Tiede

Aivojen aallonharjalla

Röntgenhoitaja Jessi Grönberg käyttää PET-keskuksen Quadra-kameraa. Laitteessa on väitöskirjatutkija Aleksi Kokkonen.

Ida-Maria Manninen

Turku Brain and Mind Centerin johtaja Juho Joutsa toteaa uskovansa vahvasti siihen, että monet uudet läpimurrot sijaitsevat perinteisten alojen välimaastossa aivotutkimuksesta. Eri tutkimusalat tulevat hänen mukaansa yhä lähemmäs toisiaan, minkä ansiosta syntyy poikkitieteellistä ajattelua ja yhteistyötä. Sen avulla voidaan löytää uusia ratkaisuja aivotutkimuksen pitkäaikaisiin ongelmiin ja uusiin haasteisiin. Hän nostaa esimerkkitapaukseksi psykiatrian ja neurologian.

Niissä toimii tietty jaottelu, kumpaan kategoriaan tietty aivosairaus kuuluu. Aivosairauksien oireet voivat kuitenkin mennä myös ristiin, sillä esimerkiksi Parkinsonin ja Alzheimerin sairauksiin voi liittyä myös psykiatrisia oireita vain neurologisten oireiden sijaan. Kyseisten tautien tutkimiseen liittyvät kaikki osa-alueet: tekninen laitteisto, perinteiset neurologiset oireet ja psykiatriset oireet.

Joutsan mukaan ongelmia ratkoessa täytyy hyödyntää useamman alan asiantuntemusta. Aivotutkimuksen kenttä on laaja, ja jokaisella alueella on myös omat ajankohtaiset teemansa tutkimuksessa.

Turku Brain and Mind Centerin missiona on kasvava poikkitieteellisyys. Se on tutkimuskeskus, joka kattaa kaiken neurotutkimuksen Turun alueella. Joutsan mukaan kyse on sateenvarjo-organisaatiosta, jossa tutkijat tuodaan yhteen ja tuetaan eri alojen välistä yhteistyötä. Tarkoituksena on myös tarjota työkaluja ja tiedotusta tutkimukseen liittyen.

Joutsa luettelee, että toimintaan kuuluu lääketieteen puolelta muun muassa neurokirurgian, psykiatrian ja kliinisen neurofysiologian tutkimusta. Tutkimuskenttä ylettyy myös laajemmalle alueelle lääketieteen ulkopuolelle, sillä tutkimuskeskuksessa tehdään myös psykologian, logopedian ja jopa solutason tutkimusta. Kasvavat tekniset mahdollisuudet ovat luoneet tarpeen myös insinööri- ja matemaatikkotaustan osaamiselle.

Turku Brain and Mind Centeriin kuuluu myös alueellinen osa Neurocenter Finlandia eli Kansallista neurokeskusta. Se on valtakunnallinen neurotieteen yhteistyöverkosto, joka koostuu kuudesta tutkimuskeskuksesta ympäri Suomea. Joutsan mukaan tutkimusta tehdään valtakunnallisen tason lisäksi kansainvälisesti. Hän nostaa esimerkkinä omasta työstään yhteistyön tutkijoiden kanssa niin Helsingistä kuin Saksasta, Yhdysvalloista ja Australiasta.

Kansainvälisyyttä Turkuun tuo myös vuonna 2018 perustettu Turun yliopiston kansainvälinen neurotieteen maisteriohjelma, jossa suurin osa opiskelijoista on muualta kuin Suomesta. Tavoitteena on, että Turussa on uusia ammattilaisia ympäri maailmaa, joilla on erilaisia taustoja ja poikkitieteellistä näkemystä. Kansainvälistä osaamista on tuotu Turkuun myös muilla tavoin. Joutsa on itse ollut tekemässä post doc -tutkimusjaksoa Harvardissa ja tuonut oppimiaan menetelmiään mukanaan Turkuun. Hänen mukaansa vastaavia esimerkkejä osaamisen tuomisesta ulkomailta on monia.

Joutsa kertoo aloittaneensa lääketieteen opinnot vuonna 2003 ja nähneensä valtavan mullistuksen alan hoidossa.

Turun vetovoimaisuutta aivotutkijoille selittää Joutsan mukaan monet tekijät. Yksi merkittävistä tekijöistä on vahva PET-keskus. Siinä, missä aivojen tietokone- ja magneettikuva kuvaavat aivojen rakennetta, PET kuvaa aivojen toimintaa molekyylitasolla. Sen avulla voidaan mitata aivoissa tapahtuvia muutoksia esimerkiksi tarkastelemalla eri hermojen välittäjäaineita tai sitä, miten verenkierto muuttuu aivoissa tehtävien tai hoitojen yhteydessä.

