Israelilaistutkijat julkaisivat maaliskuussa arvostetussa Science-lehdessä tutkimuksen, jossa näytettiin, miten elokuvan katseleminen heijastuu katsojan aivoissa.
Viisi koehenkilöä istutettiin puoleksi tunniksi tuijottamaan Sergio Leonen maailmankuulua westerniä Hyvät, pahat ja rumat. Henkilöt kytkettiin istunnon ajaksi aivojen kuvantamislaitteeseen, jolla voidaan nähdä millimetrin tarkkuudella, mitkä aivojen osat aktivoituvat tapahtumien pyöriessä koehenkilöiden silmien edessä. Tutkimus oli kokeeseen osallistuneille täysin kivuton ja harmiton.
Akatemiaprofessori Riitta Hari kertoo, että muutokset koehenkilöiden aivojen aktiivisuusalueissa olivat hämmästyttävän samanlaisia. Kun valkokankaalle heijastuivat Clint Eastwoodin ja muiden elokuvan hahmojen kasvot, koehenkilöiden aivoissa aktivoituivat tietyt "kasvoalueet", mutta laajoihin näkymiin he reagoivat "maisema-alueiden" aktivoitumisella.
Samanlainen tutkimuslaite on myös Suomessa Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratorion aivotutkimusyksikössä, jota Riitta Hari johtaa. Kallista laitetta ei kuitenkaan käytetä elokuvien vaikutusten seurantaan vaan sillä tehdään huipputiedettä, jota myös israelilaisten tutkimus palvelee.
Uusilla kuvantamismenetelmillä saadaan aivojen rakenteesta ja toiminnasta entistä tarkempaa tietoa, joka auttaa meitä ymmärtämään, mitä aivoissa tapahtuu, kun ihminen sairastuu esimerkiksi masennukseen, skitsofreniaan tai aivoinfarktiin, ja miten keskushermostoon vaikuttavat lääkkeet toimivat näiden sairauksien hoidossa.
Mitä suurliikemiesten
pääkopassa tapahtuu?
Aivoja ei suotta kutsuta maailman monimutkaisimmaksi tietokoneeksi. Neurotieteiden tutkimus on laajenemassa lääketieteestä ja sosiaalipsykologiasta jopa taloustieteen piiriin, sillä uusilla kuvantamislaitteilla voidaan esimerkiksi nähdä, mitä huippujohtajan pääkopassa tapahtuu, kun hän tekee kauaskantoisia taloudellisia päätöksiä!
Tietokoneella voidaan nyt "leikata" elävän ihmisen aivoista ohuita siivuja ja nähdä tarkasti aivojen eri alueet ja niiden aktivoituminen. Uusilla laitteilla voidaan myös seurata lääkkeen kulkua ja sitoutumista hermosoluihin ja tarkkailla tunnetilojen vaihtelua, kiihtymistä ja ahdistusta, kokeilunhalua ja kenties salamana leimahtavaa rakastumistakin. Laitteilla voidaan tarkkailla, mitä uhkapelurin aivoissa tapahtuu pelin aikana tai miten huumeriippuvuus syntyy.
Professori Eero Castren Helsingin yliopiston neurotieteiden tutkimuskeskuksesta kertoo, että mielen sairauksista on saatu arvokasta uutta tietoa, joka auttaa ymmärtämään sairauksien syntyä ja kehittymistä.
Castrenin mukaan masennukseen, ahdistukseen ja psykooseihin suhtaudutaan väärällä tavalla. "Niitä ei pidetä oikeina sairauksina. Psyykenlääkkeitä pidetään jotenkin pahoina ja ajatellaan, että niistä on päästävä nopeasti eroon. Esimerkiksi verenpainetaudissa ja monissa muissa pitkäaikaissairauksissa lääkehoito voi jatkua useita vuosikymmeniä, eikä sitä pidetä pahana. Keskushermoston lääkkeet eivät vaikuta nopeasti kuten aspiriini. Käytännön kautta on opittu, että psyykenlääkkeitä pitää käyttää pitkään ja että osalla potilaista sairaus voi uusiutua, kun lääkehoito lopetetaan."
Hermosolut keskustelevat
ja kilpailevat keskenään
Riitta Harin ja Eero Castrenin tutkimukset ovat osa Suomen Akatemian valmistelemaa neurotieteiden tutkimusohjelmaa vuosille 2005-2009. Rahoitukseen on tehty 12 miljoonan euron varaus.
Castrenin ryhmä ei pyri kehittämään uusia masennus- ja psykoosilääkkeitä, vaan tutkii jo käytössä olevien lääkkeiden vaikutusmekanismeja, joista tiedetään yllättävän vähän. Samalla kertyy tietoa myös huume- ja lääkeriippuvuuden synnystä. "On asioita jotka ihminen oppii kerrasta, esimerkiksi mitä tapahtuu jos astuu käärmeen päälle. On mahdollista, että huumeet iskevät tähän aivojen oppimissysteemiin ja kaappaavat sen käyttöönsä", Eero Castren kuvailee.
