12.06.2018
Tutkimusuutiset
Yliopiston uutiset

Aivotutkimuskeskus käy täysillä – ensimmäiset tutkimustulokset julkaistiin

Jyväskylän yliopiston Monitieteisen aivotutkimuskeskuksen toiminta saavutti tärkeän rajapyykin, kun ensimmäiset magnetoenkefalografia (MEG) mittausmenetelmää hyödyntäneet tutkimukset julkaistiin kesän alussa. Yliopiston iso laitehankinta, Suomen kolmas aivojen toimintaa mittaava MEG-laite otettiin käyttöön vain kolme vuotta sitten.

– Julkaisut ovat konkreettinen osoitus siitä, että MEG-tutkimusympäristö on saatu toimimaan niin, että uudet käyttäjät ja tieteenalat voivat hyödyntää sen tarjoamia mahdollisuuksia. Jyväskylässä on korkealaatuista tutkimusta sellaisilla alueilla, jotka aivotutkimukseen yhdistettynä tarjoavat kansainvälisestikin ainutlaatuista sisältöä, keskuksen johtaja Tiina Parviainen kertoo.

Ensimmäisissä tutkimusartikkeleissa tarkastellaan muun muassa ihotuntemuksen käsittelyä aivoissa, sekä osoitetaan, miten liiketunnon käsittely vaatii enemmän työtä aivoilta ikääntymisen myötä. Kolmas, psykologian alan artikkeli, puolestaan paljastaa, että masennus muuntaa kasvonilmeiden havaintoa automaattisella tiedonkäsittelyn tasolla.

– MEG-laitteella tehtävää tutkimusta voidaan hyödyntää myös muunlaisissa kysymyksissä, esimerkiksi kun kehitetään terveyttä edistäviä, ennakoivia hoitoja tai sairauden kuntoutusta, tai kun suunnitellaan lapsen kehitystä ja oppimista optimaalisesti tukevia ympäristöjä ja toimintaa. Näiden teemojen tutkimus on yksi Jyväskylän yliopiston vahvuusalueista, mikä näkyy myös yliopiston saamassa tutkimusrahoituksessa, Parviainen kertoo. Seuraavia tuloksia odotetaan nimenomaan kehityksen ja oppimisen tutkimuksista.

Aivotutkimuskeskuksen toimintaperiaatteena on tarjota tutkimusinfrastruktuuri laajalti eri tieteenalojen edustajien käyttöön. MEG-laitetta on jo käytetty noin 30 eri tutkimusprojektissa. Tutkimusten yhteydessä on kehitetty yhteistyössä Aalto-yliopiston kanssa myös uudenlaista mittausvälineistöä erityisesti liiketunnon ja motorisen ohjauksen tutkimukseen, jollaista ei laajamittaisesti ole vielä muualla maailmassa käytössä.

Lisätietoja:

Tiina Parviainen +358 408053533 tiina.m.parviainen@jyu.fi, johtaja, Aivotutkimuskeskus, JY

Piia Astikainen +358 408053480 piia.astikainen@psyka.jyu.fi dosentti, Aktiivinen mieli-ryhmän johtaja, JY

Pekka Hautasaari pekka.t.hautasaari@student.jyu.fi, tohtorikoulutettava, JY

Harri Piitulainen +358 505 680 654 harri.piitulainen@aalto.fi, akatemiatutkija, Aalto-yliopisto ja dosentti, Jyväskylän yliopisto

Lyhyet esittelyt julkaistuista tutkimuksista

Automatic Processing of Changes in Facial Emotions in Dysphoria: A Magnetoencephalography Study.  Xu Q, Ruohonen EM, Ye C, Li X, Kreegipuu K, Stefanics G, Luo W ja Astikainen P.
Frontiers in Human Neuroscience; ilmaiseksi luettavissa osoitteessa: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2018.00186/full

Aiempi tutkimus on osoittanut, että masennus vääristää kasvonilmeiden tietoista havainnointia. Masentuneet tutkittavat esimerkiksi arvioivat neutraalit kasvot kontrollikoehenkilöitä helpommin surullisiksi. Nyt selvitettiin ensimmäistä kertaa kasvojen automaattista havainnointia. Dosentti Piia Astikaisen johtamassa Aktiivinen mieli -tutkimusryhmässä mitattiin aivovasteita magnetoenkefalografia-laitteella (MEG).

Tutkittaville esitettiin näytön reuna-alueilla kasvokuvia, joissa kasvonilme vaihteli samalla kun koehenkilöt tekivät tehtävää, jossa tuli tarkkailla näytön keskiosassa olevia kuvioita.

Aivovasteet osoittivat, että muutoksen havaitseminen kasvonilmeissä oli heikompaa tutkittavilla, jotka kärsivät masennusoireista, kuin ei-masentuneilla kontrollikoehenkilöillä.

Lisäksi havaittiin, että masennusoireisilla tutkittavilla aivovasteet olivat suurempia surullisiin kuin neutraaleihin kasvoihin, kun taas kontrollikoehenkilöillä ei vastaavaa ns. negatiivista vääristymää havaittu. Negatiivinen vääristymä kasvojen havainnossa voi vaikuttaa haitallisesti esimerkiksi sosiaaliseen vuorovaikutukseen. Sen on myös esitetty olevan yksi merkittävä syytekijä masennuksen uusiutumiseen.

Bilateral activations in operculo-insular area show temporal dissociation after peripheral electrical stimulation in healthy adults. Hautasaari P, Saloranta H, Savić AM, Korniloff K, Kujala U ja Tarkka IM
European Journal of Neuroscience, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ejn.13946 

Hautasaari ja tutkimusryhmä tutkivat ihotuntemuksen käsittelyä aivoissa. He havaitsivat eroavaisuuksia aivokuorella siinä, miten aivot käsittelevät kipua aiheuttavaa tai harmitonta käden ärsytystä. Tutkimusmenetelmä mahdollisti operculo-insula aivoalueen tarkan aktivaation ajoittamisen aivopuoliskojen välillä. Tutkimuksesta saatua perustietoa on mahdollista hyödyntää aivoperäisten sairauksien, kipusyndroomien ja liikuntaharjoittelun mahdollisesti aiheuttamia kehon tuntoaistimusten muutoksia tutkittaessa. Tutkimus on osatyö Pekka Hautasaaren väitöskirjasta liikuntalääketieteessä.

Cortical proprioceptive processing is altered by aging. Piitulainen H, Seipäjärvi S, Savela J, Parviainen T ja Walker S.
Frontiers in Aging Neuroscience, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnagi.2018.00147/abstract

Ihmisen liike- ja tuntoaisti heikkenee ikääntymisen myötä. Tämä näkyy mm. liikkumisen ongelmina, kuten heikentyneenä tasapainona. Magnetoenkefalografian avulla osoitettiin, että aivojen tapa käsitellä liiketuntotietoa on erilainen iäkkäämmillä (66–73 vuotiailla) kuin nuoremmilla (18–31-vuotiailla) henkilöillä.

Jalasta tulevan liikeaistinärsykkeen käsittely aivokuorella oli iäkkäämmillä vahvempaa kuin nuoremmilla, eli heidän aivokuorensa työskenteli enemmän käsitelläkseen liikeaistimusta. Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että aivot kompensoivat heikentynyttä ääreistuntoa ja liikeaistia. Kehitettyä mittausmenetelmää voidaan potentiaalisesti käyttää tunnistamaan myös tunto- ja liikejärjestelmän sekä aivojen sairauksia varhaisessa vaiheessa, mutta tämä vaatii vielä laajempia lisätutkimuksia.