Väitös lääketieteellisen tekniikan alalta, DI Julia Jaatela

Väitöskirjan nimi: Investigating the white matter structure of the sensorimotor system in children with cerebral palsy

Tohtoriopiskelija: Julia Jaatela
Vastaväittäjä: Prof. Christos Papadelis, University of Texas at Arlington, Yhdysvallat
Kustos: Prof. Lauri Parkkonen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos

CP-vamma on seurausta kehittyvissä aivoissa tapahtuneesta varhaisesta poikkeamasta tai vauriosta, ja se ilmenee liikkeiden hallinnan, lihasten koordinaation ja tasapainon haasteina. Hemiplegisessä CP-vammassa tunto- ja liikeaistin ongelmat painottuvat kehon toiselle puolelle, kun taas diplegisessä CP-vammassa haasteet liittyvät pääosin alaraajoihin. Sekä aivovaurio että oirekuva ovat kuitenkin aina yksilöllisiä, eikä aivojen rakenteen yhteyttä heikentyneeseen toimintakykyyn vielä täysin ymmärretä. 

On havaittu, että CP-vammaan liittyy muutoksia aivojen valkean aineen rakenteessa. Tämä osa aivoista koostuu hermosolujen pitkistä viejähaarakkeista, jotka kimppuina muodostavat ratoja eri aivoalueiden välillä mahdollistaen näiden välisen tehokkaan viestinnän. Valkean aineen ratoja voidaan tutkia hyödyntäen diffuusiopainotettua magneettikuvantamista, jolloin saadaan tietoa hermosolukimppujen järjestäytymistä kyseisellä aivoradalla. Näin on mahdollista havaita pieniä rakennemuutoksia, jotka eivät ilmene perinteisessä magneettikuvassa. 

Tässä väitöskirjassa keskityttiin kahden aivoradan tutkimiseen. Aivokurkiainen on suurin valkean aineen rata, joka yhdistää oikean ja vasemman aivopuoliskon toisiinsa, kun taas talamokortikaalirata välittää kehosta saapuvia tuntoaistimuksia aivokuorelle. Tutkimuksessa näitä aivoratoja verrattiin ensimmäistä kertaa hemiplegisen ja diplegisen CP-vamman välillä. Lisäksi esiteltiin uusi menetelmä, jolla voitiin erotella toisistaan ylä- ja alaraajoista saapuvista sensorisista viesteistä vastaavat radat. Tulokset osoittivat, että tutkittujen ratojen rakenne oli muuttunut molemmilla CP-ryhmillä. Hemiplegisessä CP-vammassa nämä valkean aineen muutokset olivat pääosin suurempia ja paikallisempia verrattuna diplegiseen CP-vammaan. Vaikka tutkittujen ratojen muutokset korreloivat jossain määrin motorisen toimintakyvyn kanssa, yhteydet olivat heikkoja, mikä korostaa aivojen rakenteen ja toiminnan välisen yhteyden monimutkaisuutta. 

Väitöskirja tuo merkittävää lisätietoa CP-vamman aivoperustasta ja antaa lisäksi tärkeää tietoa tyypillisesti kehittyneiden lasten tunto- ja liikeaistista vastaavien rakenteiden järjestäytymisestä. Tutkimuksessa esitellyt kuvantamismenetelmät voivat tulevaisuudessa parantaa CP-vamman yksilöllistä diagnosointia sekä kohdentaa ja ohjata kuntoutusta. Lisäksi CP-vamman tutkiminen antaa tärkeää tietoa aivojen kyvystä kehittyä ja muovautua aivovaurion jälkeen.

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

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52