29.2.2024

Professori Juho Joutsa tutkii aivojen hermoverkkojen toimintoa. Hän uskoo, että tulevaisuudessa yhä useampia aivosairauksia pystytään hoitamaan aivojen sisäisten verkostojen toimintoa muokkaamalla.

”Käynnissä on iso muutos. Kymmenen vuoden kuluttua useiden aivosairauksien hoito tulee näyttämään hyvin erilaiselta kuin nykyisin”, kertoo neurologian professori Juho Joutsa.
Aivosairauksia, kuten Parkinsonin tautia ja epilepsiaa, on totuttu hoitamaan lääkkeiden avulla. Tulevaisuudessa niin sanotuista neuromodulaatiohoidoista tulee varteenotettava vaihtoehto yhä useammalle potilaalle.

Kaikki aivotoimintamme perustuu hermosolujen väliseen kommunikaatioon. Neuromodulaatiossa tätä hermosolujen välistä kommunikaatiota muokataan pitkäkestoisesti esimerkiksi sähkövirran tai magneettikenttien avulla.
”Tällä tavoin voidaan tehdä hoidon kohteena olevista hermosoluista aktiivisempia tai lamauttaa niiden toimintaa”, Joutsa kertoo.

Esimerkiksi syväaivostimulaatiossa aivoihin viedään pysyvät sähköelektrodit. Siten voidaan muun muassa Parkinsonin taudissa vaikuttaa siihen hermoverkkoon, joka aiheuttaa tämän liikehäiriön. Tällöin oireet hellittävät.

On myös useita menetelmiä, joissa ei tarvita kirurgiaa, vaan hoito tapahtuu kallon ulkopuolelta. Esimerkiksi transkraniaalisessa magneettistimulaatiossa (TMS) aivoihin kohdistetaan magneettikenttä potilaaseen kajoamatta. Menetelmä on jo laajasti käytössä masennuksen ja neuropaattisen kivun hoidossa.

Aivoissa kaikki toiminta tapahtuu verkostoissa

Joutsa tutkii aivojen hermoverkkojen toimintaa. Hän muun muassa selvittää miten aivoinfarktipotilailla vauriot hermoverkoissa liittyvät erilaisiin neurologisiin ja psykiatrisiin oireisiin.

Aivojen hermoverkkoja voisi verrata isojen kaupunkien monimutkaisiin sähköverkkoihin, jossa on useita piirejä, kytkentöjä ja solmukohtia. Jos jossain kohdin on vikaa, kyseisen verkon toiminta häiriintyy. Tällöin pitää tietää tarkkaan, missä vika on, jotta ongelma saadaan korjattua.

”Aivoissa on noin 100 miljardia hermosolua ja kytkentöjä tuhatkertainen määrä, joten vyyhti on valtava. Näiden verkostojen ja kytkentöjen tunnistaminen avaa mahdollisuudet hoitaa aivosairauksia”, Joutsa toteaa.

Joutsa perehtyi Harvardin yliopistossa tutkijana työskennellessään uusiin kuvantamistekniikoihin, joilla voidaan tutkia hermoverkkojen toimintaa ja paikantaa yhä tarkemmin ja nopeammin, missä vika piilee. Hän on selvittänyt muun muassa riippuvuuteen liittyviä hermoverkkoja.

”Vuonna 2022 teimme läpimurron, kun saimme paikannettua hermoverkostot, jotka välittävät riippuvuudesta paranemista”, Joutsa kertoo.

Joutsa toivoo, että tutkimusten myötä löytyvät myös hoitokeinot, joilla voidaan tulevaisuudessa auttaa riippuvuuksista kärsiviä ihmisiä. Neuromodulaatiohoitoja on jo kokeiltu päihderiippuvuuksien hoidossa.

”Keskeisenä haasteena on ollut löytää oikeat hoitokohteet aivoissa. Tähän ongelmaan riippuvuuden paranemista välittävien verkostojen paikantaminen saattaa tuoda ratkaisun.”

