2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Ajuautomaat leiab Alzheimeri varakult üles
18.03.2012 10:24

Ajuautomaat leiab Alzheimeri varakult üles

Novaator
Skype:
novaator@ut.ee
Loe kommentaare (5)
Samal teemal (7)

Meie ajus on väike valvas kõrv, mille ülesanne on pidevalt jälgida meid ümbritsevat helitausta.

Kõrva väsimine võib märku anda algusjärgus ajuhaigusest, näiteks Alzheimeri tõvest. Selle ajumehhanismi avastanud soome neuroteadlane Risto Näätänen töötab juba viiendat aastat Eestis. Temaga rääkis Postimehes teadusajakirjanik Arko Olesk.

Kui Tartu Ülikooli doktorandid lähevad tippteadusest kõnelevale loengukursusele, näevad nad enda ees seismas kognitiivse neuroteaduse professori Risto Kalervo Näätäneni pikka kõhna kogu. «Peab olema püsivust ning tahtejõudu mõlemas suunas: nii töötegemiseks kui ka sellest lahtirebimiseks, kui keha vajab kosutust,» jagab Näätänen neile oma pisut aeglases kõnemaneeris õpetussõnu. «Räägin seda vägagi omaenda kogemuse põhjal,» selgitab ta ajakirjanikule.

Näätänen ei ole seda kursust lugema valitud juhuslikult. Kui sukelduda saientomeetriasse, teadlase tööd karmide arvudega mõõtvasse maailma, leiab Risto Näätäneni nime Eesti aadressiga teadlaste tabeli kõige tipmisest osast. Ka oma valdkonnas, psühholoogias ja neuroteadustes, kuulub ta tõeliste tippude, ühe protsendi kõige enam tsiteeritud teadlaste hulka. Teised teadlased on tema artiklitele viidanud rohkem kui 16 000 korda.

Tippu lennutas Näätäneni avastus, mille ta tegi rohkem kui 35 aasta eest ja mille uurimisele on ta sestsaadik pühendunud. Eesti keeles pisut kohmakalt kõlava nimetusega mittekokkulangemise negatiivsus (inglise keeles mismatch negativity) on ajus kuulmisinfot töötlev mehhanism, mille kasutusvõimalused on osutunud üllatavalt mitmekesiseks: alates keeletaju uurimisest kuni haigusnähtude avastamiseni.

Mittekokkulangemise negatiivsus on aju automaatne mehhanism, mis avastab muutusi kuuldavates helides. «Aju teeb kogu aeg kuuldavast mudeleid, iga järgnevat heli võrreldakse automaatselt selle mudeliga ja kui midagi muutub, antakse omamoodi häire,» selgitab Näätänen.

Kahes värskes ülevaateartiklis loetlevad Näätänen ja tema kaasautorid, kuidas mittekokkulangemise negatiivsust (edaspidi MN) saab edukalt kasutada ajuga seotud haiguste ja seisundite hindamiseks. Nimistus, mille teadlased esitavad, on teiste seas Alzheimeri tõbi ja teised aju purevad haigused, krooniline alkoholism, skisofreenia, autism ja vananemine. Esimene artikkel ilmus eelmise aasta lõpus ajakirjas Brain, teine ajakirja Clinical Neurophysiology märtsikuu numbris.

«Kõigil peamistel neuro­psühhiaatrilistel ja neuroloogilistel häiretel, mil on küll erinevad põhjused ja sümptomid, näib olevat keskne ühisosa,» kirjutavad Näätänan ja kolleegid esimese artikli sissejuhatuses, «see on kognitiivne kahjustus.»

Teisiti öeldes tähendab see, et meie tajud, tähelepanu, mälu ja mõtlemisvõime ei toimi enam endisel tasemel ja kuulmisinfo töötlemine on üks koht, kust see välja paistab. «Kõige köitvam perspektiiv on see, et saame MNi kasutada kog­nitiivse võimekuse languse indeksina, sõltumata häire spetsiifilisest loomusest,» selgitab Näätänen. «Kui MN on vähenenud, viitab see, et ka kognitiivne võimekus on samavõrra kahanenud.»

«Näiteks ainuüksi skisofreenia kohta on ilmunud vähemalt 200 [MNi kasutavat] artiklit, millest suurem osa näitab seda kognitiivset langust,» sõnab Näätänen. «Kuid need näitavad ka paranemist teatud ravimite korral, seega saab nii hinnata ka ravikuuri edukust.»

