Masennusta sairastaa Maailman terveysjärjestö WHO:n mukaan yli 300 miljoonaa ihmistä eli noin neljä prosenttia maailman väestöstä. Laskutavat ja diagnoosit vaihtelevat maiden välillä, mutta yhteistä on taudin viheliäinen luonne. Joskus masennus talttuu itsekseen tai terapian avulla, monesti vasta lääkkeillä.
Aina ensimmäinen lääke ei pure vaikeaan masennukseen, eikä toinenkaan. Kokeillaan kenties lisää, mutta todennäköisyys onnistua laskee kerta kerralta.
Suomessa Käypä hoito -suosituksen mukaan masennus katsotaan lääkeresistentiksi, jos kaksi peräkkäistä lääkehoitokokeilua ei tehoa riittävästi. Tarjolle tulee muun muassa magneettistimulaatio- eli TMS-hoito.
”Karkeasti voi sanoa, että noin puolella TMS-hoitoa saaneista potilaista masennusoireet putoavat alle puoleen. Ja jopa noin 20 prosenttia hoitoa saaneista voi saavuttaa remission, siis tilan, jossa sairauden kriteerit eivät enää täyty”, sanoo Aalto-yliopiston tutkijatohtori, lääkäri Juha Gogulski. Tämä koskee siis sellaisia potilaita, joille lääkehoito ei ole tehonnut.
Viime vuosien tilastot osoittavat, että lääkeresistenttiä masennusta sairastaa vuoden aikana yli 10 000, kenties jopa 20 000 suomalaista. Terveydenhuollon palveluvalikoimaneuvoston mukaan TMS-hoitoa sai vuonna 2022 alle 800 henkilöä.
Kuinka kummassa TMS-hoitoa ei saa useampi masentunut?
”TMS-hoito vaatii laitteita ja henkilöstöä, kun taas lääkehoito on edullista toteuttaa.”
Gogulski uskoo, että TMS-hoidolla voisi olla mahdollista säästää työkyvyttömyydestä aiheutuvissa kustannuksissa.
Taloudellisen yhteistyön ja kehityksen järjestö OECD arvioi, että masennus aiheuttaa EU:ssa vuosittain pitkästi yli 100 miljardin euron menetyksen taloudellisessa tuotannossa. Tässä mittaluokassa pienikin parannus hoidon saatavuudessa ja hoitotuloksissa voisi tuottaa merkittävän taloudellisen hyödyn, puhumattakaan elämänlaadun kohentumisesta.
Nämä laskelmat eivät ole kuitenkaan Gogulskin työtä. Hänen työnään on kehittää ominaisuuksia, joilla TMS-menetelmä saadaan tuottamaan yhä parempia hoitotuloksia nykyistä helpommin ja nopeammin. Näin hoidon kustannuksetkin voisivat laskea ja saatavuus parantua.
Kaksi tavoitetta nousee yli muiden ja kietoutuu toisiinsa: yksilöllinen hoito ja automaatio. Niihin tähtää toistakymmentä tutkijaa Aalto-yliopiston TMS-tutkimusryhmässä neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella.
Potilaan näkökulmasta TMS-hoito on suorastaan yksinkertaista. Hän istahtaa hoitotuoliin muutamaksi minuutiksi peräkkäisinä arkipäivinä neljän viikon ajan.
”Hoidon aikana päänahassa tuntuu pieniä napautuksia, ja hoidon jälkeen voi tulla päänsärky, joka menee saman päivän aikana ohi”, Gogulski kertoo. Ero toiseen tehokkaaseen aivostimulaatiohoitoon, sähköhoitoon, on hänen mukaansa merkittävä. Sähköhoidossa potilaalle annetaan kevyt nukutus ja sähkövirralla aiheutetaan kouristus, josta voi seurata muistihäiriöitä.
TMS-hoidon teknologinen perusta on luotu jo nelisenkymmentä vuotta sitten. Pään pintaan asetetaan stimulaatiokela eli magneettikela, joka tuottaa lyhyen TMS-pulssin eli nopeasti muuttuvan magneettikentän. Magneettikenttä läpäisee kallon ja saa aikaan heikon sähkövirran aivokuorella. Sähkövirta aktivoi neuroneja eli aivojen hermosoluja.
Mitä neuronien kutittelusta seuraa, riippuu ennen kaikkea siitä, missä ne sijaitsevat. Jos TMS-laitetta käytetään esimerkiksi liikeaivokuoren kartoittamiseen, stimulaatio kohdistetaan esimerkiksi kättä ohjaavalle alueelle, ja käsi nytkähtää. Liikeaivokuori voi olla kohteena myös silloin, kun TMS-laitteella hoidetaan hermovauriokipua.
