Samu Taulu kehittää uuden sukupolven aivomittauksia

Mitä tutkit? 

Tutkin aivojen toimintaa sähkömagneettisten kenttien avulla. Aivotoimintamme perustuu heikkoihin sähkövirtoihin aivokudoksessa. Näin syntyviä magneettikenttiä ja sähkökentän potentiaalia voidaan mitata ja siten seurata, mitä aivojen eri osissa tapahtuu. 

Kehitän mittaus- ja analyysimenetelmiä, joilla aivojen sähkömagneettisista kentistä voidaan saada mahdollisimman paljon luotettavaa tietoa esimerkiksi aivotutkijoiden ja neurologien käyttöön. Suunnittelen myös aivojen signaaleita mittaavien laitteiden geometriaa ja anturien sijoittelua, niin että ne havaitsevat olennaisen informaation mahdollisimman tehokkaasti. Lisäksi kehitän laskennallisia menetelmiä signaalien häiriöiden ja vääristymien poistamiseen.   

Yksi tärkeä tutkimuskohteeni on ollut pienten lasten aivotoiminnan mittaaminen magnetoenkefalografialla eli MEG:llä. Lapset liikkuvat mittausten aikana, ja hereillä olevien pikkulasten mittauksia pidettiin vielä parikymmentä vuotta sitten lähes mahdottomana. Washingtonin yliopistossa kehitimme pienten lasten MEG-tutkimusohjelman, joka koostui uudenlaisista mittausasetelmista sekä laskenta- ja analyysimenetelmistä. Mittauksesta tuli aiempaa tehokkaampaa, ja lapsen liikkeiden vaikutukset voitiin korjata tuloksista. Nykyään kehittämämme menetelmä pikkulasten MEG-mittauksiin on avoimesti saatavilla.  

Missä ja mihin tutkimuksesi vaikuttaa? 

Tutkimukseni rakentaa ymmärrystä aivojen normaalista toiminnasta ja kehityksestä. Näin myös neurologisia sairauksia ja häiriöitä voidaan tulevaisuudessa tutkia ja ymmärtää entistä tarkemmin.  

MEG-mittausten avulla voidaan paikantaa esimerkiksi epileptisten kohtausten alkuperää. Siitä on apua neurologeille ja kirurgeille, kun he suunnittelevat leikkaushoitoa. MEG:tä hyödynnetään myös Parkinsonin taudin tutkimuksessa. Se voi auttaa ymmärtämään myös esimerkiksi Alzheimerin taudin ja autismin mekanismeja. 

Mikä on alallasi erityisen kiinnostavaa juuri nyt? 

Tällä hetkellä kiinnostavia ovat erityisesti optisesti pumpatut magnetometrit eli OPM-anturit. Ne voivat tehdä MEG-mittauksista nykyistä kevyempiä ja joustavampia.  

Perinteinen MEG-mittaus tehdään suojatussa mittaushuoneessa raskaalla laitteistolla. Uusien antureiden avulla mittauksia voisi tulevaisuudessa tehdä luonnollisemmissa tilanteissa, esimerkiksi sosiaalisen vuorovaikutuksen aikana. Tämä voisi parantaa sekä mittausten luonnollisuutta että aivotoiminnan paikantamisen tarkkuutta. 

Erityisen tärkeää tämä on silloin, kun tutkitaan lapsia. Tähän asti pienten lasten aivojen alati muuttuvien hermoverkkojen luotettava tutkiminen on ollut erittäin haastavaa. Uusien tekniikoiden avulla voidaan ehkä tulevaisuudessa tutkia tarkemmin, miten lasten aivot toimivat kokonaisuutena luonnollisissa tilanteissa. 

Opiskelit Teknillisessä korkeakoulussa. Miltä tuntuu palata Otaniemeen? 

Olin pesunkestävä fyysikko, kun pääsin 1990-luvun lopulla kesäteekkariksi Kylmälaboratorioon. Siellä tutustuin MEG-teknologiaan, ja aivotutkimus tuntui luontevalta mahdollisuudelta hyödyntää fysiikkaa laajemmin. Päädyin MEG-laitteita valmistavaan yritykseen, kunnes lähdin Washingtonin yliopistoon lähes 12 vuodeksi.  

Aalto-yliopistossa odotan yhteistyötä eri tutkimusryhmien kanssa esimerkiksi neurostimulaation, biofysiikan ja ultraäänitutkimuksen parissa. Aaltoon on erityisen hyvä palata, koska neurotieteissä ja siihen liittyvässä teknologiassa Aalto on maailman parhaita paikkoja tehdä tutkimusta. Täällä on vahvat resurssit ja maailmanluokan osaaminen. 

Kuka? 

• Samu Taulu aloitti neurostimulaation ja neurokuvantamisen professorina (associate professor) Aalto-yliopiston neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella elokuussa 2026. 
• Vuosina 2014–2026 Taulu työskenteli Washingtonin yliopistossa, jossa hän toimi fysiikan professorina (associate professor) ja johti I-LABS MEG Brain Imaging Center -aivokuvantamiskeskusta. 

Samu Taulu pitää tervetuliausluennon osana Aalto-yliopiston perinteistä Installation talks -tapahtumaa 28. lokakuuta. Yleistajuisia luentoja voi seurata paikan päällä tai tallenteena. Tutustu ohjelmaan ja tule mukaan!