MNi languses väljenduvad märgid kognitiivse võimekuse vähenemisest aitaksid varakult jaole saada ka näiteks Alzheimeri tõvele, mõistust röövivale haigusele, mis arenenud ühiskondades elanikkonna vananemisega aina sagedasemaks muutub.

«Loodame Helsingist saada grandi Alzheimeri tõve väga varaste märkide uurimiseks,» sõnab Näätänen, kelle sõnul jaotuks taotluse edu korral uurimistöö Helsingi ja Tartu vahel. «Need [märgid ajutegevuses] ilmuvad palju varem kui näiteks muutused käitumises. Kui saame info haiguse olemasolu kohta piisavalt vara, saab alustada raviga ja ära hoida palju kahju.»

Peamine ongi, et MN pakub seni ehk ainsat objektiivset mõõdupuud, mille alusel muutusi või seisundeid avastada ja hinnata. Ning võlu lisab selle mõõtmise kergus. MN paistab välja tavaliselt elektroentsefalogrammilt ehk EEG-lt. Pea külge kinnitatud elektroodid mõõdavad aju elektrilist aktiivsust, ei ole vaja teisi kalleid ja keerulisi seadmeid. Kuna protseduur mõõdab aju automaatseid protsesse, siis ei pea katsealune või patsient ise midagi tegema. Seetõttu saab uurida isegi imikuid või koomas olevaid inimesi.

«Katsealuse jaoks on see väga lihtne, isegi meeldiv,» tutvustab Näätänen. «Tavaliselt ta kas loeb või vaatab videot ning stiimul jõuab temani kõrvaklappide kaudu.» See stiimul on näiteks nootide või häälikute jada, kus ühesuguste vahele torgatakse ka mõni teistsugune.

Muutuse täheldamine väljendub võnkes kindla ajuosa elektripotentsiaalis (sealt tuleb terminisse «negatiivsus») ja see toimib signaalina, mis toob muutuse teadvusse.

«Kõigepealt on see eelteadvuslik ja siis tuleb pinnale,» jätkab Näätänen. «Aju saadab signaali kuulmiskeskusest aju eesossa, kus asuvad tähelepanu suunamist kontrollivad mehhanismid. Kui aktiveeritakse need aju eesosa alad, saame muutusest teadlikuks ning võime uurida, mis muutuse põhjustas ja kas see võiks olla ohtlik või oluline.» Nõrgenenud reaktsioon muutusele annabki märku, et ajus võib midagi korrast ära olla.

Samalaadsed ajumehhanismid on olemas ka teistel loomadel ja lindudel. Võib eeldada, et evolutsiooniliselt on sel sügavad juured, sest automaatne valvesüsteem on looduses ellujäämisel tähtis. Uus heli võib ju anda märku näiteks röövlooma ligihiilimisest.  «Bioloogiliselt on oluline, et oleksime muutusest teadlik niipea kui võimalik,» tõdeb teadlane.

Nähtuse avastamiseni jõudis Näätänen tänu eksperimentidele valikulise tähelepanuga. «Sain idee kõrvalproduktina, kirjutades ülevaateartiklit valikulisest tähelepanust. Hakkasin mõtlema, et võib-olla tuleb muutuse täheldamine altpoolt,» meenutab ta.

«Taipasin, et pean [aju elektrifüsioloogiast] otsima kindlat kurvi, mis seda näitab. Kuna see on väike, ei ole seda silmaga näha, see ilmneb, kui arvutiga leida paljude stiimulite järgsete perioodide keskmine. See on EEGs peidus, aga kui on olemas hüpotees, on võimalik see üles leida.»

Rahvusvahelistes teadusajakirjades on nüüdseks avaldatud juba rohkem kui tuhat MNi kasutavat tööd, mis vaatlevad arvukalt valdkondi alates laste kõnehäiretest kuni aju tööni eri stiile harrastavate muusikute puhul. Üheks tähtsaks valdkonnaks hindab Näätänen koomas lebavate patsientide seisundi hindamist. «Väliselt võivad nad näida puuhalgudena, ent kui me näeme ajus MNi, tähendab see, et nad on paranemas,» ütleb ta.

Vahelepõikena – kui MNi abil saab mõõta aju kognitiivse võimekuse vähenemist, kas siis ehk näeb selle abil ka vaimset edukust ehk intelligentsust? «Mõned inimesed on välja töötanud ka objektiivseid MN-teste, millega mõõta intelligentsust tervikuna. Teatava eduga, sest kõrgema intelligentsusega inimestel on tavaliselt tugevam MN,» räägib Näätänen. «Kuid mina olen rohkem huvitatud kliinilisest aspektist.»

