Tutkimus: Sikeästi nukuttu yö ja kova treeni näkyivät aivoissa jopa kahden viikon päästä

Aalto-yliopiston ja Oulun yliopiston tutkijat seurasivat yhden ihmisen arkea viiden kuukauden ajan aivokuvausten, puettavien älylaitteiden sekä älypuhelintietojen avulla. Tutkimus oli osa Aalto-yliopiston tutkija Ana Trianan väitöskirjatyötä. Triana oli samalla oman tutkimuksensa kohde.

“Halusimme tutkimuksessa tarkastella yksittäisiä tapahtumia pidempää ajanjaksoa. Ympäristö ja kokemukset muokkaavat käyttäytymistä ja mielentilaa jatkuvasti. Tiedämme kuitenkin vain vähän siitä, miten monimutkaisten aivoverkostojen toiminnalliset yhteydet reagoivat ympäristön, fysiologian ja käyttäytymisen muutoksiin päivien tai kuukausien aikana”, Triana kuvailee.

Tutkimuksessa havaittiin, että aivot eivät reagoi jokapäiväiseen elämään vain välittöminä, yksittäisiin tilanteisiin yhteydessä olevina sykäyksinä. Sen sijaan aivotoiminta heijastelee unirytmiä, fyysistä aktiivisuutta, mieliala ja hengitystaajuutta vielä useiden päivien ajan. Niinpä viime viikolla tehty treeni tai levottomasti nukuttu yö voi yhä tälläkin viikolla vaikuttaa aivoihin ja siten myös tarkkaavaisuuteen, ajatteluun ja muistiin.

Tutkimus paljasti myös vahvan yhteyden sydämen sykevälivaihtelun ja aivojen kytkeytyvyyden välillä, etenkin levon aikana. Tämä viittaa siihen, että kehoa rentouttavat keinot, kuten esimerkiksi erilaiset stressinhallintatekniikat, saattavat ohjata aivoalueiden kytkeytymistä toisiinsa silloinkin, kun ihminen ei aktiivisesti keskity johonkin tehtävään.

Fyysisen aktiivisuuden havaittiin myös vaikuttavan myönteisesti aivojen eri alueiden keskinäiseen vuorovaikutukseen. Tämä saattaa taas vaikuttaa esimerkiksi muistiin ja kognitiiviseen joustavuuteen, eli kykyyn muunnella omaa ajattelua ja toimintaa ympäristön ja tilanteen mukaan.

Tutkijat havaitsivat aivotoiminnassa kaksi erilaista vastemallia: lyhytaikaisen, alle seitsemän päivää kestävän aallon, ja toisaalta pitkäaikaisen, jopa viidentoista päivän mittaisen aallon. Ensin mainittu kuvastaa nopeaa sopeutumista kuten sitä, miten aivot palautuvat nopeahkosti huonon unen vaikutuksista keskittymiseen. Pitkäaikainen aalto viittaa asteittaisiin ja kestävämpiin vaikutuksiin erityisesti tarkkaavaisuuteen ja muistiin liittyvillä alueilla.

Askel kohti yksilöllistä mielenterveyshoitoa

Tutkimus on poikkeuksellinen, sillä aivotutkimuksessa ei yleensä seurata koehenkilöä päivien tai viikkojen ajan. Kahdesti viikossa tehtävistä aivokuvantamismittauksista sekä älylaitteista saatuja tietoja täydennettiin mielialakyselyiden tuloksilla. 

”Puettavan teknologian käyttö oli tutkimuksessa ratkaisevan tärkeää. Aivoskannaukset ovat hyödyllisiä, mutta puolen tunnin tilannekuva paikallaan makaavasta henkilöstä kertoo vain vähän. Aivot eivät toimi eristyksissä”, Triana sanoo.

Tutkijat toivovat, että tällainen innovatiivinen lähestymistapa inspiroi tulevia tutkimuksia. Kun aivoista saatuja tietoja yhdistetään arkielämään, esimerkiksi mielenterveyshoitoa voidaan yksilöllistää.

”Meidän on tuotava arkielämän tietoja laboratorioon, jotta saamme kokonaiskuvan siitä, miten tottumuksemme muokkaavat aivoja. Lähestymistapamme auttaa ymmärtämään aivojen toimintaa hyvin hienovaraisesti ”, sanoo neurotieteen tutkija Nick Hayward.

Tutkimuksesta voi olla jatkossa hyötyä myös potilastutkimuksessa. Aivojen toiminnallisten muutosten reaaliaikainen seuranta voi auttaa havaitsemaan erilaisten neurologisten häiriöiden hienovaraisia merkkejä jo varhaisessa vaiheessa.

”Aivotoiminnan seurannan yhdistäminen muihin fysiologisiin ja ympäristöä kartoittaviin tietoihin voisi mullistaa yksilöllisen terveydenhuollon ja avata mahdollisuuksia varhaisemmalle puuttumiselle ja paremmille tuloksille esimerkiksi mielenterveysongelmien hoidossa”, Triana sanoo.

Tulokset julkaistaan PLOS Biology -lehdessä 8. lokakuuta.

Nick Haywardin tavoittaa osoitteesta nick.hayward@aalto.fi