Yksilölliset erot aivojen muovautuvuudessa vaikuttavat aivoinfarktista kuntoutumiseen
Vuosittain noin 25 000 suomalaista saa aivoverenkiertohäiriön. Suurin osa niistä on aivoinfarktin aiheuttamia, ja vain noin kymmenellä prosentilla syyksi paljastuu aivoverenvuoto. Suurin osa aivoinfarktipotilasta toipuu kohtuullisen hyvin, sillä aivoverenkiertohäiriöiden akuuttihoito on kehittynyt valtavasti ja on Suomessa maailman huippuluokkaa. Kuitenkin osa potilaista kuntoutuu sangen vähän, ja pahimmillaan aivoverenkiertohäiriö voi viedä hengen: aivoverenkiertohäiriöt ovat edelleen kolmanneksi yleisin kuolinsyy Suomessa. Kuntoutumisen tehostamiseen etsitään ratkaisua tutkimalla eroja potilaiden aivojen muovautuvuudessa.
Suomessa on maailman edistynein aivoverenkiertohäiriöiden akuutti hoito, jota suomalaistutkijat ovat olleet kehittämässä alusta alkaen. Kyseessä on yksi vaikuttavimmista hoidoista koko lääketieteessä. Siitä huolimatta merkittävälle osalle aivoverenkiertohäiriöpotilaista jää jonkinasteinen pysyvä haitta. Aivoinfarkti voi iskeä tilanteessa, jossa ei pääse ajoissa hoitoon: nukkuessa tai kaukana lähimmästä sairaalasta. Usein ihmiset myös sinnittelevät oireista huolimatta liian pitkään kotona.
Akuuttihoidon aikaikkunaa on kuitenkin viimeaikaisten tutkimusten perusteella voitu turvallisesti pidentää huomattavasti aiemmasta. Myöhäisempi hoito edellyttää kuitenkin tarkentavia aivokuvantamistutkimuksia ja hoitoon tulee edelleen hakeutua mahdollisimman nopeasti. Hoitoon pääsyn aikaviiveen lisäksi kuntoutumiseen vaikuttavat syntyneen aivoinfarktin laajuus, ikä, potilaan perussairaudet ja aiempi toimintakyky sekä todennäköisesti myös monet muut, osin tuntemattomat tekijät.
Aivoverenkiertohäiriöiden tutkimuksessa merkittävä iso tavoite on selvittää, miten aivoinfarktin seurauksena syntynyttä toimintakyvyn menetystä voitaisiin korjata nykyistä tehokkaammin. Tähän haetaan ratkaisua aivojen plastisuudesta eli muovautuvuudesta, sillä aivojen korjautuminen perustuu niiden kykyyn muovautua uudelleen. Tämä tarkoittaa sitä, että ehyet aivoalueet voivat osittain korvata vaurioituneiden alueiden toimintoja. Tämä edellyttää uusien hermoratayhteyksien muodostumista esimerkiksi uusien synaptisten yhteyksien eli hermoliitosten syntyessä hermosolujen välille
Tavoitteena saada tietoa aivojen yksilöllisestä muovautumiskyvystä
– Tutkimuksemme kohteena ovat etenkin vaikean infarktin saaneet potilaat, jotka ovat menettäneet puhekykynsä tai joilla kehon toinen puoli on halvautunut. Heistä noin puolet toipuu lähtötilanteeseensa nähden kohtuullisen hyvin, mutta puolet ei toivu juuri lainkaan. Heille jää vakavia oireita, joihin kuntoutus ei auta riittävästi, kertoo johtava ylilääkäri ja toimialajohtaja Nina Forss HUS Neurokeskuksesta. Forss johtaa myös aivokuvantamistutkimusryhmää Aalto-yliopiston Neurotieteiden ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella.
– Kukaan ei tiedä, mistä erot kuntoutumisessa johtuvat. Totta kai tajutaan, että mitä isompi vaurio aivoissa on, sitä vakavammat oireet. Se ei kuitenkaan selitä sitä, miksi osa ei kuntoudu juuri lainkaan. Siksi haluamme tutkia infarktipotilaiden aivojen uudelleenmuovautumiseen vaikuttavia tekijöitä.
Iällä on iso merkitys aivojen muovautuvuudessa, ja lasten aivot ovat erittäin muovautuvat. Esimerkiksi lasten vaikeissa hoitoon reagoimattomissa epilepsioissa aivoista joudutaan joskus poistamaan suuriakin aivoalueita tai katkaisemaan tietyn aivolohkon yhteydet muualle aivoihin epilepsiakohtausten leviämisen rajoittamiseksi. Vaikka esimerkiksi toisen aivopuoliskon yhteydet olisi kokonaan katkaistu, lapset voivat silti oppia kävelemään.
