Ekskursio 1: BIOMAG

Eksursio BIOMAG-laboratorioon

Yleiskuva ekskursiosta

Ekskursion yleisrakenne oli seuraava: Aluksi oli “lyhyt” noin tunnin mittainen luento laboratorion historiasta (josta päällimmäisenä jäi mieleen se, että se oli perustettu 1994 TKK:n, HY:n ja HYKS:n yhteishankkeena) ja tavoitteista (uuden tiedon luominen ja sen soveltaminen kliinisessä lääketieteessä (kuten aivojen ja sydämen sähkö- ja magneettikenttien kuvantaminen)). Tämän jälkeen oli vuorossa laboratoriokierros, missä kolmeen osaan jaettu ryhmä näki MEG-, MKG– ja TMS-laitteistot. Näistä MEG ja TMS nähtiin myös “tositoimissa”, mikä oli kiva. Tosin, osin tästä johtuen ekskursion kesto venyi yli puoli tuntia yliajalle. BIOMAG-laboratoriota ei selvästikään ole suunniteltu näin suurelle väkimäärälle, sillä etenkin TMS-huoneen ilma meni todella huonoksi laitteistoesittelyjen aikana.

BIOMAG-laboratorion laitteistot

Luennolla käsiteltiin myös mitä mittalaitteita Biomag laboratoriossa käytetään:
EKG, EEG, MKG, MEG, TMS, NIRSI:

  • TMS:ää (transcranial magnetic stimulation) käytetään aivokuoren sähköiseen aktivaatioon. TMS:n toiminta perustuu hyvin voimakkaan magneettikentän muutoksen luomiseen, mikä puolestaan indusoi sähkökentän päähän. Sopivasti ajoitettu (tai sopivan taajuuden toistettu TMS (rTMS)) inhiboi aivoja paikallisesti. Tätä käytetään hyväksi muun muassa määritettäessä mitä aivojen alueita tulee erityisesti varoa aivoleikkauksen aikana. TMS ei kuitenkaan yksinään riitä antamaan  riittävän tarkaa karttaa, mutta se toimii hyvänä alkuarvauksena aivojen suoralle sähköstimulaatiolle.
  • NIRSI:ä (near-infrared spectroscopic imaging) käytetään veren hapetusasteen muutoksen mittaukseen aivoissa. Menetelmä toimii parhaiten pienten vauvojen kuvantamisessa, koska näiden kallo on ohut ja pään fyysinen koko on pieni. Menetelmän haittapuolia ovat heikko aika- ja paikkaresoluutio, mutta sen merkittävä etu on sen vaarattomuus. NIRS häiritsee koehenkilöä melko vähän ja sitä voidaankin käyttää myös aivojen tutkimiseen unen aikana. (Tämä tosin onnistuu myös TMS:n kanssa. Sama pätee myös MEG:hen – mitä käytetään muun muassa epilepsian laukaisevan aivoaueen tunnistamiseen. Näissä tosin vaaditaan koehenkilö, jolla on hyvät unenlahjat.)
  • MEG (Magnetoenkefalografia) mittaa aivojen magneettikentän muutoksia ja antaa hyvän tarkkuuden mittauksille (magneettikenttä ei juurikaan reagoi johtavuuden paikallisiin eroihin päässä), ongelmana on kuitenkin mittalaitteen koko ja se, että vain pinnallista aivotoimintaa voidaan kuvata MEG:llä magneettikentän nopean vaimenemisen takia.
  • EEG (elektroenkefalografia) mittaa puolestaan sähköisiä muutoksia aivoista, pään iholle asetettavilla elektrodeilla. Ongelmana on se, että signaalien lähteiden tarkka laskeminen vaatisi tiedon pään johtavuusgeometriasta – tätä ei kuitenkaan tunneta.
  • MKG (Magnetokardiografia) mittaa sydämen magneettikentän muutoksia. MKG-laite muistuttaa hyvin paljon MEG-laitetta – sillä molempien toiminta perustuu suprajohtaviin SQUID-antureihin.
  • EKG (elektrokardiografia) puolestaan sydämen sähkökentän muutoksia. MKG:lle ja EKG:lle pätevät samat rajoitukset ja edut kuin aivoja mittaaville vastinpareilleen.

Luennon jälkeen:

Luennon jälkeen päästiin tutustumaan kolmeen eri laitteeseen tarkemmin, TMS:ään, MKG:hen sekä MEG:hen. Laitteistot esiteltiin varsin monipuolisesti, erityisesti TMS vaikutti mielenkiintoiselta laitteelta siitä että sillä pystyy melko monipuolisesti (tosin hyvin heikosti) tutkimaan eri aivoalueiden toimintaa. TMS mahdollistaa jopa ihmisen tunnetilan muokkaamisen, ja tätä onkin kokeiltu vakavan masennuksen hoidossa. Valitettavasti TMS:n yhteiskäyttö EEG:n kanssa mainittiin vain sivulauseessa, sillä se on kuitenkin melko monipuolinen tutkimuskohde.