Räätälöityä aivostimulaatiohoitoa masennukseen

Juha Gogulskin tutkimus keskittyy sarjoittaiseen magneettistimulaatioon eli rTMS-hoitoon. Hoidossa aivojen kuorikerrokseen synnytetään nopeasti muuttuvan magneettikentän avulla pieniä sähkövirtoja, jotka aktivoivat hermosoluja. Ajatuksena on, että masennuksessa hermosolujen toiminta on ikään kuin alavireessä, ja stimulaatio voi auttaa palauttamaan niiden aktiivisuutta.

Hoidon käyttö on yleistynyt Suomessa 2000-luvulla, ja sitä annetaan esimerkiksi yliopistosairaaloissa.

– Tällä hetkellä rTMS-hoitoa annetaan samankaltaisilla asetuksilla lähes kaikille potilaille. Teoriassa hoitoparametrien yhdistelmiä on lähes rajattomasti, mutta emme vielä osaa arvioida, mitkä niistä sopisivat parhaiten kullekin potilaalle, Gogulski kertoo.

Hänen tutkimuksensa tavoitteena on löytää tähän ratkaisu. Gogulskin hankkeessa yhdistetään TMS-stimulaatio ja aivosähkökäyrämittaus (EEG). Näiden avulla pyritään tunnistamaan aivotoiminnan biomarkkeri, eli eräänlainen aivojen “sormenjälki”, joka ennustaisi, millainen hoito toimii parhaiten juuri kyseiselle potilaalle.

Jos biomarkkeri onnistutaan kehittämään, masennuksen hoitoa voitaisiin tulevaisuudessa räätälöidä mitatun aivotoiminnan perusteella sen sijaan, että eri hoitomuotoja kokeillaan yksi kerrallaan.

Harvinainen tutkimusympäristö

Tutkimus toteutetaan Aalto-yliopiston neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella, jossa on käytössä poikkeuksellinen tutkimuslaitteisto: viiden päällekkäisen TMS-kelan järjestelmä. Vastaavia laitteita on maailmassa vain neljä. Laitteiston avulla stimulaatiota voidaan kohdistaa tarkasti eri aivoalueille ilman, että kelaa tarvitsee siirtää fyysisesti. Stimulaation kohtaa ja muita asetuksia voidaan muuttaa elektronisesti, ja samalla mitata aivojen sähköisiä vasteita.

Tutkimuksessa hyödynnetään lisäksi Aallon MRI-kuvantamisresursseja, kehittyneitä TMS–EEG-analyysimenetelmiä sekä korkean suorituskyvyn laskentaklusteria.

–Analysoimme laajaa kliinistä aineistoa masennuspotilaista, joille on tehty TMS–EEG-mittauksia useista aivokohteista. Aineisto on kansainvälisesti poikkeuksellinen muun muassa siksi, että mittauksissa on käytetty tarkkoja menetelmiä signaalien laadun varmistamiseksi. Näiden tietojen pohjalta rakennetaan ja validoidaan biomarkkeri, joka voisi tulevaisuudessa auttaa valitsemaan potilaalle juuri oikean rTMS-hoitolinjan, Gogulski kertoo.

Jos tavoite onnistuu, sillä voi olla merkittävä vaikutus sekä potilaiden elämään että terveydenhuoltoon.

– Tällöin masennuksen hoito ei perustuisi enää “kokeillaan ja katsotaan” -malliin. Hoitoa voitaisiin säätää aivoista mitatun sähköisen toiminnan perusteella jo hoitojakson aikana, jolloin hoitotulokset voisivat parantua ja hoitojaksot lyhentyä, Gogulski sanoo.

Fysiikasta neurotieteisiin

Gogulskin oma tutkijapolku on kulkenut tieteenalojen risteyksessä. Hän aloitti opintonsa Helsingin yliopistossa fysiikan parissa, mutta halusi myöhemmin tehdä työtä, jossa olisi vahvempi yhteys ihmisiin ja lääketieteeseen. Lääketieteen opinnot johdattivat hänet nopeasti neurotieteiden pariin.

– Kiinnostuin siitä, mitä aivoissa todella tapahtuu. Transkraniaalinen magneettistimulaatio tuntui erityisen kiehtovalta, koska sen avulla voidaan paitsi mitata myös vaikuttaa aivojen toimintaan, hän kertoo.

Gogulski väitteli lääketieteen tohtoriksi vuonna 2018 ja jatkoi sen jälkeen tutkimusta sekä kliinistä työtä lääkärinä. Käänteentekevä vaihe tutkijanuralla oli postdoc-jakso Stanfordin yliopistossa Yhdysvalloissa, jossa hän syvensi osaamistaan TMS-tutkimuksessa.

– Olen ollut sekä kliinisessä työssä hoitamassa potilaita että kehittämässä tutkimusmenetelmiä. Se yhdistelmä antaa hyvän lähtökohdan uusien hoitomuotojen kehittämiseen, hän sanoo.

Apuraha mahdollistaa oman tutkimussuunnan

Instrufoundation Fellow -apuraha on Gogulskille sekä henkilökohtaisesti että tutkimuksen kannalta merkittävä. Varhaisessa tutkijavaiheessa rahoitus määrittää usein, millaisia tutkimusaiheita voi tehdä ja kenen hankkeisiin osallistuu. Fellow antaa Gogulskille mahdollisuuden rakentaa omaa tutkimuslinjaansa.

– Tämä auttaa minua löytämään oman paikkani akateemisessa maailmassa. Kun tutkimuksella on oma rahoitus, voin keskittyä juuri niihin kysymyksiin, jotka ovat mielestäni tieteellisesti tärkeimpiä. Tällainen tutkimus ei myöskään ole yhden ihmisen työtä. Tarvitaan tiimi, jossa jokaisella on oma erikoisosaamisensa.

Apurahan turvin Gogulski voi käyttää enemmän aikaa tutkimukseen sekä rakentaa tutkimusryhmää. Rahoituksella on muun muassa tarkoitus palkata väitöskirjatutkija ja kattaa tutkimuksen mittauskuluja.

Pitkä tie kohti uusia hoitoja

Gogulskin tavoitteena on, että aivostimulaatioteknologian mahdollisuuksia voitaisiin hyödyntää potilaiden hoidossa nykyistä tehokkaammin. Tutkimus on kuitenkin hidasta ja vaatii paljon perustyötä.

– Todelliset läpimurrot syntyvät usein pitkäjänteisestä perustutkimuksesta. Ensin täytyy ymmärtää tarkasti, miten aivot reagoivat stimulaatioon ja millaiset signaalit ennustavat hoitovastetta.

– Siksi apurahoilla on tutkimuksessa keskeinen rooli. Ne mahdollistavat sen pohjatyön, jonka varaan uudet hoitomenetelmät voidaan myöhemmin rakentaa.

Teksti: Tia Härkönen
Kuva: Aalto-yliopisto, Matti Ahlgren