FinnBrain-aivokuvantamisosatutkimus ylpeänä mukana luomassa ensimmäisiä kasvukäyriä ihmisaivoista

FinnBrain-tutkijat olivat mukana Nature-tiedelehdessä julkaistussa artikkelissa, jossa kuvataan ensimmäistä kertaa aivojen kasvukäyrät alkuraskaudesta yli sataan ikävuoteen saakka.

Pituuden ja painon kasvukäyrät ovat monille tuttuja neuvolasta ja kouluterveydenhuollosta. Niiden avulla voidaan seurata kasvua läpi koko lapsuuden ja nuoruuden. Poikkeamat kasvussa johtavat usein tiivistettyyn seurantaan tai jatkotutkimuksiin. Vastaavia normaalin kasvun ja kehityksen mittareita ei aivojen osalta ole vielä hiljattain ollut käytettävissä ja siten aivojen kasvu ja koon muutokset elämänkaaren aikana eivät olleet selvillä, sillä tutkimustieto oli pirstaleista.

Alla olevassa kuvassa on esitetty aivojen eri osien kasvukäyrät. Aivojen hermosoluja sisältävä kuorikerros saavuttaa suurimman kokonsa ensimmäisenä, vajaan kuuden vuoden ikään mennessä. Seuraavana kasvuhuipun saavuttavat aivojen tumakkeet, jotka sisältävät myös hermosoluja. Se tapahtuu noin 18 vuoden ikään mennessä. Hermosoluja yhdistäviä haarakkeita sisältävä aivojen valkea aine saavuttaa suurimman kokonsa viimeisenä, noin 30 vuoden iässä.

Kliinisiin sovelluksiin on vielä matkaa

Julkaistussa artikkelissa todetaan, että aivojen kasvukäyrät pystyivät tunnistamaan lääketieteellisen diagnoosin saaneita tutkittavia. Kasvukäyrien lukuarvot olivat normaalista poikkeavia esimerkiksi skitsofreniaan ja Alzheimerin tautiin sairastuneilla. Tässä tapauksessa myös yksittäinen aivokuvantamisella tehty mittaus voi olla informatiivinen samaan tapaan kuin esimerkiksi neuvolassa todettu epäsuhta iän, pituuden ja painon välillä.

Voi tuntua kaukaiselta, että aivojen kasvukäyrätieto olisi laajassa käytössä terveydenhuollossa pituuden ja painon kasvukäyrien tapaan, mutta nyt luodun pohjan päälle on mahdollista rakentaa täysin uuden kaltaista soveltavaa tutkimusta, jossa esimerkiksi kehityksellisten sairauksien riskiryhmien seurantaa toteutetaan aivojen rakennetta kuvantamalla. Erityisesti kehitysaskeleet matalan magneettikentän MRI-laitteilla, joita voidaan liikutella vapaasti ja turvallisesti, voivat tuoda aivojen kuvantamisen hyvinkin laajaan käyttöön. Toistaiseksi aivojen kasvukäyrät eivät sovellu kliiniseen käyttöön.

FinnBrain on ylpeänä mukana yhteistyössä myös tulevaisuudessa

FinnBrain-tutkimuksesta kasvukäyrien luomiseen käytettiin lähes 300 MRI-kuvan tietoja. Määrä on verrattain pieni koko aineistossa, jossa kuvataan aivojen kehitys ”vauvasta vaariin” yli 100 000 kuvan aineistossa. Se on kuitenkin erittäin merkittävä kaikkein vähiten tutkitussa, alle 5-vuotiaita kuvanneiden tutkimusten joukossa. Kuvien vähäinen määrä johtuu siitä, että nuorten lasten aivokuvantaminen on haastavaa.

Suunnitelmissamme on jatkaa yhteistyötä siten, että myös tulevien mittaustemme kuvat käytetään rikastuttamaan aivojen kasvukäyrätietoa. Osana tutkimusta laadittiin avoin tietokanta, jonka kautta aivojen kasvukäyrät ovat laajasti käytettävissä (käyrien luomiseen luotua dataa ei jaeta). Tutkijat voivat saada kasvun standardipoikkeamat (kasvukäyrän lukuarvot) luotettavasti olemassa oleviin ja tulevaisuudessa kerättäviin yli 100 tutkittavan aineistoihin verkossa toimivan sovelluksen kautta.

Olen tästä tutkimuksesta erityisen innostunut ja se kuuluu tutkijanurani ehdottomiin huippuhetkiin. Oli kunnia tulla kutsutuksi ja pystyä osallistumaan tähän hienoon työhön. Se kertoo omalta osaltaan kansainvälisestä arvostuksesta FinnBrainissä tehtyä työtämme kohtaan. Kun tein tämän tutkimuksen analyysejä, olin usein niin innoissani, että en olisi malttanut iltaisin mennä nukkumaan. Olen tällä hetkellä Cambridgen yliopiston vieraileva tutkija ja olemme yhdessä ydintyöryhmän kanssa jo luomassa uusia kasvukäyriä – mahtavaa olla tällä matkalla.

Jetro J. Tuulari, LT, dosentti, FinnBrain aivokuvantamisen vastaava tutkija

Tutkimus on julkaistu Nature-lehdessä 6.4.2022:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04554-y

Turun yliopiston mediatiedote 7.4.2022:
Tutkijat loivat ensimmäistä kertaa kasvukäyrät ihmisen aivoista