BOLD-signaalin vaihtelu ja sen fysiologiset signaalilähteet Alzheimerin taudissa, otsalohkodementiassa ja skitsofreniassa

Alzheimerin tauti ja otsalohkodementia (bvFTD) ovat kaksi yleisintä varhain alkavaa dementiaa. Näillä sairauksilla on usein päällekkäisiä oireita, jotka vaikeuttavat niiden toteamista eli diagnostiikkaa varsinkin taudin varhaisessa tai esioireisessa vaiheessa. Ennen oikeaa diagnoosia jopa puolet otsalohkodementiapotilaista saa kirjallisuuden mukaan väärän psykiatrisen diagnoosin - esimerkiksi diagnoosin skitsofreniasta. Nämä haasteet hidastavat myös tehokkaiden hoitomuotojen kehitystä.

Tässä väitöskirjahankkeessa kehitettiin uusia menetelmiä havaita aivojen puhdistusjärjestelmässä tapahtuvia muutoksia. Tutkimuksessa osoitettiin, että sekä Alzheimerin tautia että otsolohkodementia sairastavilla potilailla aivojen verisuonten sykintä eli pulsaatiot eroavat terveistä verrokeista toiminnallisella magneettitutkimuksella mitattuna.

Toiminnallinen magneettikuvantaminen perustuu perinteisesti veren hapetustasosta riippuvan niin sanotun BOLD-signaalin mittaamiseen. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin BOLD-signaalin vaihtelua Alzheimerin taudissa ja otsalohkodementiassa sekä niiden erotusdiagnostisessa haasteessa skitsofreniassa.

Tutkimus on ensimmäinen, jossa pystyttiin osoittamaan, että aivojen pulsaatio eli sykintä on merkittävästi muuttunut ja että sitä voidaan mahdollisesti käyttää apuna diagnostiikassa. Tutkimuksessa tunnistettiin BOLD-signaalin vaihtelun lisääntyneen Alzheimerin taudissa ja otsalohkodementiassa. Vastaavaa ei havaittu skitsofrenia-aineistossa. Tutkimus osoittaa myös, kuinka aivojen signaalin vaihtelut ja harmaan aineen surkastuminen vaikuttavat aivojen lepotilan toiminnallisiin yhteyksiin. Alzheimerin taudissa näiden muutosten osoitettiin olevan yhteydessä sydämen sykkeen synnyttämään valtimopulsaatioon sekä hengitykseen liittyvään pulsaatioon aivoissa. Tämä löydös viittaa muutoksiin aivojen glymfaattisessa puhdistusjärjestelmässä.