Uusi Aalto-professori Riitta Salmelin etsii aivojen omaa “sormenjälkeä”

Professori Riitta Salmelin perustieteiden korkeakoulun neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitokselta on nimitetty Aalto-professoriksi yliopiston lukuvuoden avajaisseremoniassa 5. syyskuuta. Aalto-professorin arvonimi myönnetään professorille, jonka tieteelliset ansiot ovat poikkeuksellisen merkittäviä.

“Yleensä kiitos tulee tutkijalle ennemmin muualta kuin ihan lähipiiristä. Sydäntä lämmitti nyt se, että joku lähempänäkin on ajatellut, että kyllähän minä olen tehnyt ihan hyvää työtä”, Salmelin kuvaa tunnelmiaan hymyillen.

Salmelin on fyysikko, joka pian väitöksensä jälkeen innostui aivojen kuvantamisesta ja jäi sille tielleen. Useita vuosikymmeniä käsittävällä tutkijanurallaan hän on ehtinyt sukeltaa ihmisen mielen syövereihin monenlaisten tavoitteiden siivittämänä, aina kielen käsittelyn ymmärtämisestä muistisairauksien ennaltaehkäisyyn. 

“Kun perusasioista ollaan riittävän varmoja, voidaan avata auki jääneitä kysymyksiä”

Salmelin iloitsee alansa nopeasta edistymisestä. Kun hän itse aloitteli tutkimustaan 1990-luvulla, aivomagneettikäyriä mittaavat MEG-laitteet olivat juuri kehittyneet vaiheeseen, jossa niiden avulla pystyttiin tarkastelemaan yksittäisten aivoalueiden sijaan samalla kertaa koko päätä.

“Ensimmäiset 10 vuotta menevät siihen, että koetetaan päästä kaikesta jyvälle – luotetaanko signaaleihin, näyttääkö laite sen, mitä pitää. Kaikki on upouutta ja kauhean jännittävää, ja on kiire muodostaa kokonaiskuvaa menetelmän tehosta. Silloin matkan varrelle jää myös monia tärkeitä kysymyksiä, joihin ei ehditä paneutua, koska niille ei ole aikaa tai ehkä soveltuvia analyysimenetelmiäkään”, Salmelin kuvaa.

Esimerkkinä hän nostaa esiin kuvantamisessa esiin piirtyvät aivojen yksilötason erot, joihin hänen nykyinen tutkimuksensa pureutuu. Niiden olemassaolo havaittiin toki selvästi jo ensimmäisinä vuosina, mutta tuolloinen tutkimus oli niin vahvasti painottunut ryhmätason ilmiöihin, ettei yksilöllisten piirteiden käsittelyä koettu tiedeyhteisössä tärkeäksi.

“Nyt, kun työtä on tehty 30 vuotta ja tietyistä perusasioista ollaan varmoja, aivokuvantamisyhteisö on valmis ja halukas tarttumaan näihin kysymyksiin.”

Salmelin puhuu aivojen sormenjäljestä, eli aivomagneettikäyrissä havaittavista, yksilölle ominaisista piirteistä. Kollegoineen hän onnistui hiljattain erottamaan yksittäiset ihmiset luotettavasti toisistaan aivokuvantamisen avulla. Tätä menetelmää kehitetään nyt myös kliiniseksi työkaluksi osana projektia, joka pyrkii ennustamaan ihmisten dementiariskiä. Merkittävä löytö onnistui uusien tekoälymenetelmien avulla.

“Koneoppimismalli pystyy huomioimaan monta muuttujaa samaan aikaan; paljon enemmän kuin ihminen, joka valitsee tarkasteluun vaikkapa jonkin taajuuspiikin voimakkuuden. Tämä avaa tutkijoille uuden maailman”, Salmelin hehkuttaa.

Työ jatkuu edelleen, ja Salmelinissa tähän mennessä saavutetut tulokset herättävät kiehtovia kysymyksiä: Jos osa ihmisistä on aivotoiminnaltaan erityisen samankaltaisia, onko myös heidän käytöksessään yhteneväisyyksiä? Näkyisivätkö nämä kokeissa, ja jos niin miten?

Pidemmällä tähtäimellä aivojen sormenjäljestä voisi olla apua esimerkiksi aivoinfarktipotilaan kuntoutuksen suunnittelussa, joka on vaikeaa yksilöllisten erojen vuoksi. Perustutkimuksessa aivojen sormenjäljet voisivat puolestaan auttaa tutkijoita ryhmittelemään tutkittavia aivotoiminnan samankaltaisuuden perusteella ja siten mahdollisesti parantamaan tulosten tarkkuutta. Nykyisin tutkittavia luokitellaan lähinnä melko karkeasti esimerkiksi kätisyyden tai sukupuolen perusteella.

Kovaa työtä ja hidas kotoutuminen Aaltoon

Salmelinin tutkijan ura alkoi Teknillisestä korkeakoulusta (TKK), josta hän väitteli vuonna 1989. Väittelyn jälkeen hän lähti fyysikkona Pariisiin vuoden tutkijatohtoripiipahdukselle, ja palasi sieltä aivotutkijaksi TKK:lle.

“Tein tutkijatohtorivaiheessa aivan valtavasti töitä. Annoin itselleni 2,5 vuotta aikaa onnistua – muuten heitän hanskat tiskiin ja menen oikeisiin töihin. Jakson lopulla saimme sitten Nature-artikkelin. Silloin ajattelin, että jos sain heidät uskomaan, että tiedän jotain tästä asiasta, niin ehkä se tarkoittaa, että voin jatkaa ja oppia tätä ihan oikeasti”, Salmelin hymyilee.

Kova työ maksoi itsensä takaisin, ja julkaisut ja rahoitukset seurasivat toisiaan. Aalto-yliopiston ottaessa ensiaskeliaan Salmelin sai täyden professuurin. Pitkään uusi yliopisto tuntui silti vieraalta. Nyt lopulta Salmelin on huomannut tilanteen muuttuneen.

“Vuosien varrella on käynyt varmaan niin, että Aaltokin on alkanut muuttua minun yliopistokseni.”