Joutsa korostaa, että vaikka PET-kuvantaminen on yleistynyt, sitä ei ole muualla Suomessa samassa laajuudessa. Hän nostaa esille Turussa toimivan radiokemian puolen, jota tarvitaan aivokuvantamisessa käytettävien merkkiaineiden tuottamiseen. Merkkiaineet määrittelevät, mitä aivoista voidaan nähdä.

–Siihen on Turussa hyvin pitkät perinteet ja se on ainutlaatuisen laajaa, Joutsa lisää.

Hänen mukaansa se johtaa siihen, että mahdollisuudet tutkimuksessa ovat suurempia. Tällä hetkellä vahva tutkimuksen ala vetää myös lisää uusia nuoria tutkijoita kentälle. Joutsa kuvailee, että sitä kautta se ruokkii itse itseään.

Joutsa toimii itse aivokuvantamisen apulaisprofessorina Turun yliopistossa ja neurologian erikoislääkärinä TYKSissä. Hän nostaa esille laajojen aivokuvantamismahdollisuuksien lisäksi Turussa käytössä olevat aivostimulaatiomenetelmät.

Hän käyttää molempia tutkimuksessaan. Se, että Turussa on niin laajasti molempia, luo hänen mukaansa ainutlaatuisen asetelman tutkimukselle. Merkittävää on esimerkiksi TYKSin hankkima korkeaenerginen ultraäänilaitteisto (HIFU).

Joutsan mukaan ultraäänen avulla poltetaan pieni reikä tiettyyn kohtaan aivoissa. Kyseessä on uusi hoitomenetelmä, jota käytetään muun muassa vaikean vapinan hoidossa, johon ei ole saatu riittävää apua muilla hoitokeinoilla. Laitteisto on Pohjoismaiden ensimmäinen, vaikka vastaava on myös jo Tanskassa.

Medisiina-rakennukset ovat monikäyttäjärakennuksia, joissa on lääketieteen opetus-, tutkimus- ja diagnostiikkatiloja. Tiloissa työskentelee opiskelijoiden lisäksi muita alueen toimijoita sekä tärkeitä yhteistyökumppaneita.

Joutsa mainitsee hoitomuodoista myös syväaivostimulaation, jossa laitetaan elektrodeja aivoihin, ja transkraniaalisen aivostimulaation (TMS), jossa aivokuorta aktivoidaan magneettipulsseilla. Laitteistoon kuuluu stimulaattori, kela, neuronavigaatio sekä elektromyografialaitteisto.

TMS-stimulaatio hyväksyttiin käyttöön Yhdysvalloissa 2000-luvulla ja otettiin Turussa kliiniseen käyttöön, eli potilaiden hoitoon ensimmäisenä Suomessa. Sitä voidaan käyttää muun muassa kivun ja masennuksen hoitoon, jossa sen on todettu olevan tehokas.

Joutsan mukaan psykiatristen tautien tutkiminen on kuitenkin neurologisia haastavampaa, sillä niiden kohdalla ei olla vielä yhtä pitkällä neurobiologian ymmärryksessä. Se asettaa rajoituksia, koska esimerkiksi ei ole tarkkaa tietoa siitä, mihin kohtaan aivoissa hoito tulisi kohdistaa.

Joutsa kertoo, kuinka olemassa olevia hoitomenetelmiä kehitetään eteenpäin, ja niistä on eri versioita. Esimerkiksi Turussa käytössä oleva korkeaenerginen ultraäänilaitteisto toimii niin, että poltettu reikä on pysyvästi aivoissa.

Laitteistosta on olemassa myös matalaenerginen versio, jota on tutkimuskäytössä muualla maailmalla. Sen avulla syviin aivorakenteisiin pystytään vaikuttamaan tilapäisesti. Joutsan mukaan se tarjoaisi sitä kautta mahdollisuuden kokeilla, onko kyseessä sopiva hoitokohde ilman, että vaikutus olisi pysyvä.

Joutsa aloitti lääketieteen opintonsa vuonna 2003 ja on nähnyt valtavan mullistuksen alan hoidoissa. Kaikki kyseiset aivojen hoitomuodot ovat tulleet laajalti kliiniseen käyttöön sen jälkeen.

Siinä missä aiemmin ei ollut paljon muuta kuin lääkehoito, on kokonainen kenttä kirurgiaa ja aivostimulaatiota sen rinnalla. Joutsa ennustaa, että kehityskulku tulee jatkumaan myös tulevaisuudessa. Samalla eri tautien kohdalla tapahtuu aktiivista lääkekehitystä.

–Kehitys tapahtuu monella rintamalla ja useissa eri taudeissa, joissain nopeammin, joissain hitaammin.

Leena Lauos ja TMS-laitteisto.