Masennuksen hoidossa tähdätään otsalohkoon. Tavoitteena on, että tiheästi toistuvat TMS-pulssit aktivoivat tai muuttavat hermoverkostojen toimintaa alueilla, jotka osallistuvat mielialan säätelyyn. Mitä nämä alueet aivan tarkalleen ovat, on edelleen yksi tutkijoiden ykköskysymyksistä.
”Parhaita tuloksia on saatu, kun masennuksen TMS-hoito on kohdistettu otsalohkon sellaiselle alueelle, josta on toiminnallinen yhteys syvemmällä aivoissa sijaitsevaan pihtipoimuun.”
TMS-stimulaation kohdetta etsitään tyypillisesti kahdella eri tavalla. Joissain sairaaloissa potilaan aivoista otetaan magneettikuvat, joiden avulla navigaatio-ohjelmisto auttaa löytämään halutun paikan stimulaatiokelalle. Joissain sairaaloissa tartutaan mittanauhaan. Olennaisia mittoja ovat päänympärys ja korvien välinen etäisyys.
”Niin hullulta kuin se kuulostaakin nykyaikana, myös mittanauhalla on saatu ja saadaan yhä hyviä hoitotuloksia”, Gogulski toteaa. Parantamisen varaa kuitenkin jää myös navigoituun menetelmään ja jopa niin paljon, että Aalto-yliopiston väitöskirjatutkija Ida Granö kollegoineen tutkii stimulaation automaattista kohdentamista päätoimisesti.
Ihmisten aivot eroavat toisistaan anatomialtaan, ja ne myös reagoivat TMS-stimulaatioon eri tavoin, Granö sanoo.
Granö hyödyntää tutkimuksissaan ohutta myssyä, jonka elektrodit mittaavat koehenkilön aivosähkökäyrää eli EEG:tä.
Kun TMS-pulssi annetaan myssyn päältä, saadaan tietää sen aivovaste eli se, millä tavoin ja miten voimakkaasti aivot reagoivat pulssiin. Tosin EEG nappaa myös paljon häiriöitä.
”TMS-pulssi itsessään synnyttää ison piikin aivosähkökäyrään, ja se aktivoi myös pään lihaksia, mikä jättää jälkensä aivosähkökäyrään. Jopa silmien räpyttely vaikuttaa. On siis löydettävä olennainen vaste häiriöiden joukosta”, Granö selittää.
Tavoitteena on, että TMS-pulssin paikkaa, suuntaa, voimakkuutta ja ajoitusta voitaisiin säätää automaattisesti yksilöllisen aivovasteen perusteella hoidon aikana. Tähän tarvitaan algoritmeja, joiden kehittäminen vaatii mittausdatan ohella koodin kirjoittamista.
Granölle mittaamisen, analysoinnin ja koodaamisen yhdistelmä on tuttu jo opintojen alkuvuosilta. Hän opiskeli Aalto-yliopistossa bioinformaatioteknologiaa, hakeutui kandiopintojensa aikana tutkimusapulaiseksi TMS-tutkimusryhmään ja jäi sille tielle.
Samoihin aikoihin, vuonna 2019, kymmenen miljoonan euron EU-rahoitteinen hanke kokosi TMS-menetelmän ääreen kymmeniä tutkijoita Suomessa, Italiassa ja Saksassa. Suomessa HUSin BioMag-laboratorio linkitti Aallonkin tutkimustyön potilastyöhön.
Aallossa TMS-menetelmä yhdistää muun muassa fysiikan, elektroniikan, tilastotieteen ja matematiikan taitajia. Joukossa on lisäksi neuro- ja kognitiotieteiden sekä lääketieteen tutkijoita. Myös Granö on opiskellut neurotieteitä.
TMS-mittausten tekeminen vaatii tutkijoilta taitoa ja tarkkuutta – sekä koehenkilöitä. Niitä ei tarvitse hakea kaukaa.
”Minä olen kyllä aika hankala tutkimuskohde, koska aivoni ovat kauempana päänahasta. Tarvitaan aina todella voimakas stimulaatio. Magneettikuvastani näkee, että siellä on paljon tyhjää tilaa”, sanoo Victor Souza naurunsa keskeltä.
Oman pään anatomia ja TMS-menetelmä tulivat Souzalle tutuiksi jo nuorena lääketieteellisen fysiikan opiskelijana São Paulon yliopistossa Brasiliassa. Suomeen hänet houkutteli professori Risto Ilmoniemen maine maailman TMS-piireissä, ja reilu kahdeksan vuotta sitten hän aloitti tutkijatohtorina Aallon TMS-työryhmässä. Mukanaan hän toi kehittämänsä navigaatio-ohjelmiston, jota ryhmä käyttää edelleen stimulaatiokelan kohdentamiseen.
