Tutkijat kertovat | 03/10/2016

Sähkövirta herkistää aivot oppimaan

LT, dosentti Soili Lehto tutkii uusia aivojen sähköstimulaatiomenetelmiä. Niillä on saatu lupaavia tuloksia älyllisen suorituskyvyn parantamisessa sekä masennus- ja aivohalvauspotilaiden kuntoutuksessa.

Dosentti Soili Lehto tutkii heikkoa sähkövirtaa hyödyntäviä uusia aivojen stimulaatiomenetelmiä, joilla on saatu lupaavia tuloksia muun muassa älyllisen suorituskyvyn parantamisessa ja masennuspotilaiden hoidossa. Menetelmissä potilaalle annetaan pieniä määriä sähköä päänahan pinnalta elektrodien kautta.

Heikko sähkövirta ei aiheuta suoraan aivoissa hermoimpulssia, mutta muuttaa aivokuoren hermosolujen laukeamiskynnystä. Tämä vaikuttaa kyseisten aivoalueiden herkkyyteen reagoida saapuvaan informaatioon.

– Se lisää aivojen plastisuutta eli muovautuvuutta, selittää Lehto.

Kun aivojen muovautuvuus paranee, uusien asioiden oppiminen helpottuu. Tämä selittänee aiemmissa tutkimuksissa havaitut hyödyt esimerkiksi aivohalvausten kuntouttamisessa.

Menetelmien tarkkoja vaikutusmekanismeja ei kuitenkaan vielä tunneta kovin hyvin. On myös epäselvää, mikä olisi paras tapa käyttää menetelmiä erilaisissa psykiatrisissa sairauksissa. Näitä asioita Lehto tutkimusryhmineen selvittää.

– Tavoitteeni on, että ymmärtäisimme paremmin näiden menetelmien vaikutusmekanismeja ja voisimme kehittää parempia hoitoja.

Hienovarainen menetelmä

Heikkoa sähkövirtaa hyödyntäviä aivojen stimulaatiomenetelmiä ovat muun muassa aivojen tasavirtastimulaatio (tDCS), vaihtovirtastimulaatio (tACS) ja satunnaiskohinastimulaatio (tRNS).

Menetelmien etuna masennuksen hoidossa yleistyvään magneettistimulaatioon (TMS) verrattuna on, että laitteet ovat huomattavasti pienempiä, edullisempia ja helppokäyttöisempiä. TMS-laitteisto maksaa kymmeniätuhansia euroja, mutta sähköstimulaattori maksaa halvimmillaan muutaman sata euroa.

Matalaan virtaan perustuvaa sähköstimulaatiota ei pidä sekoittaa aivojen sähköhoitoon (ECT), jota myös käytetään masennuksen hoidossa. Siinä käytettävät sähkömäärät ovat huomattavasti isompia. Sähköhoidossa virta suuruudeltaan 800-900 milliampeeria, stimulaatiohoidossa vain 1-2 milliampeeria.

– Matalaan virtaan perustuva sähköstimulaatio on hienovaraisempi menetelmä. Samaa menetelmää voidaan käyttää sekä herkistämään että hillitsemään tiettyjen aivoalueiden toimintaa.

Lehdon mukaan nykymuotoiset heikkoon sähkövirtaan perustuvat hoidot ovat melko uusi tutkimusala ja menetelmät ovat toistaiseksi tutkimus- ja koekäytössä. Hän itse kiinnostui niistä sattuman kautta, asiasta innostuneen opiskelijan myötä.

– Menetelmä on viimeisten muutaman vuoden aikana rantautunut Suomeen ja on jo jonkin verran käytössä. Maailmalla sitä käytetään enemmän.

Kaveri kehotti lääkikseen

Lääketiede ei ollut Soili Lehdolle aikoinaan mikään ilmiselvä valinta.

– Olen aina ollut kiinnostunut monenlaisesta. Oli vaikea päättää. Parin välivuoden jälkeen olin jo ihan turhautunut. Totesin kaverille, että sano sinä, minne menisin opiskelemaan. Hän vastasi lääketieteelliseen – ja sinne menin.

Valinta osoittautui oikeaksi. Psykiatria kiinnosti Lehtoa alusta alkaen. Psyykkisten sairauksien mekanismit ovat hyvin monimutkaisia – niissä riittää haastetta.

Lehdolle tarjoutui opiskelujen loppuvaiheessa kiinnostava tutkimusaihe, johon hän tarttui. Projektissa tutkittiin aivokuvantamisen avulla psykoterapian vaikutuksia masennuksesta kärsivien ihmisten aivoissa. Ensin Lehto ajatteli, että tekee vain yhden artikkelin, mutta lopulta aihe vei mukanaan. Siitä syntyi väitöskirja.

Väitöskirjaa kirjoittaessaan Lehto kiinnostui uudesta aiheesta, masennuksen vaikutuksista aineenvaihduntaan ja tulehdustekijöihin. Hän siirtyi väitöksen jälkeen opetustehtäviin, mutta tutkimus jatkui työn ohessa.

Myöhemmin ympärille alkoi muodostua oma tutkimusryhmä. Kuten monilla muillakin lääkäritutkijoilla, Lehdolla oli monta rautaa tulessa: opetuksen ja tutkimuksen lisäksi hän teki erikoistumisopintoja.

Koska tutkijatohtorikausi ulkomailla jäi tekemättä, Lehto päätti lähteä, kun erikoistumisen jälkeen tuli sopiva sauma. Hän oli vuosina 2014-105 vierailulla Oxfordin yliopistossa.

Parhaillaan on meneillään sadonkorjuuvaihe. Lehdon Britanniassa aloittamassa yhteistyöprojektissa syntynyt aineisto on nyt analysoitavana. Tutkijaryhmä selvittää heikon sähkövirran uusia vaikutusmekanismeja terveillä vapaaehtoisilla.

– Lääketieteen säätiön palaavan tutkijan apurahalla oli iso ja tärkeä rooli. Sillä saimme loppuun Oxfordin yliopistossa käynnistämämme projektin viimeiset työvaiheet.

Soili Lehto

  • Sai säätiön palaavan tutkijan apurahan marraskuussa 2015.
  • Syntynyt 1978 Kuopiossa.
  • LL 2006, LT 2009, dosentti 2010, psykiatrian erikoislääkäri 2012.
  • Työskentelee Itä-Suomen yliopistossa Kuopiossa.
  • Harrastaa matkailua, liikuntaa eri muodoissa ja hyviä kirjoja.

Millaisia ovat tutkijan arkipäivät?
Luovan kaoottisia. On koko ajan paljon päällekkäisiä hommia sekä tapaamisia omien opiskelijoiden ja yhteistyökumppanien kanssa. Toisaalta olen paljon tietokoneen ääressä kirjoittamassa rahoitushakemuksia tai kommentoimassa käsikirjoituksia.

Mikä on innostavinta työssäsi?
On kaksi erittäin innostavaa asiaa: uuden löytäminen sekä briljanttien opiskelijoiden kanssa työskentely. On hienoa kun näkee, miten lahjakkaat nuoret ihmiset oppivat, oivaltavat ja kehittyvät.

Entä mikä harmittaa?
Suomalainen tiedepolitiikka. On surullista, miten Suomessa tällä hetkellä suhtaudutaan tutkimukseen ja miten sitä on ajettu kansallisesti alas. Hirvittää, mitä siitä pitkällä aikavälillä seuraa.