Väitös systeemisen neurotieteen alalta, PsM Timo Saarinen

Psykologian maisteri Timo Saarinen väittelee torstaina 28.2.2019 klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulun salissa M1, Otakaari 1, Espoo. Väitöskirjassa "Rhythmic cortical dynamics in production of speech and hand motor sequences" havaittiin rytmisen aivotoiminnan liittyvän ihmiselle ominaisten liikesarjojen organisoimiseen, niiden ajalliseen kulkuun ja kognitiiviseen sisältöön. Rytmistä toimintaa tutkittiin liikkeiden säätelyyn liittyvällä aivokuorella sekä yleisemmin aivoalueiden verkostojen toiminnallisena periaatteena.

Päivittäinen toimintamme rakentuu liikkeille ja niiden sarjoille. Liikesarjoja käytetään muun muassa puheessa kommunikaatioon sekä keinona vaikuttaa ympäristöön esimerkiksi esineitä käsitellessä. Tässä väitöskirjassa tutkittiin ihmisaivojen sähköfysiologista toimintaa ja kysyttiin, miten aivokuorella esiintyvä rytminen toiminta liittyy meille ominaisten liikesarjojen tuottoon. Rytmisellä toiminnalla on hermoviestinnän piirteenä ajateltu olevan keskeinen merkitys hermostollisessa tiedonkäsittelyssä. Aivotoimintaa mitattiin tässä työssä paikallisesti sekä hajautetusti laaja-alaisissa aivoalueiden verkostoissa aivomageettikäyrällä (magnetoenkefalografia, MEG), ja liikkeisiin liittyvää lihassähkökäyrää (elektromyografia, EMG) rekisteröitiin samanaikaisesti.

Puheen tuottoon liittyen havaittiin, että liikeaivokuorelle paikantuva ominaisrytmi käsittelee suunliikkeitä sarjoina, eikä reagoi vain yksitellen etenevään liikkeiden säätelyyn. Lisäksi havaittiin aivokuoren ja suun lihasten toimivan parhaiten yhteen, jos puheliikkeet etenevät kullekin ihmiselle ominaisella liiketahdilla. Rytmiseen toimintaperiaatteeseen perustuvien aivoverkostojen havaittiin muovautuvan joustavasti tehtävätyyppien mukaan ja kytkeytyvän tukemaan esineiden käsittelyä sekä tarvittavaa liikkeen ohjausta ja avaruudellista hahmottamista. Yksittäisten aivoalueiden toiminnan synkronoitumisen havaittiin puolestaan heijastavan käsinkirjoittamisen erilaisia motorisia ja kognitiivisia puolia. Yhdessä tulokset osoittavat, että aivokuoren paikallinen ja hajautettu rytminen toiminta muodostaa tehtäväpiirteille herkän, dynaamisen osan liikesarjojen tuoton hermostollista perustaa. Tulevaisuudessa voidaan selvittää näiden rytmisten mekanismien roolia mm. liikehäiriöistä kärsivillä henkilöillä.

Vastaväittäjä: professori Joachim Gross, University of Münster, Saksa

Kustos: professori Riitta Salmelin, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos 

Elektroninen väitöskirja: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-8416-9