Hänen ryhmänsä tutkii neurotropiineiksi kutsuttuja hermoston vaikuttaja-aineita. On ajateltu, että mielialalääkkeet lisäävät neurotropiinien vapautumista ja sitä kautta lievittävät masennusta. Mekanismi on kuitenkin osoittautunut sitä monimutkaisemmaksi, mitä syvemmälle aivojen saloihin tutkijat ovat päässeet.
Eero Castrenin mukaan hermosoluja tuotetaan paljon enemmän kuin on tarpeen. Solut "keskustelevat" ja kilpailevat keskenään kohdesolujensa tuottamasta kasvutekijästä, jota ilman ne eivät voi elää.
Hermosolut muodostavat verkostoja ja kommunikoivat synapsien välityksellä. Synaptisten yhteyksien tiheys on suurin alle yksivuotiailla lapsilla, mutta varttuneenkin ihmisen aivoissa käy kovempi kihinä kuin on konsanaan tiedetty.
Ei riitä, että hermosoluja tuotetaan paljon. Niille pitää myös opettaa, mitä niiden pitää tehdä. Jos pitkä hermorata pimahtaa poikki, seurauksena on halvaus tai muu vaikea aivoperäinen sairaus. Maailmalla yritetään kehittää kuumeisesti lääkkeitä, joilla katkenneen hermoradan päät saataisiin kasvamaan uudelleen yhteen.
Viime vuosikymmenellä tiedemiehet oppivat tuntemaan apoptoosiksi kutsutun ilmiön. Se tarkoittaa ohjelmoitua solukuolemaa, solun itsemurhaa. Tutkijat otaksuivat, että jos opitaan estämään apoptoosi lääkkeillä tai muilla keinoin, voidaan myös estää tai rajoittaa aivovaurion syntyminen aivoinfarktin yhteydessä. "Nyt ajatellaan, että solukuoleman estäminen voi olla hyödytöntä. Ei kannata säästää sellaisia hermosoluja, joilla ei ole mitään yhteyksiä. Ne joutavat kuolla."
Kuntoutus on
aivojumppaa
Eero Castren kertoo, että uusimmat tutkimukset painottavat entisestään aktiivisen kuntoutuksen merkitystä aivoinfarktin tai muun äkillisen vaurion jälkeen. Kuntoutus pitää aloittaa mahdollisimman nopeasti, ennen kuin vaurioitunut hermorata ehtii arpeutua. Tutkijat puhuvat terapeuttisesti ikkunasta, joka on auki viikon tai kaksi.
Mutta kuntoutus ei ole hyödytöntä, vaikka ikkuna olisi jo sulkeutunut ja hermorataan olisi muodostunut arpi. Potilaan tehokas kuntouttaminen voi olla keino opettaa uusille, ummikoille hermosoluille, mitä niiden pitää tehdä.
Toistaiseksi se on ainoa tunnettu keino. Mutta neurotropiinien kautta vaikuttavilla mielialalääkkeillä voi olla myös sellaisia hyötyvaikutuksia, joita ei vielä ole hoksattu.
Masennuslääkkeillä saattaa olla myös hermokudoksia suojaavia ominaisuuksia. "Lääkkeitä käytetään paljon, mutta ei ole tullut mieleen, että aivovammapotilaalla mielialalääkitys voi vaikuttaa myös aivovamman paranemiseen", Eero Castren kertoo.
Katkenneiden hermoratojen liittäminen uudelleen yhteen on vaikeaa muun muassa siksi, että pitkät hermoradat sijaitsevat aivojen valkeassa aineessa, jossa on paljon hermosoluja eliminoivaa Nogo-molekyyliä.
Kun hermosolu yrittää sitoutua kohdesoluunsa saadakseen elintärkeää kasvutekijää, Nogo-molekyyli häätää sen tiehensä. Molekyylin signaali on selkeä: No go! Häivy! Tänne ei ole asiaa.
Professori Heikki Rauvala neurotieteiden keskuksesta kertoo, että Yhdysvalloissa on jo eläinkokeissa tiputettu rottien aivoihin Nogo-molekyyliä neutraloivaa ainetta. "Rotilla kokeissa on jo jossain määrin onnistuttu, mutta ihmisillä niitä ei ole tehty."
Ihmisillä on sen sijaan saatu alustavia tuloksia pikkuruisista aivoimplanteista, joilla on onnistuttu stimuloimaan halvausoireista kärsivien potilaiden hermoratoja. Rauvala ennusti, että implanteista voi tulevaisuudessa kehittyä uusia menetelmiä aivovaurioiden hoitoon.
Nogo-molekyylin merkitystä ei vielä tarkoin tunneta. Rauvalan mukaan se ei kuitenkaan liene mikään turha häirikkö, vaan sillä on todennäköisesti tärkeä tasapainottava ja hermojärjestelmää koossa pitävä merkitys, muuten solut voisivat kasvaa hallitsemattomasti ja aivoista tulisi tippaleipää.