Vetenskap och forskning

FinnBrain studien består av flera delstudier, där vi bland annat undersöker hjärnans struktur och utveckling, neuropsykologiska funktioner, växelverkan mellan föräldrar och barn, molekylärgenetik, tarmmikrober, stressreglering och allmänna barnsjukdomar.

 

Delstudier

Hjärnavbildning

Hjärnavbildning
Av speciellt intresse för FinnBrain-studien är att undersöka hur barnets hjärnstruktur och -funktion är relaterade till den neuropsykologiska utvecklingen. Vi undersöker även hur föräldrarnas hälsa under graviditeten inverkar på barnets hjärnstruktur och funktion. Genom dessa unika datakombinationer får vi ny kunskap om hjärnans utveckling och funktion från och med livets början. Denna kunskap kan eventuellt utnyttjas senare för att förbättra familjens och det väntade barnets hälsa och för befrämjande av hälsan även i vuxen ålder.

Metoder
Hjärnans struktur studeras med MRI-metoden, hittills vid cirka en och tre månaders ålder samt i småbarnsålder. För närvarande studeras barn i lekålder, som är mellan 4 och 6 år gamla. Hos helt nyfödda har vi undersökt hjärnans elektriska reaktioner på känslomässiga och neutrala ljud med hjälp av elektroencefalogram (EEG), och mätningarna fortsätts nu med de treåriga barnen. Liknande reaktioner mäts även genom att undersöka ändringar i hjärnans blodflöde med hjälp av närinfraröd spektroskopi (NIRS) vid två månaders och vid två års ålder. Dessa undersökningar fortsätter möjligtvis med barnen i lekålder. Vi har även mätt hjärnreaktionen på ömsinta smekningar, så kallad social beröring, hos nyfödda med hjälp av EEG och med funktionell MRI-skanning (fMRI) vid cirka en månads ålder, samt genom närinfraröd spektroskopi.

Utförda mätningar
I MRI-undersökningar har vi hittills skannat cirka 200 spädbarn. Sammanlagt 38 familjer deltog i avbildningskvällar ämnade för barn i småbarnsåldern. Mätningarna för barnen i lekålder pågår som bäst. Cirka 180 barn har deltagit i EEG-undersökningen och treåringarnas mätningar pågår för tillfället. I NIRS-delundersökningen har cirka 40 spädbarn och 20 tvååringar deltagit.

I fortsättningen kommer vi att göra uppföljande mätningar på samma barn vid flera olika åldrar. Till dessa undersökningar kallas bara en del av FinnBrain-familjerna, och undersökningarna är ofarliga för deltagarna.

Forskare vid Åbo universitet som deltar aktivt i projektet

Seniorforskare
Hasse Karlsson, professor
Jetro Tuulari, MD [MRI]
Noora Scheinin, MD [MRI]
Harri Merisaari, FD [MRI]
Henriette Acosta, FD [MRI]
Riitta Parkkola, professor [MRI]
Minna Huotilainen, professor [EEG]
Ilkka Nissilä, FD [Optiska avbildning, NIRS]

Åbo universitets doktorander
MRI babysar
Satu Lehtola, ML
Olli Rajasilta, ML
Tuomas Lavonius, ML
Niloofar Hashempour, MSc

MRI 5 år
Venla Kumpulainen, MK
Elmo Pulli, MK
Anni Copeland, MK
Eero Silver, MK

EEG
Silja Luotonen, MK

 

Utvecklingsneuropsykologisk studie

I den utvecklingsneuropsykologiska delstudien undersöks barnets psykologiska utveckling och miljöfaktorer som påverkar utvecklingen.  Av speciellt intresse är utvecklingen av barnets självreglering. Vi undersöker hur barnet reglerar och upprätthåller sin uppmärksamhet i känsloladdade situationer, hur barnets exekutiva funktioner och självkontroll utvecklas, samt vilket temperament barnet har. Dessutom undersöker vi sambandet mellan kvaliteten i föräldra-barninteraktionen och utvecklingen av barnets självreglerande färdigheter. I undersökningar som rör föräldrarna studerar vi föräldrarnas kognitiva funktionsförmåga, dvs. tanke-, process- och gestaltningsfärdigheter. Dessutom undersöker vi förälderns förmåga att identifiera och tolka känslor utifrån ansiktsuttryck och förälderns förmåga att bedöma känslolägen. Informationen från de psykologiska undersökningarna kombineras med FinnBrain-studiens övriga material, såsom frågeformulär, hjärnavbildningsresultat och olika prover.

Seniorforskare
Riikka Korja, docent
Linnea Karlsson, docent

Post doc forskare:
Saara Nolvi, FD, psykolog
Eeva-Leena Kataja, PsD, psykolog, psykoterapeut

Doktorand:
Eeva Eskola, PsM, psykolog
Hetti Hakanen, PsM, psykolog
Elisabeth Nordenswan, PsM, psykolog
Eeva Holmberg, PsM, psykolog

 

Barnläkardelstudien

Långvariga sjukdomar hos barn, såsom atopiska sjukdomar (astma och allergisk snuva), upprepade infektioner, övervikt och olika smärttillstånd är tilltagande hälsoproblem i västvärlden. För närvarande är 10-15 % av småbarnen överviktiga och en tredjedel av barnen lider av olika smärtor eller insjuknar i atopiska sjukdomar. Enligt prognoserna kommer t.o.m. hälften av befolkningen under det följande årtiondet att ha en atopisk sjukdom. Syftet med FinnBrain-undersökningens barnläkardelstudie är att undersöka hur ärftliga och miljörelaterade faktorer, såsom händelser under graviditeten och efter förlossningen, kan påverka barnets hälsa och insjuknande i långvariga sjukdomar.

I barnläkardelstudien intervjuas femåringars (ca 1000-1300 barns) föräldrar per telefon om saker som berör barnens hälsa, och föräldrarna delges allergiprovs- och blodbildsresultaten från barnens blodprov. Dessutom fryser man ner blodproven för kommande undersökningar. Från avföringsprovet utreder man tarmmikrobiomets sammansättning och roll, samt utreder från rumsdammprovet vilken roll utsattheten för inomhusmikrober har för utvecklingen av sjukdomar. Ny teknologi gör det möjligt att kartlägga människans hela genom d.v.s. arv samt att undersöka epigenetiken d.v.s. faktorer som reglerar generna. Den långvariga uppföljningen av barnen som deltar i studien och de biologiska proven under barndomstiden är speciellt viktiga. Barnläkardelstudien har goda möjligheter att producera ny viktig kunskap om orsakerna till och om utvecklingen av sjukdomar hos barn. Det här kan leda till att man i framtiden kan upptäcka sjukdomar tidigare och förhoppningsvis kan förebygga dem.

Mera information om studien:
Minna Lukkarinen, MD, specialistläkare i barnsjukdomar
Ansvarig forskare för barnläkardelstudien

Forskare:
Minna Lukkarinen, MD, specialistläkare
Laura Korhonen, specialistläkare, doktorand
Emma Puosi, ML, doktorand
Heli-Minttu Hyppänen, läkarkandidat, heli-minttu.hyppanen@utu.fi
Santtu Heinonen, MD, specialiserande läkare, santtu.heinonen@utu.fi
Tuire Lähdesmäki, MD, specialistläkare
Heikki Lukkarinen, MD, specialistläkare, docent
Ville Peltola, MD, specialistläkare, professor
Linnea Karlsson, MD, specialistläkare, docent
Hasse Karlsson, FM, MD, specialistläkare, professor

Barns infektionskänslighet

Effekten av moderns stress under graviditeten på barnets infektionskänslighet
Stressreaktioner förmedlas i kroppen i huvudsak via två fysiologiska mekanismer, SAM-systemet (sympatiko-adreno-medullära systemet) och/eller HPA-axeln (hypotalamus-hypofys-binjurebark-axeln). Binjurebarken utsöndrar ”stresshormonet” kortisol i organismen. Jag har specialiserat mig på att studera sambandet mellan bristande funktion hos HPA-axeln och barnets bildande av naturlig motståndskraft.

Kortisolet tränger igenom placentan, och kortisolhalten i moderns plasma har visat sig korrelera med kortisolhalten hos fostret. Då modern under graviditeten har en långvarigt hög halt av stressregleringshormoner, utsätts fostret för kortisolets effekter. Långvarig utsöndring av stresshormoner har negativa kumulativa långtidsverkningar på olika organ, och det uppstår en allostatisk belastning. Kronisk stress leder till hypersekretion av kortisol.