Tartu Ülikoolis uurib Näätänen koos Kairi Kreegipuuga seda, kas MN, mida seni on uuritud peamiselt kuulmist puudutava nähtusena, toimib samamoodi ka nägemise puhul. «Veel hiljuti arvati, et visuaalset MNi ei ole olemas. Nüüd näeme selgelt, et reaktsioon on väga sarnane kuulmisvastusega.»

Risto Näätäneni lähedasem koostöö Tartu Ülikooliga sai alguse aga kuulsa artikliga, mis ilmus 1997. aastal ajakirjas Nature. MNi abil näitasid Näätänen, Tartu Ülikooli professor Jüri Allik ja teised teadlased, et eestlase ajus on õ-tähele iseloomulik mälupesa, mida soomlastel ei ole.

Kümme aastat hiljem kutsus Allik Näätäneni Tartusse professoriks. «Soomes on seadus, et kui saad 68, pead [professoriametist] lahkuma,» märgib Soome Akadeemia endine professor Näätänen mõru muigega. «Langesin ealise diskrimineerimise ohvriks.»

Uurimistööga jätkab Näätänen nii Helsingis, Tartus kui Taanis, Aarhusi ülikoolis. Eestist on talle oma sõnul saanud kui teine kodu ning ta hindab kõrgelt siinset teadust. Eestit ja Soomet ühendavad tema sõnul väikese riigi tüüpilised mured: napp teadusrahastus, tipptegijate jäämine välismaale ja vähe konkurentsivõimelisi ametikohti noortele doktorikraadiga teadlastele.

Soome olukorda on viimasel ajal halvendanud aga teadusrahastuse vähenemine ning uus ülikoolisüsteem, mis tema sõnul ei sea professorite valimisel esikohale kvaliteeti. «Oma teadusrahastuse piires mängib Eesti paremat mängu kui Soome,» on ta veendunud.

Valvur ajus

Mittekokkulangemise negatiivsus

•    Mittekokkulangemise negatiivsus (inglise k mismatch negativity) on aju ­automaatne mehhanism, mis avastab muutusi kuuldavates helides.

•    Mehhanismi esilekutsuja võib olla eristuv heli (näiteks tähejadas: s s s s s s s d s s s s d s s s), kuid ka näiteks erinevus heli kõrguses, tugevuses või kestuses.

•    Mehhanismi tugevuse alusel on võimalik hinnata inimese kognitiivset võimekust. Nõrgenemine võib märku anda haigusest ning pakkuda objektiivse mõõdupuu, mille alusel seisundi halvenemist või paranemist hinnata.

•    Mehhanismi avastas Soome aju-uurija Risto Näätänen 1970. aastate lõpus.

 

 

NASA 08.12.2014 17:14

Kas kosmosereis laastab tervise?

Planeetidevahelistest lendudest unistajatele on hea uudis – pikaajaline kosmoses viibimine ei pruugi olla nii tervisekahjulik kui seni kardetud.

Kalju Paju 27.11.2014 15:24

Tartu ülikool panustab Vietnami arstiharidusse

Sulev Kõks, kes nimetati äsja Vietnami Hue meditsiini- ja farmaatsiaülikooli külalisprofessoriks, räägib, kuidas nad meeskonnaga vietnamlastele katseklaasibeebide tegemist õpetasid.

28.10.2014 17:22

Ebola viirusel on ürgsed juured (3)

Aafrikat laastava viiruse eellased tekkisid paarkümmend miljonit aastat tagasi.

20.10.2014 16:03

Rämpstoit laastab isase aju (1)

Sugupoolte keha reageerib rasvasele toidule erinevalt.

13.10.2014 11:21

Teadlased tuvastasid söömishäireid mõjutava valgu (3)

Võimalik, et varsti saab söömishäireid diagnoosida vereanalüüsi abil.

17.09.2014 18:06

Imetajate keha paranemisvõime üllatab rakubiolooge

Mis on ühist hiirel ja inimesel? Mõlemad suudavad endale uue roide kasvatada.

10.09.2014 14:28

Lein laastab vanuri keha (2)

Lähedase surm nõrgestab vanakese immuunsüsteemi ega lase sel nakkustega võidelda.

13.08.2014 14:21

Salakaval läkaköha vajab suuremat tähelepanu (2)

Eestlaste seas liigub palju kergekujulist või köhimiseta mööduvat läkaköha.

