Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Aivotutkimus - Coggle Diagram
Aivotutkimus
Aivotutkimuksen uusia tuulia
Aivotutkimusmenetelmät kehittyvät nopeasti. Esimerkiksi TMS (transkraniaalinen magneettistimulaatio) on tekniikkana vuosikymmeniä vanha, mutta sitä on hyödynnetty kunnolla aivojen tutkimisessa vasta viime vuosikymmenten aikana. T
Uusimmissa pitkälti Suomessa kehitetyissä sovelluksissa käytetään apuna henkilön omien aivojen MRI-rakennekuvia. Tällöin nähdään reaaliajassa muutaman millimetrin tarkkuudella, mihin kohtaa aivoissa magneettipulssi on iskemässä (ns. NBS eli Navigated Brain System).
TMS:ää käytetään esimerkiksi vaikean masennuksen hoidossa sähköshokkien sijaan, koska se ei vaadi nukutusta eikä sillä ole yhtä laajoja sivuvaikutuksia. Sitä tutkitaan myös mahdollisena hoitokeinona tietyntyyppiseen vaikeaan migreeniin.
Uusiin tulokkaisiin kuuluu myös optinen kuvantaminen, jolla pystytään valon tiettyjen aallonpituuksien avulla tutkimaan aivojen päällimpien kerrosten toimintaa. Ihmisillä on kokeiltu myös aivoihin istutettavia elektrodeja esimerkiksi Parkinsonin taudin hoidossa.
Keskeistä nykyiselle aivotutkimukselle on menetelmien nopea kehittäminen ja yhdisteleminen, jotta tietoa saadaan mahdollisimman monipuolisesti.
Toiminnalliset aivokuvantamismenetelmät
Toiminnallisia aivokuvantamismenetelmiä käytetään pääasiassa tieteellisen tutkimuksen tekemisessä. Niiden kliininen käyttö eli käyttö diagnostisena apuna ja jopa hoitokeinoina lisääntyy koko ajan.
Toiminnallisia aivokuvantamismenetelmiä ovat fMRI (funktionaalinen magneettiresonanssikuvaus), PET (positroniemissiotomografia) sekä MEG (magneettienkefalografia)
fMRI perustuu MRI-tekniikkaan, jossa käytetään apuna magneettikenttää ja radioaaltoja kehon sisällä olevien elinten ja kudosten kuvaamiseen. fMRI:ssa mitataan vetyatomien muutosta verenkierrossa esimerkiksi koehenkilön katsoessa erilaisia kuvia.
PET mittaa aivojen aineenvaihduntaa, esimerkiksi glukoosin kulutusta. PET:ssä tarvitaan radioaktiivinen markkeriaine, jonka avulla mitataan aivoissa tapahtuvia muutoksia. Tästä syystä PET:n tutkimuskäyttö on suhteellisen vähäistä.
Sähköinen toiminta synnyttää ympärilleen magneettikentän. Näin ollen aivoissa on aina magneettikenttiä sähköisten jännitteiden lisäksi. Näitä magneettikenttiä on mahdollista mitata MEG:llä. MEG:n kanssa on helppo mitata EEG samaan aikaan. MEG on turvallinen, mistä kertoo sekin, että samalla menetelmällä voidaan tutkia sydämen toimintaa.
Psykologiassa toiminnallisia aivokuvantamismenetelmiä käytetään esimerkiksi tutkittaessa erilaisten kognitiivisten toimintojen ja tunnemekanismien hermostollista perustaa. Toiminnalliset kuvantamismenetelmät eroavat siinä, mitä niillä mitataan.
Rakeenteelliset aivokuvantamismenetelmät
Rakenteellisia aivokuvantamismenetelmiä käytetään pääasiassa lääketieteellisen diagnosoinnin apuna, mutta myös tutkimustarkoituksessa.
Monet aivosairaudet aiheuttavat erilaisia anatomisia muutoksia aivoihin, jolloin aivoja kuvaamalla voidaan selvittää tällaisten sairauksien olemassaoloa. Esimerkiksi erilaiset aivokasvaimet pystytään toteamaan rakenteellisilla aivokuvantamismenetelmillä.
Rakenteellisia aivokuvantamismenetelmiä ovat TT (tietokonetomografia) ja MRI (magnetic resonance image).
Tietokonetomografiassa käytetään apuna röntgensäteitä, joiden avulla voidaan ottaa leikekuvia halutulta alueelta. MRI- eli magneettikuvauslaite on iso putki, jossa potilas makaa liikkumatta magneettikentässä ja jossa hänen aivoistaan otetaan läpileikkaus.
Aivojen tutkimiseen on käytetty monenlaisia menetelmiä
Ihmisen eri toiminnoista vastaavia aivoalueita on yritetty paikantaa useamman vuosisadan ajan
1800-luvulla suositun frenologia-opin mukaan ihmisen persoonallisuus oli nähtävissä kallon muodoista. Frenologian todettiin kuitenkin jo vuosisata sitten olevan väärässä.
Ennen nykytekniikan kehittymistä tietoa ihmisen aivoista saatiin eläinkokeilla ja tekemällä ruumiinavauksia aivovauriopotilaille. Eläinkokeita käytetään edelleen aivojen tutkimisessa, mutta muut aivojen tutkimisen menetelmät ovat kehittyneet huomattavasti viime vuosikymmenien aikana.
eläinkokeissa käytetään myös aivojen sisälle istutettavia yksittäisiä elektrodeja, joiden avulla voidaan mitata syvemmältä aivojen sähköistä toimintaa.
EEG (elektroenkefalogrammi) on vanhin aivojen kuvantamismenetelmä, ja se on kehitetty jo 1900-luvun alkupuolella. EEG:ssä päänahkaan kiinnitetään elektrodeja, jotka mittaavat aivojen sähköisen toiminnan muutoksia.
Nykyään käytetään useimmiten myssyä, jossa on jo valmiiksi kymmeniä elektrodeja. Toimintaa on mahdollista mitata myös yksittäisillä elektrodeilla.
Vuosikymmenien ajan EEG:llä tutkittiin aivojen rakennettakin, koska keinoja elävien aivojen tutkimiseen oli vähän. Uudempien, tarkempien menetelmien kehityttyä 1970-luvulta alkaen EEG on jäänyt enemmän toiminnalliseksi kuvantamismenetelmäksi. Nykyään sitä käytetään lääketieteessä esimerkiksi monien neurologisten sairauksien, kuten migreenin ja epilepsian, sekä uniongelmien tutkimiseen.
Nykyisin aivoja voidaan tutkia EEG:n lisäksi myös muilla toiminnallisilla sekä rakenteellisilla aivokuvantamismenetelmillä
Eri menetelmät soveltuvat eri tarkoitukseen
Menetelmillä on omat heikkoutensa ja vahvuutensa, ja ne soveltuvat eri tavalla eri käyttötarkoituksiin.
Esimerkiksi EEG ja MEG ovat ajallisesti hyvin tarkkoja. Niillä saadaan selville aivotominnassa tapahtuvia muutoksia muutaman millisekunnin tarkkuudella. Niiden avulla ei kuitenkaan nähdä kovin tarkasti eri aivoalueita
Esimerkiksi ihminen tunnistaa noin 200 millisekunnin sisällä, onko kyseessä duuri- vai mollisointu ja ymmärtää lukemansa sanan merkityksen noin 400 millisekunnissa.
fMRI ja PET ovat rakenteellisesti tarkkoja, sillä niiden avulla pystytään paikantamaan aivojen toimintaa muutaman millimetrin tarkkuudella