Turun yliopiston FinnBrain-hankkeen tutkijat olivat mukana Nature-tiedelehdessä julkaistussa artikkelissa, jossa kuvataan ensimmäistä kertaa aivojen kasvukäyrät alkuraskaudesta sataan ikävuoteen saakka. Tieteellistä läpimurtoa voidaan hyödyntää jatkossa muussa lääketieteellisessä tutkimuksessa.
Pituuden ja painon kasvukäyrät ovat monille tuttuja neuvolasta. Vastaavia normaalin kasvun ja kehityksen mittareita ei aivojen osalta ole vielä hiljattain ollut käytettävissä.
Cambridgen yliopiston tutkija Richard Bethlehem ja kymmenien tutkijoiden kansainvälinen ryhmä on nyt ensimmäistä kertaa kuvannut ihmisen aivojen kasvukäyrät hyödyntämällä yhteensä 101 457:ää yksilön rakenteellista MRI-kuvaa. FinnBrain-tutkimuksesta kasvukäyrien luomiseen käytettiin lähes 300 MRI-kuvan tietoja.
– Tutkimuksessa hyödynnettyjen kuvien määrä on verrattain pieni koko aineistossa, jossa kuvataan aivojen kehitys "vauvasta vaariin". Se on kuitenkin erittäin merkittävä kaikkein vähiten tutkitussa alle 5-vuotiaita kuvanneiden tutkimusten joukossa, FinnBrain-hankkeen johtaja, professori Hasse Karlsson kertoo.
Tutkimuksessa luodut kasvukäyrät ennustivat aivojen kehitystä luotettavasti ja niiden mallintamisen oikeellisuutta arvioitiin monin eri keinoin. Kasvukäyrät myös auttoivat tunnistamaan lääketieteellisen diagnoosin saaneita tutkittavia. Kasvukäyrät olivat normaalista poikkeavia esimerkiksi skitsofreniaan ja Alzheimerin tautiin sairastuneilla.
Osana tutkimusta laadittiin avoin tietokanta, jonka kautta aivojen kasvukäyrät ovat laajasti käytettävissä. Tutkijat voivat saada kasvun standardipoikkeamat luotettavasti olemassa oleviin ja tulevaisuudessa kerättäviin yli 100 tutkittavan aineistoihin verkossa toimivan sovelluksen kautta.
– Näistä aivojen kasvun virstanpylväistä oli aiemmin viitteitä, mutta niiden ajoitus tarkentui huomattavasti, mikä on sinällään merkittävä läpimurto. Vauvojen ja nuorten lasten aivokuvien analysointi on vaativaa. Onkin kunnia tulla kutsutuksi ja pystyä osallistumaan tähän hienoon työhön. Se kertoo omalta osaltaan kansainvälisestä arvostuksesta FinnBrainissa tehtyä työtämme kohtaan, sanoo FinnBrain aivokuvantamisen tutkimusryhmän vastaava tutkija Jetro Tuulari.
Kasvukäyrät tukevat ensivaiheessa tutkimusta – kliininen sovellettavuus edellyttää jatkotutkimuksia
Aivojen huimasta kehityksestä kertoo se, että aivojen koko kasvaa raskausjasta kolmeen ikävuoteen mennessä noin 70 prosenttia. Aivojen kasvuvauhdin vaihtelut ovat avaintietoa kaikessa tulevassa tutkimuksessa. Esimerkiksi aivojen kuorikerroksen kasvu loppuu jo lapsuusaikana, aivojen harmaan aineen tumakkeet kasvavat noin 18 ikävuoteen saakka ja valkean aineen kasvu ulottuu 30 ikävuoteen saakka.
– Voimme myös itse hyödyntää tutkimuksessa julkaistua kasvukäyrätietoa. Se tuo uusia mahdollisuuksia myös oman hankkeemme monien tutkimuskysymysten muotoiluun, kun jatkamme tutkittavien seurantaa kohti nuoruusvuosia, toteaa FinnBrainin ja Väestötutkimuskeskuksen varajohtaja, apulaisprofessori Linnea Karlsson.
Tutkijat painottavat, että kasvukäyrien kliinisen merkityksen määrittäminen vaatii paljon lisää soveltavaa tutkimusta. Tärkeintä on, että pohja näille tiedoille on nyt luotu. Kasvukäyrien taustalla olevaa aineistoa tullaan päivittämään jatkossa ja siten sen luotettavuus ja maantieteellinen kattavuus matalan tulotason maihin parantuvat tulevaisuudessa.
Tutkimus on julkaistu Nature-lehdessä 6.4.2022: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04554-y
Turun yliopiston FinnBrain-syntymäkohorttitutkimuksessa selvitetään ympäristön ja perimän vaikutusta lapsen kehitykseen. Mukana on yli 4 000 lapsiperhettä, joita seurataan raskausajasta pitkälle aikuisuuteen.