Esimerkkinä alalla tapahtuneista muutoksista hän käyttää myös aivoinfarktien hoitoa, jossa oli ennen hyvin vähän tehtävissä. Nykyään veritulppa voidaan liuottaa pois tai poistaa mekaanisesti suonensisäisesti, jos toimitaan vain tarpeeksi nopeasti.

–Tämä voi hyvin dramaattisesti muuttaa potilaiden tulevaisuutta.

Aivovauriota ei synny, jos tulppa saadaan aikaisessa vaiheessa pois. Jos se ehtii kuitenkin olla liian pitkään, aivoihin jää pysyvä vaurio. Joutsa korostaa, että jokainen minuutti maksaa hermosoluja. Sen vuoksi on myös kampanjoitu sen puolesta, että ihmiset tunnistaisivat aivoinfarktin oireet, jolloin he pääsisivät nopeammin hoitoon. Silloin saadaan parempia hoitotuloksia, sillä syntyvää vauriota päästään ehkäisemään.

Tiedon jakaminen on lääkäreiden, hoitaja-ammattilaisten ja potilaiden välinen yhteinen missio. Toinen vastaava tapaus on myös pitkäaikaiset sairaudet, joissa osa oireista on voinut kestää jo kauan, ja hoitomenetelmät ovat kehittyneet. On tärkeää tiedottaa siitä, millaista hoitoa on tarjolla, että ihmiset osaavat hakeutua sen pariin.

Neurologian Graalin maljana Joutsa näkee sen, jos löydettäisiin jokin taudin kulun pysäyttävä hoitomuoto eteneviin aivojen rappeumasairauksiin, joihin sitä ei vielä ole, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin tautiin. Sen löytämiseen on laitettu paljon resursseja, sillä se voisi mullistaa koko sairauskirjon hoidon.

Joutsan mukaan neurologian alalla ongelmana on tutkimuksen hintavuus. Paljon jää pöytälaatikkoon rahoituksen puutteen takia.

Jo olemassa olevat hoidot kuitenkin parantavat potilaiden elämänlaatua, vaikka tauti etenee. Mahdollisena kehityskohteena Joutsa näkee myös sen, että opittaisiin paremmin ymmärtämään mistä psykiatriset taudit ja oireet kumpuavat. Silloin hoidon voisi kohdentaa sinne.

Myös psykiatrisiin sairauksiin on olemassa tehokkaita hoitoja, mutta Joutsan mukaan niitä rajoittaa vielä se, että ei täysin ymmärretä, mistä niissä on kyse neurobiologisesti. Tutkimuksen aukkokohtia on joka puolella.

–Lääketieteen ja neurotieteen kenttä on niin laaja, ja meillä on niin paljon erilaisia sairauksia, että työ ei lopu koskaan.

Joutsan mukaan kehityksen mahdollistaa vain jatkuva ja laaja tutkimustyö. Etukäteen ei voida arvioida, mistä seuraava läpimurto tulee, joten tarvitaan tieteellistä vapautta ja mahdollisuudet tieteen tekemiselle. Sitten voidaan katsoa, mikä linja lähtee vetämään.

–Kaikki hoitomenetelmät, jotka ovat käytössämme, ovat tutkimustyön tulosta, Joutsa painottaa.

Sen vuoksi on tärkeää, että on tahoja, jotka ymmärtävät tutkimuksen suuren tarpeen ja lähtevät rahoittamaan sitä. Rahoituksen puute on yksi isoimmista pullonkauloista. Yliopiston, sairaalan ja sairaanhoitopiirin tarjoamalla tutkimuksen pohjarahoituksella on Joutsan mukaan hyvin vähän tehtävissä.

Tutkimus nojaa suurelta osin Suomen Akatemiaan, säätiöihin ja ulkoisiin rahoittajiin. Rahoituksen hankkiminen on myös iso osa kaikkien tutkijoiden työtä.

Joutsan mukaan ongelmana on, että alan tutkimus on kallista. Se vaatii paljon esimerkiksi resursseja, työvoimaa, laitteistoa ja lääkitystä.

–Paljon jää pöytälaatikkoon sen takia, että ei ole rahoittajatahoa.

Joutsa tuo esille yhteistyön tärkeyden tutkimustyössä. Sitä tarvitaan alan ammattilaisten välillä, mutta myös tutkijoiden ja tutkimukseen osallistuvien potilaiden välillä. Tutkimusta ei olisi ilman heitä.

Se vaatii myös, että organisaatiot, yliopisto, sairaala ja sairaanhoitopiiri tukevat sitä.

–Tämä on hyvin monista tekijöistä riippuvainen ja jokaista osapuolta tarvitaan. Jos yksikin puuttuu, niin asiat eivät toteudu.