Vid djurförsök har påvisats att stress under honans graviditet påverkar utvecklingen av fostrets immunsystem. Tecken på modifiering av motståndskraften har i dessa studier varit bl.a. avvikande verksamhet hos de vita blodkropparna och minskat antal vita blodkroppar. Det finns också bevis på att effekterna av stress under graviditeten på barns naturliga motståndskraft mot sjukdomsalstrare sträcker sig till vuxen ålder.

Mekanismen bakom denna förändring av immunsystemet är inte bekant, men studier har visat, att moderns stresshormoner påverkar utvecklingen av fostrets immunorgan (t.ex. thymus) eller påverkar andra fysiologiska system, som reglerar immunreaktioner såsom HPA-axeln. Trots att det på grundval av djurförsök verkar som att stress under graviditeten kan öka avkomlingens känslighet för infektionssjukdomar, har det bara gjorts få undersökningar på människor.

En av människans anpassningsmekanismer till miljön är cellernas epigenetiska funktion. Epigenetiska faktorer formar genernas funktion. Dessa faktorer reglerar aktiviteten hos gener utanför den egentliga DNA-basordningen och har en viktig uppgift i differentieringen och funktionsregleringen av celler och vävnader samt molekylmekanismerna i samspelet mellan miljö och arvsmassa. Under den tidiga utvecklingen sker ett stort antal epigenetiska modifikationer, som senare påverkar de fysiologiska funktionerna. I experimentella modeller har betydelsen av detta slags mekanismer påvisats på ett övertygande sätt. Hormoner, såsom stresshormonet kortisol, kan fungera som epigenetiska faktorer.

Vår avsikt är att studera inverkan av moderns stress under graviditeten på utvecklingen av barnets naturliga motståndskraft mot sjukdomsalstrare för att öka vår förståelse av riskfaktorer för infektionskänslighet. Förståelsen av dessa mekanismer möjliggör vårdinterventioner som immunomodulära interventioner som är mer omfattande än vanliga vaccinationer.

Mer information:
Laura Korhonen, MD

Stressreglering

Barnets stressregleringssystem eller hypotalamus-hypofys-binjurebark-axelns (HPA-axeln) funktion studeras vid 2,5 mån, 6 mån och 14 mån ålder. När HPA-axeln aktiveras utsöndrar den kortisol från binjurebarken i blodomloppet, men man kan mäta kortisolhalterna smärtfritt även i saliven. HPA-axeln aktiveras i utmanande situationer (fysisk ansträngning, stress), varvid kortisolet främjar den kroppsliga och mentala vaksamheten och uthålligheten. HPA-axelns aktivitet har också en egen dygnsrytm – kortisolnivåerna är som högst på morgonen och som lägst på natten.  Denna rytm utvecklas hos människan under det första levnadsåret. Kortisolnivåerna varierar också mycket mellan olika individer, och det forskas aktivt om dess betydelse för hälsa och insjuknande. Kunskapen om utvecklingen av HPA-axeln hos barn är dock fortfarande knapphändig. Syftet med FinnBrain-delstudien är att följa utvecklingen av HPA-axelns funktion under barnets första levnadsår och undersöka hur förhållanden under graviditeten har påverkat den. Dessutom studeras sambandet mellan HPA-axelns funktion och barnets hjärnstruktur, temperament, sammansättning av tarmmikrober och infektionskänslighet tillsammans med andra delstudier i FinnBrain.

Kortisolprover tas på barnen i samband med besök hos läkare och infektionsskötare, varvid läkarundersökningen och blod- och näsa-svalgprovtagning för andra FinnBrain-undersökningar fungerar som en lindrig stressfaktor. Fem kortisolsalivprover tas för att fastställa kortisolreaktionen: strax före besöket hos läkaren eller infektionsskötaren och 1, 15, 25 och 35 minuter efter besöket och övrig provtagning. På basis av proverna fastställs basnivån av kortisol hos barnet, HPA-axelns reaktivtet, dvs. kortisolreaktionens storlek och hastighet vid stress samt längden på återhämtningsfasen. Delstudien avslutades för 3 månader gamla barn i februari 2016, för 6 månader gamla barn i maj 2016 och för 14 månader gamla barn i januari 2017. Under åren 2012-2017 gjordes sammanlagt 900 undersökningsbesök. Vi tackar alla familjer som deltagit i undersökningarna.

