JYUnity

Jyväskylän yliopiston monitieteinen aivotutkimuskeskus edustaa alansa uutta aaltoa. Keskuksessa tutkitaan ihmisen arkeen ja elämään kytkeytyviä aiheita, kuten lapsen kehitystä ja oppimista, mielen hyvinvointia ja liikunnan vaikutuksia aivoihin koko elämänkaaressa. Maailmanluokan laitteisto auttaa selvittämään, miten lasten kielelliset ja matemaattiset taidot kehittyvät heidän kasvaessaan tai miten eri aivoalueet reagoivat ärsykkeisiin.

Monitieteinen aivotutkimuskeskus, CIBR, perustettiin vuonna 2011 kokoamaan yhteen Jyväskylän yliopiston eri alojen aivotutkimusta. Visio kansainvälisesti merkittävästä tutkimuslaitteistosta toteutui – syntyi maailmanluokan infrastruktuuri, joka tarjoaa edellytykset laaja-alaiseen ja merkittävään tutkimukseen sekä monitieteelliseen yhteistyöhön.

Apulaisprofessori Tiina Parviainen johtaa Jyväskylän aivotutkimuskeskusta.

”CIBR luo puitteet tutkimukselle, ylläpitää tutkimusinfrastruktuuria ja edistää sen yhteiskäyttöä. Keskus tarjoaa myös koulutusta laitteiden tekniseen käyttöön, mutta lisäksi olemme mukana aivotutkimuksen ja neurotieteen alan koulutuksessa – tästä esimerkkinä uusi kognitiivisen neurotieteen tohtoriohjelma”, tutkimuskeskuksen johtaja, apulaisprofessori Tiina Parviainen summaa.

Tutkimuskeskuksen tavoitteena on edistää aivotutkimuksen vaikuttavuutta yhteiskunnassa ja mahdollistaa huippuluokan aivotutkimusta Jyväskylän yliopistossa. Näissäkin tavoitteissa on onnistuttu, sillä keskuksessa tehdään kansainvälistä huipputiedettä myös Suomen Akatemian mittareilla: yhteistyötä tehdään esimerkiksi uuden oppimisen dynamiikan ja interventiotutkimuksen huippututkimusyksikön tutkijoiden kanssa.

Kymmenvuotiasta Monitieteistä aivotutkimuskeskusta ei rakennettu tyhjästä, sillä neuropsykologian tutkimus Jyväskylän yliopistossa juontaa juurensa kauas historiaan. Neuropsykologinen tutkimus rantautui Keski-Suomeen alkujaan Niilo Mäen (1902–1968) matkassa jo 1930-luvun loppupuolella. Tutkimuslaboratorion kokoamisessa otettiin puolestaan suuria harppauksia 60-luvulla professori Martti Takalan (1924–2012) johdolla.

Yliopistoyhteisön yhteinen infra

CIBR haluaa olla tutkijayhteisö, johon kaikki aivotutkimusta Jyväskylän yliopistossa tekevät tutkijat voivat tuntea kuuluvansa. Tiedekuntarajat ylittävä yhteisö tarjoaa mahdollisuuksia yhteistyön eri muodoille.

Vaikka tutkimuskeskus on hallinnollisesti osa psykologian laitosta, alleviivaa Tiina Parviainen keskuksen ja tutkijaverkoston monitieteellisyyttä. Parviainen toivoo yliopistoyhteisön olevan tietoinen tutkimusinfrastruktuurista sekä sen tarjoamasta potentiaalista useiden eri alojen tutkimukselle. Tarvittaessa laboratorio ja mittauslaitteet palvelevatkin kaikkien alojen tutkijoita. Uudet avaukset, kuten yhteistyö DI-koulutuksen kanssa, herättää tutkijayhteisössä kiinnostusta.

”Kallista infraa ja erityisosaamista ei kannata sulkea yhden tiedekunnan vakan alle. Tiedon tulee olla koko yliopistoyhteisön käytössä.”

Välineet ja tukea neurotieteelliseen tutkimukseen

Tällä hetkellä aivotutkimuskeskuksessa keskeisiä tutkimuslinjoja ovat oppiminen ja kehitys, oppimisen vaikeudet, liikunnan ja fyysisen harjoittelun vaikutukset sekä mielen hyvinvointi sekä siihen vaikuttavat interventiot. Tutkimuksessa hyödynnetään muun muassa yliopiston informaatioteknologian ja matemaattisen mallintamisen metodiosaamista. Keskuksen omaan infrastruktuuriin kuuluu niin mittauslaitteistoa kuin aivojen stimulointiin tarkoitettuja laitteita.

