21.4.2023 Biomarkkeri liike- ja tuntoaivokuoren häiriöiden kartoittamiseen (Illman)

Bioanalyytikko (YAMK) Mia Illman tutki väitöskirjassaan aivojen tunto- ja liikeaivokuoren eli sensomotoristen alueiden rytmistä toimintaa ja sen soveltuvuutta kyseisten aivoalueiden toimintaa kuvaavaksi biomarkkeriksi. Helposti ja turvallisesti pään ulkopuolelta mitattavalle biomarkkerille olisi tulevaisuudessa käyttöä esimerkiksi neurologisten liikejärjestelmän sairauksien, kuten aivoinfarktin, aivomekanismien tutkimuksessa, sekä niistä toipumisen ja kuntoutuksen vaikuttavuuden arvioinnissa.
Mia Illman
Julkaistu
21.4.2023

Terveillä aikuisilla tehdyissä tutkimuksissa MEG- ja EEG-menetelmien todettiin havaitsevan beta-rytmin modulaation voimakkuudet hyvin ja tulokset olivat yhteneväisiä menetelmien välillä. Tämä tulos tukee tutkimusten siirrettävyyttä kliinisiin ympäristöihin EEG-menetelmällä tehtäviksi. Vuoden seurantatutkimuksessa beta-rytmin modulaatio osoittautui hyvin toistettavaksi, mikä lisää sen luotettavuutta ja käytettävyyttä erityisesti pitkittäistutkimuksissa.

Aikaisemmissa tutkimuksissa eritysesti akuutisti sairailla aivoinfarktipotilailla on ollut vaikeuksia pitää yllä hyvää vireystilaa. Vireystilan laskun vaikutuksia tutkittiin terveillä aikuisilla ja siinä havaittiin, että vireystilan laskulla ei ollut merkittävää vaikutusta beta-rytmin modulaation voimakkuuteen ryhmätasolla. Näiden tutkimusten perusteella voidaan todeta beta-rytmin modulaation mittaamisen soveltuvan hyvin neurofysiologiseksi aivojen toimintaa kuvaavaksi biomarkkeriksi.

Liike- ja tuntoaivokuoren toiminta häiriintynyt CP-vammassa

Tämän lisäksi väitöskirjassa selvitettiin, heijastuvatko CP-vammaan liittyvät liikuntakyvyn ja tasapainon ongelmat tunto- ja liikeaivokuoren eksitaatio-inhibitio-tasapainoon diplegisillä ja hemiplegisillä nuorilla, joilla on CP-vamma. Tulokset osoittivat, että sekä eksitaatio että inhibitio ovat erityisesti muuttuneet diplegisessä CP:ssä verrattuna kontrollinuoriin tai hemiplegisiin CP-nuoriin. Vastaavia tuloksia ei ole aikaisemmin raportoitu, joten tämä on osoitus siitä, että beta-rymin modulaatioon perustuva biomarkkeri voi tarjota hyödyllisen mittarin aivokuoren häiriöiden havaitsemiseen ja seurantaan.

Tunto- ja liikeaivokuoren spontaanin rytmisen aktiivisuuden voimakkuutta voidaan muuttaa eli moduloida erilaisilla tunto- ja liikeärsykkeillä. Tämän niin sanottu beta-rytmin modulaation avulla voidaan määrittää tunto- ja liikeaivokuoren eksitaatio-inhibitio-tasapainoa eli aivokuoren kiihdyttävän ja estävän toiminnan tilaa ja sen muutoksia. Aivokuoren tasapainoisella toiminnalla on tärkeä merkitys muun muassa liikkeiden säätelyyn. Lisäksi on mielenkiintoista, että erityisesti inhibition määrällä ajatellaan olevan vaikutusta sensomotorisen aivokuoren plastisiteettiin eli aivojen kykyyn muovautua ja luoda uusia hermoyhteyksiä, esimerkiksi uusien taitojen oppimisen tai aivovauriosta palautumisen yhteydessä. Illman tutki näitä ilmiöitä mittaamalla tunto- ja liikeaivokuoren toimintaa sekä MEG:llä (magnetoenkefalografia) että sairaaloissa helpommin saatavilla olevalla EEG:llä (elektroenkefalografia). Beta-rytmin modulaation mittaamien näillä menetelmillä on tutkittaville helppoa ja turvallista ilman kajoavia toimenpiteitä tai säteilyä.

Mia Illmanin liikuntalääketieteen väitöskirja ”Beta rhythm modulation in the evaluation of cortical sensorimotor function” tarkastetaan perjantaina 21.4.2023 klo 12 Jyväskylän yliopiston päärakennuksen salissa C4. Vastaväittäjänä toimii dosentti Sara Määttä (Itä-Suomen yliopisto) ja kustoksena apulaisprofessori Harri Piitulainen (Jyväskylän yliopisto). Tilaisuutta voi seurata myös etäyhteydellä:

Väitöskirja on julkaistu verkkojulkaisuna JYU Dissertations 622, Jyväskylä 2023, ISSN 2489-9003, ISBN 978-951-39-9522-5 ja se on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa .

Mia Illman on valmistunut laboratoriohoitajaksi Turun terveydenhuolto-oppilaitoksesta. Lisäksi hän on opiskellut Helsingin yliopistossa biotieteitä ja kemiaa sekä suorittanut Bioanalyytikon AMK ja YAMK tutkinnot. Hänellä on pitkä työkokemus erilaisista laboratorioalan töistä, ja hän on työskennellyt yli kaksikymmentä vuotta MEG:llä tehtävän aivotutkimuksen parissa Aalto-yliopistolla.