Forskare:
Susanna Kortesluoma, FM

Studie om hårkortisol

Som en delstudie i FinnBrain-studien mäts den långvariga kortisolhalten i kroppen med hjälp av hårprover. Kortisol lagras i håret när det växer, och från hårsampel kan de föregående månadernas kortisolnivåer analyseras (1 cm hårtillväxt motsvarar cirka 1 månad i tid). Kortisol är det viktigaste verksamma hormonet i människans stressregleringssystem (HPA-axeln). Forskningshypotesen är att graviditetens förlopp och förhållandena under graviditeten påverkar kortisolnivån i kroppen. Vi vet att förhållandena under graviditeten kan ha många slags effekter på barnets utveckling, och studiens syfte är att undersöka om man kan förutse dessa effekter med hjälp av kortisolhalten i hårprover. I undersökningen mäts kortisolhalterna även i barnens hår, och dessa nivåer jämförs med moderns hårkortisolhalt under graviditeten samt andra data om barnens utveckling som erhålls från andra delstudier.

I delstudien om hårkortisol har vi samlat in hårprover från gravida kvinnor under graviditetsvecka 24 i samband med kontrollbesök samt på förlossningsavdelningen 1–3 dagar efter barnets födsel. Under 24:e graviditetsveckan har även hårprover från maken samlats in vid samma kontrollbesök. Från en del av föräldrarna tas ett hårprov även när barnet är 1 år och 2,5 år gammalt. Hårprover från barn samlas in vid 2,5 års ålder i samband med undersökningsbesök i den utvecklingsneuropsykologiska delstudien. Kortisolhalten i hårproverna analyseras som ett forskningssamarbete i Portugal.

Mer information:
Paula Mustonen, ML, doktorand
Linnea Karlsson, MD, specialistläkare, docent

Barns stressreglering och dagvård

Denna delstudie undersöker barnens aktiviteter och välbefinnande i daghem samt daghemmens verksamhetssätt och bullernivå. I undersökningen deltar en grupp barn som går i barndagvård utanför hemmet. Dessutom deltar en grupp barn som har barndagvård i hemmet.

I studien undersöks mängden kortisolhormoner i salivprover från barn. Växlingar i kortisolhalten berättar om växlingar i stressnivån. Kortisol produceras av hypotalamus-hypofys-binjurebark-axeln (HPA-axeln), som aktiveras i stressande situationer.

Dessutom samlar studien genom frågeformulär in uppgifter om daghemmens rutiner samt om barnens sociala färdigheter och utveckling (föräldrar, daghemspersonal, barnrådgivningen).

Mer information om studien:
Linnea Karlsson, MD, specialistläkare, docent
Niina Junttila, docent
Annarilla Ahtola, specialforskare, anahto@utu.fi
Katja Tervahartiala, doktorand

Munhälsoundersökning

MUNHÄLSA – tandläkarskräck och hälsovanor

Inledningsvis undersöks omfattningen av tandläkarskräck hos vuxna samt faktorer som hör ihop med denna, såsom munhälsa, hälsovanor och psykiska drag. Hos barn studeras förekomst av tandläkarskräck samt uppkomst- och förmedlingsmekanismer inom familjen. Med hjälp av denna information koncentrerar sig studien i fortsättningen på det som är viktigast, nämligen att förebygga uppkomsten av tandläkarskräck.

Undersökningarna av barns hälsovanor fokuserar på utveckling av vanor, kunskap och attityder som hör ihop med munhälsa samt deras inbördes förhållande. Dessutom studeras hur föräldrarnas munhälsa och tillhörande vanor påverkar utvecklingen barnens vanor och munhälsa.