– Vanhatkin aivot pystyvät kuitenkin muovautumaan ja iäkäs potilas kuntoutumaan, se vie vain enemmän aikaa sekä edellyttää pidempää ja intensiivisempää kuntoutusta. Myös omalla motivaatiolla ja aktiivisuudella on iso merkitys kaikenikäisten kuntoutumisessa, Nina Forss korostaa.
Uusi löytö: Häiriöt hermosolujen jarrujärjestelmässä selittävät kuntoutumisen eroja
Normaalisti eri aivoalueet säätelevät toisiaan hermosoluyhteyksillä, jotka jarruttavat (inhibitio) tai kiihdyttävät (eksitaatio) aivojen toimintaa. Aivoinfarkti aiheuttaa välittömästi muutoksia tähän säätelyyn sekä vaurioituneessa että terveessä aivopuoliskossa. Terve aivopuolisko kiihdyttää toimintaansa ja pyrkii kompensoimaan vaurioituneen puolen toimintaa. On ajateltu, että jarruvaikutuksen väheneminen on välttämätöntä aivojen uudelleen muovautumisen takia. Toisaalta on havaittu, että terveen aivopuoliskon yliaktiivisuus voi myös haitata kuntoutumista.
– On havaittu, että potilaat, joiden aivojen poikkeava säätely ei normalisoidu eivät kuntoudu kovin hyvin. Jarruvaikutuksen normalisoituminen muutaman ensimmäisen viikon tai kuukauden aikana on havaittu olevan yhteydessä parempaan toipumiseen. Tämä on todella merkittävä uusi löydös. Tulos osoittaa, että ihmisten aivojen toipuminen liittyy olennaisesti aivojen säätelyn muutoksiin ja on hyvin yksilöllistä, Nina Forss kertoo.
– Huomasimme myös, että aivojen eri osien vauriot vaikuttavat hyvin eri tavoin aivojen jarruvaikutuksen säätelyyn huolimatta siitä, että potilaiden oireet ovat identtiset. Vaikka oireet, esimerkiksi käden ja jalan lihasvoiman heikkous, voivat olla hyvin samankaltaiset, aivoissa voi olla eri laajuiset ja eri kohdissa sijaitsevat vauriot. Näistä johtuvat jarruvaikutuksen muutokset eroavat toisistaan. On myös todennäköistä, että aivojen muovautuvuutta tehostavat hoitomuodot, kuten aivojen sähkö- tai magneettistimulaatio vaikuttavat eri potilaihin eri tavoin.
Aivojen muovautuvuuden vaikutusta kuntoutumiseen selvitetään toiminnallisen kuvantamisen menetelmillä.
– Sairaalakäynneiltä tutut menetelmät tietokonetomografia ja magneettiresonanssikuvaus antavat tietoa aivojen rakenteesta. Niistä on paljon apua sairauksien diagnosoimisessa, mutta ne eivät välttämättä kerro mitään aivojen toiminnasta. On olemassa neurologisia ja psykiatrisia sairauksia, joissa aivot eivät toimi normaalisti, vaikka niiden rakenne näyttää olevan kunnossa. Siksi tarvitaan toiminnallista kuvantamista.
”Ihmisten aivojen toipuminen liittyy olennaisesti aivojen säätelyn muutoksiin ja on hyvin yksilöllistä.”
Toiminnallisella kuvantamisella saadaan tietoa toipumisen aikaikkunasta
Tunnetuin aivojen toimintaa kuvaavista menetelmistä on funktionaalinen magneettiresonanssikuvaus (fMRI). Se perustuu hapettuneen hemoglobiinin määrän muutoksiin aivoissa. Menetelmällä voidaan paikantaa jopa millimetrin tarkkuudella aktivoituvat aivoalueet, kun tutkittava tekee jotain tehtävää, esimerkiksi lukee sanoja tai katselee kuvia.
Toinen menetelmä on suomalainen huippuinnovaatio, Teknillisessä korkeakoulussa kehitetty magnetoenkefalografia (MEG), joka mittaa aivojen sähköisen toiminnan tuottamia magneettikenttiä. MEG-mittauksella sähköisen toiminnan syntyalueet voidaan paikantaa muutamien millimetrien tarkkuudella ja seurata aivojen toimintaa millisekunnin tarkkuudella. MEG:llä on myös kliinisiä sovelluksia: sen avulla pystytään muun muassa paikantamaan epileptisen kohtauksen syntypesäkkeitä.
– Me olemme selvittäneet MEG:n avulla aivojen jarruvaikutusten muutoksia infarktin aiheuttaman vaurion jälkeen. Tiedämme potilastyön perusteella, että toipuminen on tehokkainta ensimmäisten kolmen kuukauden aikana. Sen jälkeen kuntoutuminen on hitaampaa ja tehottomampaa, Nina Forss kertoo.
– Tutkimalla potilaita MEG-menetelmällä on havaittu, että aivojen jarruvaikutuksen muutos noudattaa sama aikaikkunaa. Niillä, jotka toipuivat parhaiten, jarrujärjestelmä normalisoitui usein jo ensimmäisen kuukauden, mutta viimeistään kolmen kuukauden aikana. Sen jälkeen muutos oli paljon heikompi.
Lähivuosien tavoitteena on tukea kunkin potilaan aivojen omaa kuntoutumiskapasiteettia
Tutkijat pohtivat mahdollisuuksia manipuloida aivoinfarktipotilaan aivojen jarrujärjestelmää, esimerkiksi magneettistimulaatiolla tai lääkeaineilla. Jarrutasapainoon vaikuttamalla voitaisiin mahdollisesti pidentää toipumisvaihetta ja säädellä sitä. Tällaisesta on aiemmin saatu viitteitä muun muassa eläintutkimuksesta.
– Vaikka aivoinfarktin oireet ovat potilailla samanlaiset, ovat muutokset aivoissa erilaiset. Siksi eri potilaiden aivoja ei voi stimuloida samoin tavoin ja odottaa, että kaikki paranevat samalla tavalla, Nina Forss toteaa.
– Jo nyt on viitteitä siitä, että aivojen uudelleen muovautuvuutta voitaisiin ihmisilläkin tehostaa esimerkiksi jarruvaikutukseen vaikuttavilla antidepressiivisillä lääkkeillä. Pelkkä lääkitys ei kuitenkaan yksin riitä, vaan siihen on yhdistettävä tehokasta kuntoutusta.
Tavoitteena on, että tulevaisuudessa jokainen potilas arvioitaisiin yksilöllisesti ja sen perusteella rakennettaisiin juuri hänelle sopiva keino tukea aivojen uudelleen muovautumista ja kuntoutumiskapasiteettia.
– Teknisesti tämä on jo nyt mahdollista, joskin hyvin työlästä, hidasta ja kallista. Uusien menetelmien käyttöön ottaminen potilaiden hoidossa vaatii kovaa näyttöä. Seuraavaksi tuleekin tutkia, miten mahdolliset eri menetelmät aivojen muovautumisen tehostamiseksi toimivat eri yksilöillä. Tämä on kuitenkin lähivuosien asia, ei suinkaan hamassa tulevaisuudessa.
Suomalainen aivotutkimus on maailman huippuluokkaa
Aivoinfarktipotilaiden kuntoutuksen kehittäminen on mahdollista vain tieteellisen tutkimuksen avulla ja eri alojen osaamista yhdistämällä. Tavoitteena on voida nykyistä paremmin auttaa myös niitä potilaita, joilla lähtökohdat esimerkiksi perinnöllisyyden tai iän vuoksi ovat heikommat.
– Olemme Suomessa maailman huippuluokkaa fysiikan ja tekniikan yhdistämisessä lääketieteelliseen osaamiseen. Kyky korkeatasoiseen lääketieteellisen teknologian kehittämiseen yhdistyneenä HUSin alueen laajaan potilasmateriaaliin ja kliiniseen osaamiseen antaa suomalaiselle aivotutkimuksella mahdollisuuden olla maailman kärjessä.
Vaikka tutkimus menee jatkuvasti eteenpäin, Nina Forss korostaa terveellisten ja aivoystävällisten elintapojen merkitystä.
– Sillä miten pitää itsestään huolta on todella paljon merkitystä aivoinfarktin ja monien muiden aivosairauksien kannalta, sekä ennaltaehkäisyssä että kuntoutumisessa. Tulisi liikkua paljon, nukkua riittävästi, syödä monipuolisesti, välttää päihteitä sekä muistaa sopivasti haastaa ja lepuuttaa aivojaan. Tärkeää on kuitenkin olla kohtuullinen kaikessa – niin epäterveellisten asioiden välttelyssä kuin itsensä punnertamisessa lenkkipolulle.
Asiantuntija:
Johtava ylilääkäri ja toimialajohtaja Nina Forss, HUS Neurokeskus
Kuvassa: Nina Forss
Tavallisia aivoverenkiertohäiriön oireita ovat toisen suupielen roikkuminen, käden ja/tai jalan halvausoireet ja puheentuoton vaikeudet. Myös kova päänsärky ja pahoinvointi voivat olla merkki aivoverenkiertohäiriöstä.
Aivoverenkiertohäiriötä epäiltäessä tulee soittaa nopeasti yleiseen hätänumeroon 112. Nopea hoitoon hakeutuminen on ensiarvoisen tärkeää, sillä esimerkiksi aivoinfarktin liuotushoito on aloitettava mahdollisimman nopeasti oireitten alettua. Ambulanssi kuljettaa AVH-potilaan akuuttisairaalan päivystyspoliklinikalle.
Lahjoita aivoverenkiertohäiriöiden tutkimukseen
