Väitös bioelektroniikan ja laitetekniikan alalta, DI Noora Matilainen

Väitöskirjan nimi: Improved transcranial magnetic stimulation protocols to locate brain activations

Tohtoriopiskelija: Noora Matilainen
Vastaväittäjä: Prof. Dr. Til Ole Bergmann, Johannes Gutenberg University Medical Center, Saksa
Kustos: Prof. Ilkka Laakso, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, sähkötekniikan ja automaation laitos

Aivotoiminnan paikantaminen parannellun TMS:n avulla 

Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) on kajoamaton aivojen stimulaatiomenetelmä, jota käytetään sekä tieteellisessä tutkimuksessa että hoitona esimerkiksi masennukseen, krooniseen kipuun ja neurologisiin sairauksiin. Väitöskirjan tavoitteena on kehittää TMS:n avulla tehtyä yksillöllisten aivoalueiden tarkempaa paikannusta. Tutkimuksessa tunnistetaan TMS-paikannuksen nykyiset menetelmälliset haasteet ja tarjotaan ratkaisuja, jotka parantavat stimulaation tarkkuutta, luotettavuutta ja tehokkuutta, mahdollistaen näin entistä paremmat hoitotulokset ja tutkimustiedon. 

Väitöstyössä esitellyt menetelmät keskittyvät erityisesti TMS:n käyttöön motoristen aivoalueiden tarkassa kartoituksessa. Uusien tekniikoiden, kuten 3D-skannauksen ja sähkökenttämallinnuksen, hyödyntäminen mahdollistaa stimulaation täsmällisemmän ja vaivattomamman kohdentamisen, mikä vähentää virheiden mahdollisuutta ja nopeuttaa toimenpiteitä. Nämä edistysaskeleet ovat erityisen tärkeitä sovelluksissa, joissa tarkkuus on kriittistä, kuten liikeaivokuoren kartoituksessa ennen neurokirurgisia toimenpiteitä. Lisäksi aktiivisten lihasten käyttö liikeaivokuoren stimuloinnissa lyhentää stimulaation kestoa ja vähentää stimulaatiovoimakkuutta, mikä tekee TMS:stä potilasystävällisemmän hoitomuodon. Tutkimus osoittaa myös, että TMS mahdollisesti vaikuttaa aiempaa syvempiin aivorakenteisiin, kuten valkeaan aineeseen, mikä avaa uusia mahdollisuuksia sekä kliinisiin hoitoihin että tieteelliseen tutkimukseen. 

Tutkimustulokset mahdollistavat TMS:n käytön laajentamisen täysin uudenlaisiin sovelluksiin. Lisäksi tulosten perusteella monia nykyisiä TMS-hoitoja ja -tutkimuksia voitaisiin tehostaa ja tarkentaa huomattavasti. Neurologiset sairaudet eivät vaikuta olevan ainakaan vähenemässä, ja ikääntyvä väestö saattaa terveydenhuollon jatkuvasti haastavampaan tilanteeseen. Uusille ja tehokkaammille hoitomuodoille on siis tulevaisuudessa varmasti entistä enemmän tarvetta.

Avainsanat: TMS, transkraniaalinen magneettistimulaatio, liikeaivokuori

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53