Undersökningsgrupp:
Satu Lahti, professor
Mimmi Tolvanen, docent
Kari Rantavuori, OD
Anni Luoto, OD, anni.luoto@utu.fi
Katri Palo, OL
Anu Kallio, OL, FD
Outi Hagqvist, OL, doktorand
Hanna Suokko, OL, doktoranda
Tuulia Mäki, OL, doktorand

 

Delstudie om språk- och talutveckling

Förutom de biologiska, kognitiva och sociala förutsättningarna är vi inte helt på det klara med vilka faktorer som påverkar barnets tidiga språk- och talutveckling. I den här delstudien undersöks olika faktorer som påverkar barns språk- och talutveckling. Föräldrarna får fylla i frågeformulär med information om barnens språk- och talutveckling när barnet är 14 månader och 30 månader gammalt. Enspråkigt finska familjer får formuläret på finska och enspråkigt svenska familjer på svenska. Till tvåspråkiga (finska-svenska) familjer skickas formuläret på båda språken och önskemålet är att vardera föräldern fyller i formuläret på det språk föräldern använder för att kommunicera med barnet.

I studien är vi intresserade både av eventuella faktorer som påverkar barnets språk- och talutveckling såsom barnets temperament, men även av olika miljöfaktorers inverkan på den här utvecklingen.

Mer information om studien:
Elina Mainela-Arnold, Ph.D., professor
Pirkko Rautakoski, FD, docent
Daniel Fellman, FD
Aura Yli-Savola, FD, talterapeut, doktorand
Denise Ollas, FD, talterapeut, doktorand
Satu Savo, FD

 

Sömnundersökning

Sömnstörningar är vanliga under hela barndomen och de kan påverka hela familjens välbefinnande. Sömnstörningar kan indelas i flera kategorier. Det vanligaste problemet för vuxna är sömnlöshet (svårt att somna eller upprätthålla sömnen), medan det hos små barn är vanligare med störningar i dygnsrytmen och i ett senare skede problem med att gå och lägga sig. Det finns olika behandlingsformer som man vet är effektiva för sömnstörningar både hos barn och vuxna.

I FinnBrains sömnstudie undersöks förekomsten av sömnstörningar hos barn och föräldrar och faktorer som påverkar sömnstörningarna. Dessutom undersöks betydelsen av tillräcklig sömn för barns välbefinnande och utveckling (tillväxt, hälsa, psykosocial och kognitiv utveckling). I ett senare skede undersöks hur sömn hänger ihop med psykiskt välbefinnande och olika symtom (till exempel dagtrötthet eller koncentrationssvårigheter).

Kunskaper från undersökningen kan utnyttjas för att utveckla behandlingen av sömnstörningar.

Sömnundersökningsgruppen:

Juulia Paavonen, MT, docent, PK, specialistläkare i barnpsykiatri
Linnea Karlsson, MD, specialistläkare, docent
Päivi Polo, MD, docent, specialistläkare i kvinnosjukdomar, paivi.polo@tyks.fi
Linda Aukia, ML, doktorand
Hilla Peltonen, ML, doktorand
Maija Ahola, MK, doktorand
Johanna Pietikäinen, ML, doktorand
Minna Virta, ML, doktorand
Eeva Eskola, PsM, doktorand

Delstudie om tarmmikrober

Delstudien om tarmmikrober syftar till att undersöka vilka faktorer som påverkar utvecklingen av barnets tarmmikrober från graviditeten och framåt. Vi samlar in avföringsprover med täta mellanrum från barn (2–3 mån, 6 mån, 12–14 mån, 18 mån, 24 mån, 30 mån), eftersom det är känt att uppsättningen av mikrober hos små barn förändras snabbt. Vi vill klarlägga faktorer som påverkar tarmmikrobernas mognad i barnets tidiga livsmiljö. Dessutom är vi intresserade av tarmmikrobernas effekt på hjärnans utveckling.

Vi undersöker även tarmmikrobernas utveckling hos modern genom att samla in tarmmikrobprover från mödrar i mitten och i slutet av graviditeten. Vi studerar effekten av moderns välbefinnande under graviditeten på förändringar i tarmmikroberna under graviditeten, samt sambandet mellan förändringarna i moderns tarmmikrober under graviditeten och utvecklingen av barnets tarmmikrober.

Mer information:
Linnea Karlsson, MD, specialistläkare, docent
Hasse Karlsson, professor
Eveliina Munukka, FD, forskare
Leo Lahti, docent
Anniina Keskitalo, FD
Anna Aatsinki, ML
Ville Laitinen, FM