EEG mittaa aivosähkökäyriä ajallisesti hyvin tarkasti. EEG:n avulla voidaan tutkia esimerkiksi tiedon käsittelyä.

EEG:llä eli aivosähkökäyrällä mitataan aivojen sähköistä toimintaa. Tarkasti sijoitetut, päänahkaan kiinnitettävät elektrodit reagoivat aivojen hermosoluihin. Elektrodit on usein sijoitettu myssyyn, joka auttaa niiden sijoittelussa ja nopeuttaa mittauksen valmisteluja. Aivosähkökäyrällä voidaan tarkkailla esimerkiksi ärsykkeisiin, kuten ääniin tai kuviin reagoimista sekä aivojen kehittymistä.

EEG-laboratoriot sijaitsevat Kärki-rakennuksessa Mattilanniemessä, mutta toisinaan laitteita on siirretty kampusalueiden ulkopuolelle. Niillä on mitattu aivosähkökäyriä esimerkiksi lentosimulaattorilla tapahtuvan oppimisen aikana. Ensi vuoden alkupuolella laboratorion pienimmät EEG-myssyt puolestaan sovitetaan juuri synnytysosastolta kotiutuneiden vauvojen päihin, keräämään tutkimusdataa matemaattisten taitojen kehittymistä tarkastelevaa pitkittäistutkimusta varten.

Massiivinen MEG, eli magnetoenkefalografia-laite on toiminnallisuudeltaan sukua EEG-myssyille. MEG-laite mittaa aivojen toiminnasta syntyviä heikkoja magneettikenttiä. Sen avulla voidaan tutkia millisekuntien tarkkuudella eri aivoalueiden aktivoitumista sekä aktivoinnin siirtymistä alueelta toiselle. Vaikka laitteita käytetään lähinnä tieteellisessä tutkimuksessa, löytyy käyttötarkoituksia myös kliinisestä lääketieteestä: laitteen avulla voidaan paikantaa esimerkiksi epilepsiakohtauksen syntypaikka.

Yksi Suomen kolmesta MEG-laitteesta on Jyväskylässä

Aivotutkimuskeskuksen MEG-laboratorio on varusteltu monipuolisesti erilaisilla stimulointi- ja seurantalaitteilla.

MEG-laboratorion saaminen osaksi Jyväskylän yliopiston aivotutkimusinfrastruktuuria vuonna 2015 oli suuri uutinen – ja miljoonainvestointi. Useita tonneja painavat suojahuoneen seinät pitävät massiivisen laitteen herkät mittarit erillään muista häiritsevistä signaaleista.

Suomessa laitteita löytyy Jyväskylän yliopiston lisäksi ainoastaan Meilahden sairaalasta sekä Aalto yliopistosta, jonka edeltäjä, Teknillinen korkeakoulu, oli yksi MEG:n syntypaikoista. Laite kehitettiin 1970-luvun alussa ja sen globaalien markkinoiden johtaja pitää edelleen kotipaikkaansa Helsingissä.

Erilaisilla laitteistoilla aivotoimintaa voidaan mittaamisen lisäksi myös stimuloida keinotekoisesti. Aivojen ja kehon muiden toimintojen välisiä psykofyysisiä reaktioita voidaan mitata esimerkiksi sydämen ja hengityksen rytmejä, käsien hikoilua tai tahdosta riippumattomia refleksejä tarkastelemalla.

Tutkimuksissa hyödynnetään myös muuta yliopistosta löytyvää tutkimuslaitteistoa, kuten musiikintutkimuksen, liikuntabiologian ja IT-tiedekunnan tutkimusinfrastruktuuria. Yhteistyö on avannut ovia myös yliopiston ulkopuolisten tahojen tutkimuslaitteiston, kuten Sairaala Novan aivojen magneettikuvauksen, hyödyntämiseen.

Lue lisää Jyväskylän Monitieteisestä aivotutkimuskeskuksesta (CIPR) ja siellä tehtävistä tutkimuksista.