Kliininen aivotutkimus on kiehtovaa monella tapaa, sillä siinä pääsee tutustumaan useimmille näkymättömään maailmaan. Tarkentuvat mittausmenetelmät tuovat koko ajan jotain uutta esiin jopa samoista kohteista. Ala kehittyy myös muita tieteenhaaroja vilkkaammin, sillä merkittävät löydöt syntyvät usein osana poikkitieteellisiä tutkimuksia, joiden pohjalta fokusta siirretään. Ilman aivojen tutkimista esimerkiksi käyttäytymistiedettä tai koneoppimista ei nykyisellään olisi olemassa.

Aalto-yliopiston aivotutkimuslaboratorio

Aalto Brain Centre (ABC) yhdessä aivotutkimusyksikkö BRU:n kanssa muodostavat neurotieteiden ja neuroteknologian keskuksen, jossa tutkitaan eri aivokuvantamismenetelmien avulla ihmisten aivojen aktiviteettia eri olosuhteissa. Pyrkimyksenä on lisätä tietämystä ihmisaivojen rakenteesta ja toiminnasta, sekä kehittää aivojen tutkimisessa käytettäviä menetelmiä sekä teknologiaa. ABC on yliopiston tärkeimpiä strategisia perustieteiden hankkeita ja se työllistää vakituisesti noin 20 professoria ja vanhempaa tutkijaa. Tuloksia hyödynnetään korkeakoulun sisällä erityisesti kognitiotieteiden, verkkoanalyysiin liittyvien algoritmien, koneoppimisen ja insinööritieteiden tutkimuksissa, sekä näihin liittyvien uusien sovellusten kehittämisessä.

Tutkimustyö yliopiston aivoyksikössä on lähtökohtaisesti erittäin kansainvälistä, sillä yksittäiset laboratoriot ovat erikoistuttuaan tulleet riippuvaisiksi toisistaan perustutkimuksen osalta. Tiedonvaihto on aktiivista ja tutkijat liikkuvat paljon, osallistuen tutkimushankkeisiin eri maissa. Yliopiston aivotutkimuslaboratorio on saattanut maailmalle kaksi alan merkittävää yritystä. Elektra-Neuromag Oy on yksi johtavia magnetoenkefalografian (MEG) instrumenttien toimittajia. Nexstim Oy on vastaavasti transkraniaaliseen magneettistimulaatioon (TMS) liittyvien sovellusten ja tuotteiden kehittäjä ja toimittaja, joka tekee yhteistyötä muun muassa amerikkalaisten kuntoutuskeskuksien ja hoitoalan yritysten kanssa.

Aivotutkimuksen menetelmiä

EEG

Enkefalografia on aivojen mittauksen vanhimpia ja yksinkertaisimpia muotoja. Pään pinnalle asetetut elektrodit rekisteröivät aivokuoressa tapahtuvia aivojen sähköisen toiminnan tuottamia minimaalisia jännitemuutoksia. Aivosähkökäyrän mittaus on mahdollista suorittaa lähes missä tahansa, sen vaatiman teknisen välineistön pienuuden vuoksi ja myös kuluttajamarkkinoilla on useita tähän tarkoitukseen valmistettuja tuotteita. Laboratorio-olosuhteissa EEG soveltuu edelleen mainiosti muiden mittausmenetelmien rinnalle vahvistamaan tai kumoamaan saatuja päätelmiä, sekä käyttäytymistieteellisten tutkimusten päätyövälineeksi.

MEG

Magnetoenkefalografia mittaa ja paikantaa aivojen hermosolutoiminnan aiheuttamaa heikkoa magneettikenttää sen ulkopuolelta käsin. Mittaustapa on aiemmin soveltunut parhaiten terveeksi tiedetyn koehenkilön tutkimiseen ja aivojen toimintamekanismien yleiseen kartoittamiseen. Analysointimenetelmien parantuminen viime vuosina on kuitenkin mahdollistanut MEGin hyödyntämisen kliinisistä aivovaurioista toipuvien potilaiden seurannassa. On myös todennäköistä, että tutkimusmenetelmien kehittyessä tiettyjä aivosairauksia voidaan tällä alustavasti diagnosoida.

MRI ja fMRI

Aivojen magneettikuvaus MRI ja tämän kehittyneempi muoto toiminnallinen magneettikuvaus fMRI ovat aivotutkimuksen tärkeimpiä työvälineitä. Kuvaus tapahtuu magneettikentältä suojatussa huoneessa tätä tarkoitusta rakennetussa putkimaisessa laitteessa, jonka päähän alustalla selällään makaava kuvattava henkilö sijoitetaan. Voimakas magneetti hyödyntää mittauksessa aivon kudosten vesipitoisuutta ja niiden magneettisia ominaisuuksia. Toiminnallisessa kuvauksessa verenkiertoon tai vaihtoehtoisesti nivelien sisään ruiskutetaan vaaratonta varjoainetta, joka lisää saatujen kuvien kontrastia. Näin voidaan havaita tarkemmin etsittävät kohteet ja mahdolliset poikkeamat.

nTMS

Neuronavigaatio, eli transkraniaalinen magneettistimulaatio (nTMS), on aivojen reaktiivinen mittaustapa, jota käytetään yhdessä joko magneettikuvauksen (MRI) tai aivosähkökäyrän (EEG) kanssa. Magneettistimulaatiotutkimuksessa aivokuoren hermosoluja ja niiden välisiä sähkövarauksia aktivoidaan kallon ulkopuolisen magneettikentän avulla ja näin voidaan paremmin hahmottaa miten aivojen eri osat kommunikoivat keskenään.