Arkistot kuukauden mukaan: maaliskuu 2016

Aivot ovat mielen tyyssija ja mitä täydellisimmin organisoitunut, hoitoa vaativa pääte-elin

Aivojen monimutkaisuus on monta kertaluokkaa suurempi kuin minkään kosmoksen rakenteen, sanoo fyysikko Sir Roger Penrose. Niinpä luisen kallomme suojassa on täydellisimmin organisoitunut osa universumia, joskin kosmologian mittakaavassa pienen pieni. Rakenteen sisälle mahtuu laaja mittakaavojen kirjo yksittäisten hermosolujen ja niiden välisten liitosten eli synapsien tasolta kohti kognitiivisten systeemien makrotasoa. Jokaisen tason toiminta on kiinteästi sidoksissa toisiin tasoihin, näin muodostaen monitasoisen verkostojen verkoston, joka toimii ihmismielen dynaamisena tyyssijana tuottaen taso tasolta ominaisuuksia ja lisäarvoja, joka eivät ole redusoitavissa sitä muodostaviin peruspalikoihin.

Verkostonäkökulma auttaa ymmärtämään aivojen rakenteen arkkitehtuuria, sitä tapaa jolla hermosolut, niiden ”kaapelit” eli aksonit ja dendriitit, kytkeytyvät toisiinsa synapseilla, sekä niiden toiminnan arkkitehtuuria, kykyä tuottaa reaktioita niin korkealla tasolla kuin monimutkaiset fysiologiset vasteet ja käyttäytyminen vaativat. Organisoituneisuus onkin tarpeen, kun yksittäisellä hermosolulla voi olla jopa 200 000 synapsia ja kun rakenteen kompleksisuus lisääntyy eksponentiaalisesti hermostollisten yksiköiden lukumäärän kasvaessa. On helppo ymmärtää, että pyrkimys verkostoaivojen tarkasteluun ja mallintamiseen vaatii korkean tason matemaattista ja laskennallista lähestymistapaa. Monia neurotieteen keskeisiä kysymyksiä voidaankin hedelmällisesti lähestyä verkostojen näkökulmasta ja verkkoteoreettista osaamista hyödyntämällä, ja tätä suuntausta edustaa puhtaimmillaan laskennallinen neurotiede.

Neurotieteen kirjo on kohteensa mukaisesti laaja. Kuten oheisessa kuvassa, kulkiessamme aivojen toiminnallisten rakenneverkkojen makrotasolta kohti solutasoa törmäämme lopulta perustason rakennepalikkaan, jota kutsutaan neurovaskulaariseksi yksiköksi. Siinä näemme verisuonen sitä ympäröivine ja sisältä vuoraavine soluineen, solunulkoisen tilan, hermosolut ja niiden välisen liitoksen, synapsin. Tämä yksikkö, jonka toiminta on ratkaisevasti häiriintynyt neurologisissa sairauksissa aivoverenkiertohäiriöistä Alzheimerin tautiin, voidaan nähdä tässä yhteydessä eräänlaisena puuttuvana renkaana: se muistuttaa meitä aivojen roolista elimistömme osana ja mitä tärkeimpänä pääte-elimenä – tässä merkityksessä siis osana ”lihaa ja verta” meissä, kudoksena kudosten joukossa.

LSkuva

 

Neurologian näkökulma aivoihin on ensisijaisesti sairauslähtöinen, se on oppi hermoston sairauksista ja niiden lääkehoidosta. Voimme puhua tämän mutkikkuudessaan mielikuvitusta uhmaavan rakenteen terveydestä ja sairaudesta, voimme todeta sen ehdottoman riippuvuuden sydän- ja verenkiertoelimistömme tai vaikkapa immuunijärjestelmämme tilasta, ja voimme havaita, miten altis se on ulkoisille traumoille. Kosmoksen organisoituneimman aarteemme toiminta, hyvinvointi ja elämänkaari kytkeytyvät arkipäiväisiltä kuulostaviin riskitekijöihin kuten verenpaine, sokeritasapaino, lihavuus tai sydämen rytmihäiriötaipumus, ja elämäntapavalintoihin, mitä ja miten syömme, juomme ja hengitämme; mitä harrastamme, mille altistumme…ja vastaavasti elimenä se on altis vaikkapa tulehduksellisten tai geneettisten tekijöiden välittämille häiriöille, ulkoisten voimien aiheuttamista vammoista puhumattakaan. Aivojen omistajan ohella aivojen kanssa työtä tekevä on paljon haltijana.

Edelläkuvatun aivodualismin ”lihallinen” luonne on se, joka luo kysynnän neurologialle, mutta tälläkään kentällä kohdetta ei voi redusoida tämän mukaiseksi. Neurotieteellinen perustutkimus ja translationaalinen lääketiede kietoutuvat erottamattomasti yhteen kliinisen neurotieteen kanssa, ja lähestymistavat oivallisesti ruokkivat toisiaan, päivittäin, tutkimuskohteen ihmeiden äärellä. Neurologin näkökulmasta perustutkimuksen soveltavasta tutkimuksesta erottava poliittinen keskustelu tuntuu erityisen keinotekoiselta.

Tutkimuksen ja hoidon ohella neurologiankin kenttään jää luontevasti vielä yksi merkittävä missio, ja sitä voitaisiin kutsua apostoliseksi: aivojen haltijan tietoisuuden lisääminen tärkeimmän pääte-elimensä ja mielensä tyyssijan terveyden säilyttämiseksi, ja aivoja säilyttävien valintojen puolesta puhuminen kaikilla tasoilla. Nykyhetkessä, kaiken niukkuuden ja priorisoinnin edessä, tämä ”pro aivot”-ääni on saatava kuuluviin – kaikkien neurotieteilijöiden voimin.

 

Tietoa kirjoittajasta:

Lauri Soinne on toiminut Helsingin yliopistollisen keskussairaalan neurologian klinikassa osastonylilääkärinä. Hänen tutkimusryhmänsä syventyy aivoverenkierron fysiologiaan ja aivorungon toiminnan ulottuvuuksiin erityisesti sentraalisen tasapainojärjestelmän kannalta. Sähköposti: lauri.soinne@helsinki.fi

 

Viitteet: