étudiant comment les environnements changent au fil du temps et les effets que cela a eu sur les animaux, leur travail nécessite une combinaison de travail sur le terrain et d'analyse en laboratoire. Par exemple, Murray Duncan, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Sperling, a été contraint d’annuler son travail sur le terrain le long de la côte canadienne, qui aurait comporté des aquariums expérimentaux mobiles utilisés pour évaluer la réaction des organismes marins aux changements de température. À son honneur, cependant, Duncan a continué à construire une version de ces aquariums dans son garage, qu'il utilise pour étudier les oursins violets et les ormeaux rouges.

L'aquarium expérimental que le chercheur postdoctoral Murray Duncan (du laboratoire d'Erik Sperling) a construit chez lui dans son garage. Grâce à ce système, il peut mesurer le taux de consommation d'oxygène des organismes tout en manipulant la température de l'eau en même temps. Duncan étudie les oursins violets et les ormeaux rouges. (Crédit d'image: Murray Duncan)

La nécessité a également favorisé l'invention dans le groupe Feldman. À des fins de surveillance, quelques membres du laboratoire Feldman ont réutilisé de vieux téléphones portables pour retransmettre en direct la température de leurs congélateurs refroidis à l'azote. Le groupe a également doublé le nombre de réunions qu'il tenait (virtuellement) chaque semaine pour aider les membres du laboratoire à rester en contact et offrir des occasions de se rencontrer.

Quelle que soit la variété ou la fréquence de la communication, cependant, la vie de laboratoire virtuel n'est tout simplement pas la même chose que la réalité, disent les chercheurs. Une différence considérable est la perte d'interactions fortuites - attirer un étudiant pour une discussion rapide alors qu'il passe devant votre bureau, tester une intuition parce que vous avez un moment libre au microscope ou susciter une collaboration autour d'un café avec un collègue. Tout a également été rendu encore plus difficile par le fait que la pandémie a coïncidé avec une justice sociale nationale tenant compte du racisme anti-noir, plusieurs catastrophes naturelles et une élection présidentielle et une transition controversées.

"Nous n'avions que du temps, et nous pensions que cela signifiait que nous serions toujours très productifs par d'autres moyens", a déclaré Goldhaber-Gordon. "C'était un angle mort, cependant, car il ne reconnaissait pas le poids psychologique grave de la situation. Qu'il y ait une épreuve concrète à laquelle une personne est confrontée ou qu'il s'agisse simplement d'une crainte existentielle, je pense que chacun ressent cela à sa manière et la perte ne peut se résumer simplement au temps dont nous disposons ou non. "

Du point de vue purement éditorial, il s’agit peut-être de la période la plus productive de la carrière de Sperling à ce jour, mais cela est dû au moment opportun pour les projets de son laboratoire. Bien qu'il ait eu du mal à se concentrer sur son travail à la maison - il préfère lire des documents papier dans un café loin de son téléphone et de son ordinateur - son équipe a publié de nombreux articles scientifiques ces derniers mois car beaucoup de ses étudiants étaient déjà à l'étape de la rédaction sur papier de leurs études supérieures lorsque la pandémie a commencé. Mais la production éditoriale de son laboratoire, tout en méritant d'être célébrée, ne reflète pas avec précision à quel point cette année a été difficile, a déclaré Sperling.

"Lorsque nous nous sommes arrêtés pour la première fois, nous avons passé beaucoup de temps à parler de la situation personnelle des gens et à essayer d’écouter, au moins, même lorsque je ne pouvais souvent pas les aider plus que cela", a-t-il ajouté. "Ce n'est pas nécessairement quelque chose pour lequel vous vous formez en tant que scientifique."

Lors d'une conversation sur le campus à l'automne dernier sur la recherche, Kathryn "Kam" Moler, vice-provost et doyenne de la recherche, a encouragé les gens à défendre leurs besoins et à aider leurs collègues et collègues de travail.

