PS3: Aivojen tutkiminen ja aivovauriot

Aivojen tutkimisessa voidaan erottaa toisistaan rakenteelliset ja toiminnalliset tutkimusmenetelmät. Rakenteellisten menetelmien avulla voidaan havaita aivojen rakennemuutoksia ja muodostaa aivoista kolmiulotteisia kuvia. Toiminnallisia tutkimusmenetelmiä käytetään esimerkiksi vireyttä tutkittaessa. Lisäksi niitä käytetään selvittämään vaikkapa sitä, mitkä aivoalueet aktivoituvat jotakin kognitiivista tai muuta tehtävää suorittaessa. Aivotutkimus kehittyy jatkuvasti, ja tutkimuksien myötä on saatu paljon lisää tietoa aivojen toiminnasta.

Rakenteellisia tutkimusmenetelmiä

MRI (magnetic resonance imaging) eli magneettikuvaus: mahdollistaa aivojen rakenteen tutkimisen, esimerkiksi rakennemuutokset, kuten kasvaimet, voidaan havaita magneettikuvauksen avulla

CAT (computerized axial tomography) eli tietokonetomografia: röntgenlaitteella otetuista kuvista voidaan muodostaa tietokoneella kolmiulotteisia kuvia aivoista

Toiminnallisia tutkimusmenetelmiä

EEG (elektroenkefalografia), ts. aivosähkökäyrä: Pään pinnalle kiinnitettyjen elektrodien avulla voidaan mitata aivosähkökäyrää eli aivojen sähköisen toiminnan vaihteluita eri puolilla aivoja. Erityisen kiinnostuneita ollaan P300-herätevasteista, joita merkityksellisen aineksen, esim. puhelinnumeron, havaitseminen aiheuttaa käyrässä. Hyvinä puolina helppous, halpuus ja nopeus, huonona puolena epätarkkuus.

MEG (magnetoenkefalografia): Magneettista aivosähkökäyrää hyödyntävä tutkimusmenetelmä, jonka avulla voidaan mitata aivojen sähköistä toimintaa. Toimii EEG:tä tarkemmin.

PET (positroniemissiotomografia): Verenkiertoon ruiskutetun radioaktiivisen merkkiaineen avulla voidaan tutkia verenkierron muutoksia eri aivoalueilla. PET-kuvan avulla voidaan tutkia aivoja myös "lepotilassa", esimerkiksi Alzheimerin tauti näkyy erilaisena PET-kuvana verrattuna terveiden ihmisten aivojen PET-kuvaan.

fMRI (funktionaalinen MRI): Perustuu myös aivojen verenkierron tutkimiseen happimolekyylien avulla: siellä missä aivoalueet ovat aktiivisia, on myös paljon happea.

Aivovauriot ja aivojen toimintahäiriöt

Aivoauriot ovat aivokudoksen pysyviä vaurioita, jotka aiheutuvat esimerkiksi sairauksien, myrkytyksien ja kallovammojen myötä. Aivovaurioita seuraa usein toimintahäiriöt. Toimintahäiriöt voivat itsenäisenä esiintyessään kuitenkin olla myös tilapäisiä, esimerkiksi myrkytysten aiheuttamia häiriöitä. Toisaalta ihmisellä voi myös esiintyä pitkäaikaisia toimintahäiriöitä, kuten ADHD (ylivilkkaushäiriö).

Otsalohkovauriot aiheuttavat esimerkiksi toiminnanohjauksen häiriöitä, tunne-elämän muutoksia, persoonallisuuden muutoksia (vrt. Phineas Gagen tapaus) ja inhiboinnin vaikeutta. Muiden alueiden vaurioista seuraa hahmottamis- ja tunnistamisvaikeuksia (agnosiat), muistin häiriöitä (amnesiat) sekä kielen ja puheen tuoton ja ymmärtämisen häiriöitä (afasiat). Kuntoutus on mahdollista plastisiteetin ansiosta: liikeaivokuorella kuntoutus on tehokkainta ja viereiset aivoalueet voivat ottaa hoitaakseen vaurioituneelle alueelle kuuluneita tehtäviä.

Kuva: http://www.nedsahin.com/wp-content/files/sahin_fmri_noun-verb_inflection_summary.jpg