Halvaantunut sai kävelykykynsä takaisin

Keskushermoston toimintaan vaikuttavien hoitotekniikoiden kehittymisestä on hyötyä myös sellaisissa sairauksissa ja vammoissa, joihin ei ole aiemmin ollut lainkaan hoitoa tarjolla.
”Tekoäly, digitaaliset teknologiat sekä aivojen kuvantamis- ja stimulaatiomenetelmät tuovat ihan uusia mahdollisuuksia hoitojen kehittämiseen”, Joutsa sanoo.

Sveitsissä tehtiin vuonna 2023 operaatio, jossa pyöräilyonnettomuudessa selkäydinvamman saanut alaraajahalvaantunut mies sai kävelykykynsä takaisin. Selkäydinvammassa vauriokohtaan tulee katkos, joka estää tiedonkulun: vaikka jalkojen hermot voivat olla kunnossa, niihin ei kulkeudu aivoista käskyä liikkua.

Miehen jalat saatiin uudelleen toimimaan, kun aivoihin ja selkäytimeen asennettiin tekoälyä hyödyntävät implantit. Ne vievät viestin vauriokohdan yli. Kun mies päättää liikkua, aivoissa tapahtuu liikealueella aktivoituminen, joka välittyy aivoimplantin kautta langattomasti selkäytimen implanttiin. Tämä on yhteydessä jalkaa liikuttaviin hermoihin ja stimuloi jalat sähköimpulssien avulla liikkumaan.

”Todella paljon mielenkiintoista tutkimusta on nyt käynnissä”, Joutsa toteaa. Tarvetta neuromodulaatiohoidoille on myös monissa sellaisissa sairauksissa, joihin on jo toimivia lääkehoitoja tarjolla. Esimerkiksi essentiaalisessa vapinassa lääkehoidoilla saa avun vapinaan vain osa potilaista.

”Uudet tekniikat, kuten syväaivostimulaatio ja HIFU, auttavat vapinasta kärsivää potilasta silloin, kun lääkkeet eivät toimi ja oireet ovat vaikeita”, Joutsa kertoo.

HIFU-tekniikassa vapinaa aiheuttavan verkoston toiminta rauhoitetaan tuhoamalla tämän verkoston keskeinen solmukohta.

Tätä tietoa ei löydy oppikirjoista

Aivosairaudet ovat yksi eniten inhimillistä kärsimystä, työkyvyttömyyttä ja toimintakyvyttömyyttä aiheuttavista sairausryhmistä. Alzheimerin tauti, Parkinsonin tauti, aivohalvaukset aiheuttavat maailmanlaajuisesti valtavan määrän kärsimystä ja hoidontarvetta.

”On vielä monia sairauksia, joihin ei ole löydetty hyviä lääkkeitä, sekä potilaita, joille muut hoidot eivät ole riittäviä.”

Joutsan mukaan säätiöiden myöntämä tutkimusrahoitus on tärkeää, sillä ilman rahoitusta mikään tutkimus ei etene. Julkinen rahoitus kliiniselle tutkimukselle on viime vuosina selvästi vähentynyt. Joutsa itse on saanut tukea Suomen Lääketieteen Säätiöltä uransa kaikissa vaiheissa: tutkijanuran varhaisvaiheessa, post doc -kaudella Harvardissa, palatessaan ulkomailta sekä perustaessaan omaa tutkimusryhmää.
”Nykyisin meillä on 30 hengen tutkimusryhmä. Säätiö on antamansa tuen myötä osaltaan mahdollistanut sen.”

Joutsan mukaan aivotutkimus on äärimmäisen kiehtovaa. Hän kokee, että sitä kautta voi olla luomassa uutta tietoa, mitä ei oppikirjoista löydy.

”Tutkimustyössämme saamme ratkoa kysymyksiä, joihin kukaan maailmassa ei vielä tiedä vastausta. Lisäksi kliinisessä työssä näen päivittäin konkreettisesti, millaisia ongelmia aivosairaudet aiheuttavat. On hienoa, että voin omalla tieteellisellä työlläni hakea ratkaisuja näihin ongelmiin.”