"C'est un moment vraiment important pour apprendre à travailler avec d'autres personnes pour s'assurer que tous les membres du groupe de recherche obtiennent ce dont ils ont besoin", a déclaré Moler au public. "En fin de compte, rien ne peut remplacer le rôle de chacun pour s’entraider et se protéger mutuellement. Et, honnêtement, cela ne suffit toujours pas. Les gens portent un fardeau vraiment très lourd en ce moment.

Pour aider à alléger certains de ces fardeaux, le bureau de Moler a créé deux comités (virtuels) de continuité de la recherche - un pour les universitaires et un pour les opérations - en réponse aux commandes initiales de mise à l'abri sur place. Ces groupes ont aidé à élaborer des politiques de recherche en personne et à informer les priorités de l’université pour le retour sur le campus et le travail sur le terrain.

"C’est vraiment merveilleux de voir combien de personnes se sont mobilisées pour aider", a déclaré Moler, qui est également professeur de physique et de physique appliquée à l’École des sciences humaines. "Le personnel a travaillé des heures supplémentaires, et lorsque nous avons demandé aux professeurs de siéger à ces comités, presque tout le monde a dit oui, et vous n’obtenez généralement pas ce genre de réponse. Il a également été si précieux que les gens suivent les bons processus et procédures. "

Montée en puissance

Le processus et la procédure ont été au cœur du retour au travail de laboratoire. Lorsque Feldman a pu reprendre ses recherches pour la première fois, une seule personne pouvait être dans le laboratoire à la fois. La limite a été progressivement augmentée à deux par jour et atteint maintenant environ une personne par baie de laboratoire. Selon les directives actuelles, les laboratoires peuvent avoir jusqu'à une personne par 125 pieds carrés d'espace de laboratoire (à quelques exceptions près) et Feldman utilise un horaire de travail pour respecter les réglementations.

"Un de mes post-doctorants avait travaillé dans un bar du MIT, alors elle a eu un hack de travail par équipes pour notre calendrier en ligne", a déclaré Feldman, qui est professeur adjoint de biologie à la Faculté des sciences humaines. "Ce n’est qu’un exemple de la façon dont les membres de mon laboratoire ont fait un excellent travail face à la pandémie."

Compte tenu des exigences de distanciation sociale continue, les membres du laboratoire Feldman ont également truqué une configuration de webcam mobile afin qu'ils puissent former à distance leurs collègues sur de nouveaux équipements. Les limites de la proximité physique ont également influencé la décision de Goldhaber-Gordon de maintenir son cryostat en marche: le réchauffer aurait nécessité deux personnes et des visites répétées pendant une semaine, alors que le maintien du refroidissement ne nécessitait qu'une seule personne - avec l'autorisation spéciale de l'université - pour le nourrir d'azote tous les quelques jours.

Tout au long de l'abri sur place, le laboratoire de Goldhaber-Gordon a poursuivi des travaux expérimentaux en utilisant un deuxième cryostat qui avait fortuitement déjà été installé pour que les mesures puissent être contrôlées et les résultats rapportés sur Internet. Alors que les limites de capacité du laboratoire augmentent, Goldhaber-Gordon a passé beaucoup de temps à rechercher les meilleures procédures de sécurité pour son laboratoire spécifique, en prêtant attention aux détails tels que les revêtements faciaux qu'ils utilisent et leur système de circulation d'air.

"Lorsque j'ai conçu mon laboratoire pour la première fois, j'en ai appris davantage sur le coulage du béton, la climatisation et l'énergie électrique que je n'aurais jamais pensé en apprendre", dit-il. "Maintenant, je le fais à nouveau dans un nouveau contexte et je pense que ce serait bien si nous avions un moyen de partager nos solutions sur le campus - tout en reconnaissant que nous ne sommes pas des experts."

Un seul étudiant utilise constamment le laboratoire Sperling pour le moment. La recherche en laboratoire n’atteindra peut-être pas les niveaux prépandémiques tant que ses membres ne pourront pas reporter leur travail sur le terrain au Yukon et dans les Territoires du Nord-Ouest, qui était censé être le fondement de la prochaine série d’études du laboratoire.

"Nous allions démarrer un nouveau projet dans les îles de l'Arctique du Yukon et du Nunavut. Ce voyage est en cours depuis 10 ans ", a déclaré Sterling. "Rêver de nouvelles roches et lire à leur sujet en préparation du travail sur le terrain fait partie du plaisir d'être géologue, et je n'ai pas pu le faire pendant la pandémie."

À l'heure actuelle, tous les voyages parrainés par l'université sont suspendus jusqu'à nouvel ordre et la recherche sur le terrain est fortement limitée.

Adopter de nouveaux outils et ressources

Certaines des mesures palliatives que les chercheurs de Stanford ont mises en œuvre pour maintenir leurs laboratoires fonctionnels pendant la pandémie pourraient, dans certains cas, devenir permanentes, servant de base aux laboratoires hybrides du futur qui allient l'expérimentation virtuelle et en personne.

Par exemple, Goldhaber-Gordon prévoit de convertir le deuxième cryostat en fonctionnement à distance optionnel et de modifier le cryostat télécommandé actuel pour exécuter plus de mesures simultanément. Il modifiera également le système de refroidissement de ce cryostat pour qu’il ait un cycle fermé, économisant l’hélium (une ressource naturelle en déclin), économisant de l’argent et des efforts des étudiants chaque semaine, et facilitant le fonctionnement à distance.

"Nous avions en fait commencé ces projets avant la pandémie", a déclaré Goldhaber-Gordon. "Maintenant, ils ont tous fini par être plus difficiles que nous ne le pensions; en partie parce que vous ne devinez jamais à quel point les choses seront compliquées et en partie à cause des limites actuelles imposées aux étudiants travaillant à proximité physique. "

Les nouvelles expériences virtuelles de Gweon ont non seulement fourni une bouée de sauvetage à son laboratoire - et à d’autres psychologues du développement - mais, en se tournant vers l’avenir, elles ouvrent des possibilités de recherche et permettent une science plus inclusive.

"En mettant des études en ligne, les gens peuvent participer de partout", a déclaré Gweon. "Cela nous aide à recruter un groupe de participants plus large et plus diversifié - moins limité par l'emplacement ou le statut socio-économique. Cela renforce nos conclusions et nous permet d'aborder des questions auxquelles aucune réponse n'a été apportée auparavant. "

Même avant la pandémie, l’université avait lancé des plans visant à accroître l’accès aux ressources et aux installations dans le cadre de la vision à long terme de Stanford. Ces plates-formes stratégiques fournissent des installations et des ressources partagées, y compris l'expertise et le financement, pour soutenir la recherche interdisciplinaire.

"À la lumière de la pandémie, je pense que l'on comprend mieux que, dans le monde moderne, il est vraiment important de donner aux chercheurs les outils dont ils ont besoin pour être flexibles", a déclaré Moler. "Nous voulons leur permettre de faire ce pivot sans avoir à passer des années à rédiger une proposition pour un nouvel équipement."

Retour à anormal

En essayant de savoir qui continue d'être touché par la fermeture de la recherche de manière disproportionnée, Moler et d'autres chefs de file de la recherche soulignent la nécessité de continuer à donner la priorité à la bourse, aux carrières et au bien-être des stagiaires (qui incluent les étudiants et les postdoctorants) et tôt chercheurs de carrière - qui ont souvent de jeunes familles, ont accru la pression éditoriale et, dans certains cas, des sources de financement moins stables. Pour répondre à cette préoccupation, les comités élaborent actuellement une feuille de route visant à ramener des chercheurs et universitaires supplémentaires sur le campus (comme le permettent les directives des États et des comtés), ainsi que des sujets humains pour la recherche non essentielle.

"Il n’existe pas de solutions faciles aux défis auxquels nous sommes actuellement confrontés, mais nous essayons de faire ce que nous pouvons en nous assurant qu’il existe des moyens pour que les gens partagent leurs préoccupations, et tant de gens ont fait tellement de bon travail pour continuer notre communauté en sécurité et pour faire avancer la recherche ", a déclaré Moler. "Ce fut une année vraiment difficile, mais je pense toujours que l’avenir est prometteur pour la recherche."