Souzan tutkimus- ja kehityskohteena Aallossa on ollut alusta asti uuden sukupolven TMS-laite, jossa on viisi kelaa päällekkäin ja limittäin. Osa kollegoista aloitti työskentelyn laitteen parissa jo 15 vuotta sitten.
”Aallossa kehitetty laite on ainoa monikelalaite maailmassa, jonka on jo osoitettu toimivan aivojen kartoittamisessa ja vaativassa neurofysiologisessa tutkimuksessa. TMS-hoidossa käytettävät kaupalliset laitteet ovat edelleen pääsääntöisesti yksikelaisia”, Souza sanoo.
Kun käytössä on Granön ja hänen kollegoidensa kehittämä algoritmi, monikelainen TMS-laite voi vaihtaa pulssien paikkaa automaattisesti ilman, että laitetta täytyy siirtää. Tosin robottikäden avulla laitetta voi myös siirtää äärimmäisen tarkasti.
Souzan mukaan laitteen kaupallinen versio on valmis markkinoille vuonna 2027, ja sinne sitä vie vuonna 2025 perustettu startup Cortisys Oy. Souza on yhtiön teknologiajohtaja ja yksi neljästä perustajasta.
TMS-menetelmää on käytetty erityisesti aivojen kartoittamiseen sekä hermovauriokivun ja masennuksen hoitoon, mutta tutkijat kehittävät parhaillaan sen käyttöä myös monien muiden psykiatristen häiriöiden hoitoon aina muistihäiriöistä pakko-oireiseen häiriöön.
Cortisys aikoo Souzan mukaan aloittaa masennuksen hoidosta ja edetä ensin sille markkina-alueelle, jolla laitteen viranomaishyväksyntä valmistuu nopeimmin. Vaihtoehtoina ovat Yhdysvallat ja Eurooppa. Laitteen valtteja ovat helppokäyttöisyys ja nopeus.
Souza visioi tulevaisuutta, jossa yksi käyttäjä hoitaa useita potilaita samanaikaisesti ja hoitoa on tarjolla kaikkialla, missä potilaat saavat mielenterveyspalveluita.
”Silloin TMS-hoito voisi olla myös ensisijainen masennuksen hoitomuoto sen sijaan, että siihen turvauduttaisiin vasta, kun muut hoidot ovat osoittautuneet tehottomiksi”, Souza sanoo.
Myös Gogulski uskoo, että monikelaisen TMS-laitteen ensimmäinen hyöty on automaation tarjoamassa helppoudessa ja nopeudessa.
”Aika näyttää, kuinka paljon hoidon yksilöllistäminen voi myös parantaa hoidon tehoa”, Gogulski sanoo. Hän muistuttaa, että jokainen kehitysaskel vaatii valtavasti pitkäjänteistä perustutkimusta.
”On hyvä, että pääsen tekemään myös vähän käytännön TMS-hoitotyötä yksityisellä sektorilla. Näin en ihan uppoa tieteelliseen kaninkoloon”, Gogulski naurahtaa. TMS-hoitotyötä hän teki myös erikoistuessaan kliiniseen neurofysiologiaan HUSissa. Erikoistuminen jäi tauolle, kun TMS-tutkimus vei pariksi vuodeksi Stanfordin yliopistoon ja sieltä Aaltoon.
Gogulski tutkii muun muassa biomarkkereita, jotka ovat eräänlainen jatke Granön ja TMS-ryhmän johtajan, dosentti Pantelis Lioumisin uraauurtaville tutkimuksille. Kun Granö pyrkii kohdentamaan seuraavaa TMS-pulssia aivovasteen avulla, Gogulski pyrkii tulkitsemaan, mitä aivovaste kertoo hoidon vaikutuksesta. Hän puhuu vasteesta biomarkkerina. Muita biomarkkereita hänelle ovat esimerkiksi psykologiset ja psykofysiologiset havainnot, jotka voisivat paljastaa hoidon vaikutuksen hoitokertojen välissä jo ennen kuin muutos näkyy masennusoireissa.
”Algoritmien ja hoitoprotokollien kehittäminen jatkuu luonnollisesti vuosia samaan aikaan, kun uusi laite on jo käytössä. Ja toki laitettakin kehitetään. Nyt viisikelainen stimulaatiokela on kuin suuri lautanen. Tulevaisuudessa se saattaa kattaa koko pään kuin kypärä. Silloin voidaan hoitaa mitä vain osaa aivoista”, Souza sanoo.
Teksti: Marianna Salin
Kuvat: Matti Ahlgren ja Mikko Raskinen / Aalto-yliopisto
Kun algoritmi ottaa ohjat, aivojen magneettistimulaatiosta tulee nopeampaa ja tehokkaampaa. Menetelmä tuo uusia mahdollisuuksia muun muassa vakavan masennuksen ja kivun hoitoon.
Tutkimme ihmisaivojen, -mielen ja -elimistön dynaamisia toimintoja.
