PET-kamera paljastaa kehon mekanismit
Turun yliopiston professori Lauri Nummenmaan nelivuotisessa hankkeessa selvitetään ahdistuksen ja sydänoireiden yhteyksiä uraauurtavalla tekniikalla.
PET-kameralla voidaan kuvata lähes koko keho samanaikaisesti. Kuva: Turun yliopisto
Kun rakastumme, sydän pamppailee. Kun olemme hermostuneita, vatsa kipristelee. Kun pelästymme, kulkee kylmä väre pitkin selkäpiitä.
Mieli ja ruumis hahmotetaan usein toisistaan erillisinä, mutta ihmisyyden todellisuus ei ole näin kaksijakoinen. Edes tunteet eivät synny vain aivoissamme, vaan ne muuttavat koko kehon toimintaa. Ilmiö on tunnettu psykologiassa jo pitkään. Lääketieteenkin puolella on kiinnitetty huomiota esimerkiksi siihen, miten erilaiset mielen sairaudet oireilevat kehossa.
Tarkan tiedon saaminen aiheesta on ollut vaikeaa. Vaikka aivokuvantaminen on jo pitkään näyttänyt, miten tuntemukset aktivoivat aivojen eri alueita, on muu keho jäänyt katveeseen. Käytännössä kehon ja mielen yhteyksiä on kartoitettu esimerkiksi kyselytutkimuksin, joissa ihmisiä on pyydetty kuvailemaan, miten tuntemukset vaikuttavat kehossa.
Uusi tekniikka tuo kuitenkin uusia mahdollisuuksia. Tällainen on Turun yliopistollisen keskussairaalan PET-keskukseen vuonna 2022 hankittu uuden sukupolven PET-kamera eli positroniemissiotomografia-kamera.
Kamera kuvaa kerralla ihmisen hieman yli metrin matkalta, päästä reisiin.
”Voimme siis reaaliajassa nähdä, miten tunnereaktiot tapahtuvat samanaikaisesti sekä aivoissa että kehossa”, toteaa Nummenmaa.
Radioaktiivinen vesi näyttää tunteet koko kehossa
Nummenmaa työryhmineen sai maaliskuussa Jane ja Aatos Erkon säätiöltä 720 000 euron avustuksen hankkeeseen, jonka tavoite on kerätä kattavaa tietoa siitä, miten sydänsairaudet ja ahdistusoireet näkyvät koko kehossa.
”Tiedämme, että ahdistushäiriöt ja sydänoireet ovat kytköksissä toisiinsa”, Nummenmaa selventää.
”Ahdistus voi pistää rintakehässä, ja toisaalta esimerkiksi sepelvaltimotautiin liittyy usein ahdistushäiriöitä. Uuden PET-kameran avulla voimme nähdä reaaliajassa, miten vaikka ahdistusreaktio aktivoi eri osia aivoissa, sydämessä ja verenkierrossa sekä muissa elimissä.”
Käytännössä tämä tehdään radioaktiivisella vedellä, jossa tavallinen happi on korvattu radioaktiivisella O15-isotoopilla. Vettä annostellaan verenkiertoon, jotta nähdään, miten veren virtaus muuttuu eri puolilla elimistöä.
”Veren virtaus kertoo elinten ja elimistön aktiivisuudesta. Jos jonnekin kulkee paljon verta, tarkoittaa se sitä, että siellä tapahtuu.”
Isotoopin annostelun jälkeen koehenkilölle voidaan esimerkiksi näyttää pelottavaa elokuvaa samaan aikaan kun radioaktiivisen veden liikkeitä verenkierrossa seurataan PET-kameralla. Näin saadaan reaaliaikaista tietoa siitä, missä päin keho reagoi ahdistukseen ja missä ei.
Lauri Nummenmaa
Professori, PET-keskus, Turun yliopisto
Ryhmänjohtaja Jane ja Aatos Erkon säätiön rahoittamassa nelivuotisessa Ahdistuksen ja sydänsairauksien välisen yhteyden kuvantaminen koko kehon positroniemissiotomografian avulla -hankkeessa.
(Kuva: Turun yliopisto)
Isotoopin puoliintumisaika on vain kaksi minuuttia, ja sen avulla voidaan kuvata noin neljän minuutin ajan. Säteilyä koehenkilö saa suunnilleen yhtä paljon kuin lennolla yli Atlantin.
Kokonaan uuden äärellä
Kyseessä on täysin uudenlainen perustutkimus, Nummenmaa kertoo. Koska koko kehon PET-kameroita on vasta vähän, kukaan muu ei tee samanlaista tutkimusta.
Nelivuotisen tutkimuksen aikana hän toivoo pääsevänsä kuvaamaan satoja tutkittavia. Toistojen avulla käsityksemme kehon toiminnasta tarkentuu.
”Jos löydämme selkeitä merkkejä esimerkiksi ahdistushäiriölle uhkaavista tekijöistä ja niiden näkymisestä kuvauksessa, olisi se suuri apu ahdistuksen diagnosointiin.”
Radioaktiivisen veden lisäksi Nummenmaa suunnittelee kuvauksia myös fluorileimatulla glugoosilla. Sen avulla voidaan mitata tarkasti elimistön energiankulutusta.
”Energiankulutus antaa meille hieman toisenlaisen näkökulman samoihin asioihin.”
Sokerin kierto on kuitenkin hitaampaa kuin veden, eikä sitä voi seurata samalla tavalla reaaliajassa. Niinpä se sopii pidempiaikaisen ahdistuksen tai sydänoireiden vaikutusten kartoittamiseen.
Tavoitteena masennuksen ennaltaehkäisy
Mutta miksi näin synkkä tutkimusaihe? Eikö ahdistuksen sijasta olisi hauskempaa tutkia vaikkapa ilon vaikutuksia elimistöön?
”Tutkijalla on tietysti vapaus tutkia mitä haluaa, mutta vapauteen liittyy myös vastuu”, vastaa Nummenmaa.
Hän muistuttaa, että ahdistushäiriöt ovat iso kansanterveydellinen ongelma, joista kärsii jopa seitsemän prosenttia suomalaisista. Sydän- ja verenkiertoelimistön sairaudet taas ovat suomalaisten yleisin kuolinsyy. Tutkijan velvollisuus on tehdä hyvinvointia ja innovaatioita edistävää tutkimusta.
”Tutkimuksen tarkoitus on ymmärtää paremmin näitä tauteja ja niiden mekanismeja. Kun opimme ymmärtämään esimerkiksi ahdistuksen tunnusmerkkejä, voimme kehittää hoitoja, joilla puolestaan pystymme toivottavasti ehkäisemään ahdistusta jo ennakoivasti.”
Turun yliopiston PET-keskukseen hankittu PET-kamera on koko maailmassa vielä harvinainen. Jane ja Aatos Erkon säätiö myönsi laitteen hankintaan 5 miljoonan euron avustuksen vuonna 2021.
(Kuva: Turun yliopisto)
Kokovartalon PET uudisti tutkimusta
Nummenmaan vetämä tutkimus on yksi parista kymmenestä uudesta tutkimushankkeesta, jotka ovat käynnistyneet Turun yliopiston, Turun yliopistollisen keskussairaalan ja Åbo Akademin yhteisessä PET-keskuksessa uuden kameran hankinnan jälkeen.
Keskuksen johtajan, professori Juhani Knuutin mukaan kamera on uudistanut tutkimustyön koko keskuksessa.
”Kun vanhalla kameralla kuvattiin yleensä yhtä elintä kerrallaan, näkee nyt samanaikaisesti melkein koko kehon. Se on mahdollistanut asioiden tarkastelun kokonaisvaltaisesti”, Knuuti kuvailee.
Tämä on samalla vaatinut uudenlaiset tutkimusryhmät.
”Esimerkiksi itse olen sydäntutkija. Nyt kuitenkin näen, että sydämen tapahtumat vaikuttavat vaikka aivoihin tai suolistoon, mutta enhän minä niistä mitään ymmärrä. Niinpä tarvitsen ryhmääni väkeä, jotka ymmärtävät.”
Kaikkiaan PET-kameraa käyttäviä tutkijoita on satakunta.
Poikkeuksellinen avustus
PET-kameran hankinta oli kallis 7,5 miljoonan euron investointi. Jane ja Aatos Erkon säätiö myönsi tähän viiden miljoonan euron avustuksen vuonna 2021.
Avustus on erittäin poikkeuksellinen, sillä säätiö ei pääsääntöisesti tue laitehankintoja. PET-kameran tärkeyttä kuitenkin puolsivat sen kansallinen hyödynnettävyys sekä merkittävyys tutkimuksen ja diagnostiikan laajalle kehittämiselle.
Vastaavia laitteita on maailmassa vasta muutamia.
Turussa on innostuttu erityisesti radioaktiivisella vedellä tehdyistä tutkimuksista. Niiden aiheet ulottuvat tunteista ja sydänsairauksista esimerkiksi lihavuuteen, aineenvaihduntaan ja ruskeaan rasvaan.
Noin puolet kuvattavista on tutkimushenkilöitä. Toinen puoli on sitten sairaalan kliinistä työtä.
”Mutta myös kliiniset potilaat kuvataan kauttaaltaan. Lausunnoissa hyödynnetään vain kliinisesti pyydettyjä kohtia, mutta kaikki muu on hyvää materiaalia tutkimuksiin”, Knuuti summaa.
Jane ja Aatos Erkon säätiön uutiskirje
Uutiskirjeemme tilaajana saat ajankohtaiset kuulumiset sähköpostiisi neljästi vuodessa.
Tilaamalla uutiskirjeen hyväksyt tietosuojaselosteen.