11.07.2014 10:28

Tagasilöök: varane ravi ei päästa HI-viiruse käestLISATUD IRJA LUTSARI KOMMENTAAR (1)

Arstid pidasid esimestel elupäevadel ravi saanud väikelast terveks. Nüüd leiti tema kehast jälle viiruseosakesi.

08.07.2014 11:28

Prantsusmaalt leiti vanim Downi sündroomiga lapse luustik (2)

Ligi 1500 aasta vanused luud olid kombekohaselt maetud.

03.07.2014 18:38

Punased verelibled muutuvad võimekamaks (1)

Tulevikus võivad verelibled kehas laiali vedada nii hapnikku kui ravimeid.

20.06.2014 11:30

Kuidas aju narkoosist ärkab?

Närvisüsteem peab pärast tuimastite mõju kadumist taaskäivituma.

17.06.2014 14:43

Kas alkoholism on pärilik? (1)

Napsilembeste hiirte pojad ei talu alkoholi.

12.06.2014 12:35

Mis toimub tähelepanuhäirega täiskasvanu ajus?

Lapseea hüperaktiivsusest paranemise määrab aju puhkeoleku töörütm.

03.06.2014 16:48

Iga neljas riskantset geenivarianti kandev suitsetaja haigestub kopsuvähki

Rinnavähiga seostuv muutus geenis BRCA 2 ning suitsetamine on tõeliselt ohtlik komplekt. Iga neljas suitsetaja, kellel on just see pärilik geenivariant, haigestub oma elus varem või hiljem kopsuvähki.

30.05.2014 09:47

Borrelioosibakter on vanem kui inimkond (3)

20 miljoni aasta vanustest puugifossiilidest leiti borrelioositekitajale sarnanevaid mikroobe.

Flick/Creative Commons 12.11.2014 10:33

Kas rumalus on diabeedi tagajärg või põhjus? (2)

Tartu ülikooli isiksusepsühholoog pakub uusi tõlgendusi diabeedi ja vaimsete võimete vaheliste seoste kohta.

22.10.2014 10:56

Ohatise varjus varitseb Alzheimeri tõbi? (1)

Herpesviirus võib suurendada vanadusnõtruse tekkimise ohtu.

14.10.2014 14:13

Alzheimeri tõbi areneb ka katseklaasis

Neuroteadlastel õnnestus jäljendada aju laastava haiguse tekkimist.

06.10.2014 14:03

Meditsiini-Nobel läks neuroteadlasteleLisatud professor Eero Vasara kommentaar

Preemia saanud uurijad avastasid imetajate ajus sisemise GPSi.

15.09.2014 13:44

Miks sigade Aafrika katk inimestele ohtlik ei ole? (2)

Inimene ja siga nakatuvad mõlemad gripiviirusega, sest neil on olemas kõik komponendid, mida gripiviirus paljunemiseks vajab.

27.08.2014 22:04

Ebola meditsiiniline tähtsus on tühine

Rakendusviroloogia professor Andres Meritsa sõnul on Ebola viiruse meditsiiniline tähtsus praegu paljude tavaliste viirustega võrreldes tühine.

28.07.2014 19:20

Geenivaramu teadlased suures skisofreeniauuringus: leiti sadakond uut haigusega seotud geenivarianti

Skisofreenia tekkes mängivad rolli närvikoes ja immuunsüsteemis tegutsevad geenid.

10.07.2014 22:02

Aju õpib valu ohjama (1)

Kas valu saab mõttejõuga kontrollida?

07.07.2014 14:09

Kas keisrilõige muudab geenide avaldumismustrit?

Sünniviis võib mõjutada tüvirakke.

25.06.2014 11:41

Vähk on sama vana kui loomariik

Esimesed hulkraksed loomad kannatasid kasvajate all.

17.06.2014 20:38

Ärevate laste aju on eriline (1)

Mandelkeha suurus ennustab ärevushäirete teket.

16.06.2014 16:09

Hõbeda nanoosakesed võtavad sihikule vähi

Üliväikestest hõbeda nanoosakestest loodetakse tulevikumeditsiinis palju – nende abil saaks viia kasvajate diagnoosimise oluliselt täpsemaks või toimetada ravimeid kehas täpselt sinna, kus neid vaja läheb.

07.06.2014 14:34

Valmis inimkeha valutundlikkuse kaart

Otsmik tajub valu säärtest kolm korda täpsemalt.

30.05.2014 14:39

E-sigaret ei aita suitsetamisest loobuda (10)

Tavasuitsetajas tekib nikotiinihimu, kui kaaslane läidab e-sigareti.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus