Kokonaisvaltainen lähestymistapa aivojen kehityksen ymmärtämiseen
Professori Hasse Karlsson on uraauurtava aivojen kehityksen tutkija, jolla on mittava ura psykiatrina. Hänet nimitettiin integratiivisen neurotieteen ja psykiatrian professoriksi Turun yliopistoon, jossa hän perusti yhdessä Linnea Karlssonin kanssa FinnBrain-kohortin, joka on maailman suurimpia ja monipuolisimpia projekteja. Hän on Kansallisen neurokeskuksen johtoryhmän uusi puheenjohtaja, mikä on uusi askel neurotieteen vahvistamiseen Suomessa.
Uran alkuvaihe
Lääkärin ammatti oli Hassen unelma teini-iästä lähtien, ja hänen päättäväisyytensä toteuttaa unelmaansa oli horjumaton. Päästyään opiskelemaan lääketiedettä hän kiinnostui psykiatriasta ja aivojen tutkimisesta, vaikka siihen aikaan suuntautuminen psykodynaamiseen lähestymistapaan oli vallalla. Hänen kiinnostuksensa aivoihin kuitenkin jatkui ja siitä tuli lopulta hänen uransa kulmakivi, sekä lääkärinä että tutkijana. Hassen uteliaisuus aivoja kohtaan sai hänet suorittamaan teoreettisen filosofian maisterintutkintoa samanaikaisesti lääketieteen tutkinnon kanssa, jossa hän tutki aivon ja mielen yhteyttä. Hän suoritti molemmat tutkinnot 1980-luvulla ennen kliinisen työnsä aloittamista.
Hasse aloitti tohtorinväitöskirjansa työstämisen pian erikoistumisensa alussa ja hän tutki potilaita, joilla oli epämääräisiä oireita ja jotka kävivät lääkärissä usein. Hän pyrki luokittelemaan potilaat oireidensa mukaan ymmärtääkseen heidän kokonaistilanteensa, mukaan lukien myös psykiatriset vaivat. Projekti päättyi vuonna 1996, kun Hasse valmistui tohtoriksi ja päätti jatkaa aivotutkimusta.
”Tohtorintutkinnon jälkeen menin mukaan Turun PET-keskuksen alkuvaiheen kliinisiin tutkimuksiin. Tutkin aivojen serotoniinireseptoreita ja niiden roolia masennuksessa PET-kuvantamisen avulla. Lisäksi olin mukana tunteiden käsittelyn tutkimuksissa. Nämä tutkimukset olivat mittakaavaltaan ja tutkimusryhmiltään pienempiä, mutta ne olivat ensimmäiset yritykseni jatkaa aivojen tutkimista.”
Hasse nimitettiin sittemmin psykiatrian professoriksi Helsingin yliopistoon. Siellä hän oli mukana useissa poikkileikkaustutkimuksissa, joissa selvitettiin tiettyjen sairauksien ja aivojen välistä yhteyttä. ”Minusta tuli skeptisempi tätä lähestymistapaa kohtaan ja halusin tutkia näiden sairauksien ja aivojen kehittymisen taustalla olevia mekanismeja ajan kuluessa.”
Hassen kiinnostus aivojen kehitystä kohtaan toi hänet takaisin Turkuun, jossa hän perusti FinnBrain-kohortin vuonna 2010 Suomen Akatemian apurahalla. Myöhemmin vuonna 2012 hänestä tuli Turun yliopiston integratiivisen neurotieteen ja psykiatrian professori; tämä uusi nimike korostaa integraation keskeistä roolia neurotieteen tutkimuksessa. Lisäksi Hasse palasi kliiniseen työhönsä, jossa hän toimi ylilääkärinä Turun yliopistollisessa sairaalassa.
FinnBrain-kohortti: kattava katsaus varhaiseen stressialtistukseen
Aiemmissa epidemiologisissa tutkimuksissa stressiä pidettiin laukaisevana tekijänä monien psykiatristen ja somaattisten häiriöiden puhkeamisessa. Sitä ei kuitenkaan oltu tutkittu laajasti, ei etenkään varhaisen stressialtistuksen vaikutusta aivojen kehitykseen. Tämän puutteen korjaamiseksi Hasse aloitti FinnBrain-kohortin tutkimaan ympäristö- ja geneettisten tekijöiden roolia, erityisesti keräämällä tietoa alkaen raskaudesta varhaisimpana mahdollisena aivojen kehitysvaiheena. ”Aluksi keskityimme vain äidin stressiin, mutta olemme löytäneet mielenkiintoista tietoa, joka osoittaa, että myös isän varhainen stressialtistus liittyy lapsen aivojen kehitykseen. Ymmärrämme nyt, että jos olisimme aloittaneet yhtä sukupolvea aiemmin, olisi se mahdollistanut kattavamman kuvan saamisen.” (esim. )
Lähes kymmenen vuotta kestäneen tiedonkeruun jälkeen lapset lähestyvät nyt teini-ikää, mikä merkitsee uutta vaihetta tutkimustuloksissa.
”Tämä tutkimuksen seuraava vaihe on kriittinen, koska sairauksien, kuten psykiatristen häiriöiden, ilmaantuvuus lisääntyy murrosiän aikana. Yksi ainutlaatuinen näkökohta kohortissa on kuitenkin sen pitkittäinen ja integroiva lähestymistapa, sillä varhaisen stressialtistuksen vaikutus saattaa näkyä vasta myöhemmässä elämässä esim. dementiana, kognitiivisina sairauksina ja sydän- ja verisuonisairauksina. Siksi kohortti jatkaa lasten kehitystietojen keräämistä seuratakseen pitkän aikavälin tuloksia koko heidän elinkaarensa ajan.”
Tutkimuksen tavoitteena oli rekrytoida 10 000 perhettä, mutta tavoite muutettiin 4 000:een. Tämän määrän rekrytointiin meni Suomessa noin kolme vuotta. Vaikka fokus oli lasten aivojen kehityksessä, näytteitä kerättiin myös vanhemmilta. Muutamia mainitakseni, aineisto sisältää veri- ja napanuoraverinäytteitä, ultraäänimittauksia, hermokuvantamistietoja, geneettisiä tietoja, vanhempien stressitasoja ja psykiatrisia oireita sekä siittiönäytteet vanhemmilta.
”Suurin osa DNA:sta on jo otettu talteen, ja aihe on tuottanut useita julkaisuja. Lisäksi tutkijat tarkastelevat nyt uusia genetiikan alueita, kuten epigenetiikkaa mittaamalla ikääntymiseen ja sairauksiin liittyviä DNA metylaation ja telomeerien pituuksia, jotka analysoidaan verinäytteistä ja istukasta. Lisäksi ei-koodaavat RNA:t mitataan siittiönäytteistä.” (esim. Neurobiol. of Stress. 2021 November;15. DOI:10.1016/j.ynstr.2021.100374)
FinnBrain-tutkimus on laajentunut ja kattaa nyt useita tutkimusaiheita, kuten apulaisprofessoreiden Linnea Karlssonin ja Juulia Paavosen tutkimat unihäiriöt, erikoislääkäri Anna Aatsinkin tutkimat suoliston mikrobistot, professori Riikka Korjan ja hänen tiiminsä neuropsykologiset tutkimukset sekä professori Elina Mainela-Arnoldin tutkima puhe- ja kielipatologia. Yksi yllättävä lisäys oli hammaslääkäripelon ja -ahdistuksen tutkimisesta kiinnostuneen professori Satu Lahden käynnistämä hammastutkimus. Heidän uusimmassa julkaisussaan todettiin, että tupakoivilla vanhemmilla oli intensiivisempää hampaisiin liittyvää ahdistuneisuutta kuin tupakoimattomilla. (Eur J Oral Sci. 2023;e12912. DOI:10.1016/j.ynstr.2021.100374)
”Tämä aiheiden monimuotoisuus, yli 150 julkaistua artikkelia ja lähes 20 tohtorintutkintoa, tuotti monia mielenkiintoisia havaintoja. Esimerkiksi yhdistämällä neuropsykologiset mittaukset aivojen kuvantamistuloksiin, voisimme tutkia vanhempien stressitason ja lapsen aivorakenteiden kehityksen välisiä yhteyksiä.
Tällä hetkellä ryhmässä on noin 20 – 30 keskeistä tutkijaa, mutta koko projektin parissa työskentelee noin 200 henkilöä sisältäen yli 45 tohtorikandidaattia. Lisäksi FinnBrain on alkanut järjestää omaa kansainvälistä kongressiaan kootakseen yhteen alan tutkijoita. Tämän vuoden teemana on synnytystä edeltävä ja varhainen stressialtistus ja sen vaikutus aivojen kehitykseen.
Alueellinen ja globaali yhteistyö aivojen kehityksen tutkimuksessa
Kansallinen ja kansainvälinen yhteistyö on keskeistä Hassen ja FinnBrainin työssä. FinnBrain on alusta asti tehnyt yhteistyötä muiden suomalaisten kohorttien kanssa, esim. professori Olli Raitakarin sydän- ja verisuonikohortin ja professori Tiina Paunion lasten uni -kohortin kanssa. ”Väestöntutkimuskeskus auttoi vauhdittamaan tutkimusryhmien yhteistyötä Suomessa keräämällä alueen tärkeimmät kohorttitiedot.”
FinnBrain on ollut aktiivisesti mukana useissa projekteissa kansainvälisesti. Hasse ryhmineen on työskennellyt useiden tutkimuslaitosten johtavien tutkijoiden kanssa Euroopassa ja Amerikassa.
”Teemme kansainvälistä yhteistyötä eri tutkimusryhmien kanssa eri tasoilla. Työskentelemme esimerkiksi Montrealin neurologisen instituutin John Lewisin kanssa neurokuvantamistietojen analysoinnissa. Myös suoliston mikrobistoa tutkimme yhteistyössä Irlannin Corkin tutkijoiden kanssa. Berliinissä tutkimme varhaista stressialtistusta Claudia Bussin ja Sonja Entringerin kanssa ja teemme eläinmallitutkimusta Ana Rodriguezin ja Nuno Sousan kanssa. Lisäksi olemme työskennelleet Michelle Fernandesin neurokognitiivisen kehitystutkimuksen suurien kohorttiensa parissa Isossa-Britanniassa. Teemme yhteistyötä myös Yhdysvalloissa, Belgiassa ja Espanjassa.”
”Generation R Birth Cohort -ryhmä Rotterdamissa, Hollannissa, on ollut inspiraationa FinnBrainin perustamiselle. Projektin ensimmäisissä vaiheissa ryhmällä oli ratkaiseva rooli ja se antoi merkittävän panoksen antamalla tietoa käytännön asioista ja haasteista, joita voimme kohdata.”
Lisäksi FinnBrain kohortti hiljattain liittynyt kolmeen merkittävään projektiin. Ensimmäinen on huippuyksikön rahoittama oppimisvaikeuksien tutkimus Jyväskylän yliopiston kanssa. Toinen on Strategisen tutkimuksen neuvoston STN:n rahoittama hanke, joka tutkii lasten yksinäisyyden tunnetta. Lopuksi Turun yliopiston professori Matej Orešičin koordinoima INITIALISE-projekti pohtii ympäristötekijöiden vaikutusta immuunijärjestelmän kehitykseen. Neurokognitiivisen data-analyysin asiantuntemuksensa avulla Hassen tiimi tutkii immuunijärjestelmän varhaisen kehittymisen ja neurokognitiivisten tulosten ja aivojen kypsymisen välistä yhteyttä.
Neurotieteen tutkimus Turussa: yhteistyön ja edistyksen tie
Laajan tutkimustyönsä ja kliinisen työnsä lisäksi Hasse oli mukana Turku Brain and Mind Centerin (TBMC) muodostamisen alkuvaiheessa 20 vuotta sitten. Alun perin Turun neurologian tutkimuskeskuksen ideana oli koota yhteen Turun alueen neurotieteen tutkijoita. Projektin eteneminen hidastui, kun Hasse ja kaksi sen avainhenkilöä, professorit Esa Korpi ja Antti Pertovaara, nimitettiin professoreiksi Helsingin yliopistoon. Hassen palattua Turkuun hanke kuitenkin heräsi henkiin muiden kiinnostuneiden tutkijoiden tuella. Niinpä TBMC perustettiin virallisesti vuonna 2011 sateenvarjoksi tutkijoiden yhteistyölle.
”TBMC perustui alkuvaiheessaan jäsentensä ponnisteluihin ilman yliopiston taloudellista tukea, mikä oli alussa haastavaa. Vähitellen saimme rahoitusta Turun yliopiston ja Åbo Akademin eri tiedekunnista. Yliopistojen tuella pystyimme aloittamaan ensimmäisen neurotieteen maisteriohjelman Turussa vuonna 2018.”
TBMC on edistynyt merkittävästi vuosien varrella. Opetus on ollut tähän asti sen olennainen osa; Master’s Degree Program in Human Neuroscience houkuttelee opiskelijoita sekä Suomesta että ulkomailta. TBMC kuuluu nyt Euroopan neurotieteiden tutkijakoulujen verkostoon Network of European Neuroscience Schools (NENS) , mikä helpottaa yhteistyötä muiden tutkimuslaitosten kanssa. Jatkoa ajatellen TBMC voisi hyötyä siitä, että yhteistyö teollisuuden kanssa ja tutkimusryhmien välillä tiivistyisi Turussa.
”Turulla on vankka asema neurotieteen tutkimuksessa, ja alueella toimii monia merkittäviä tutkimusryhmiä. TBMC voisi helpottaa viestintää näiden ryhmien välillä ja aikaan saada yhteistyötä parempien tutkimustulosten saavuttamiseksi. Tulevaisuudessa meillä voisi olla myös neurotieteen tohtoriohjelma tarjotaksemme kokonaisen opetussuunnitelman ja saadaksemme hyviä tutkijoita.”
Hasse on toiminut TBMC:n puheenjohtajana sen alusta lähtien, ja nyt puheenjohtajana toimii apulaisprofessori Juho Joutsa.
Suomen neurotiedeyhteisön edistäminen
Tammikuusta 2023 alkaen Hasse on hoitanut uutta tehtävää Kansallisen neurokeskuksen johtoryhmän puheenjohtajana. Yksi hänen päätavoitteistaan on muodostaa Suomeen vahvempi neurotiedeyhteisö luomalla yhteistyöympäristö, joka edistää kommunikaatiota ja yhteistyötä eri tutkimusryhmien välillä. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Hasse työskentelee Kansallisen neurokeskuksen hallituksen kanssa luodakseen selkeitä tulevaisuuden visioita ja ottaakseen käytännön ensiaskeleet tavoitteita kohti.
”Vaikka meillä on Suomessa vahvaa neurotieteen tutkimusta, ryhmät ovat hajallaan ympäri maata, eikä yhteistyötä ole ollut kovin paljon. Kansallinen neurokeskus on alusta asti pyrkinyt olemaan verkosto, jonka kautta tutkijat voivat kommunikoida, tehdä yhteistyötä tutkimusprojekteissa ja löytää keskinäistä synergiaa. Päävisionamme tuleville vuosille on rakentaa iso ja yhtenäinen neurotieteen tutkijoiden yhteisö ja luoda lisää kansallista ja kansainvälistä yhteistyötä sekä rakentaa yhteyksiä kaupallisiin yrityksiin.”
”Kansallinen neurokeskus on jo alkanut edistämään tutkimustoimintaa ja yhteistyötä Suomessa järjestämällä tapahtumia, kuten säännöllisiä BrainBreak-verkkotapaamisia. Nykyisten verkkotapaamisten lisäksi tarvitaan entistä enemmän henkilökohtaisia tapaamisia sekä eri taustoista tulevien tutkijoiden osallistumisen ja tiedon jakamisen kannustamista.”
Neurotieteen tutkimusyhteisön rakentamisen merkitystä ei voi yliarvioida. Tutkijat voivat jakaa tietojaan ja asiantuntemustaan, tehdä yhteistyötä projekteissa ja vastata yhteisiin haasteisiin yhdessä. Kun neurotieteen ala kasvaa on tutkijoiden tehtävä yhteistyötä, jotta ala edistyy ja tuottaa yhteiskunnalle hyödyllisiä löytöjä.
”Työ on nyt käynnissä, kun meillä on rakenne, suunnitelma ja rahoitus. Toivottavasti meillä on muutaman vuoden kuluttua suurempi suomalainen neurotiedeyhteisö ja sillä on tavoittelemamme vaikutus.”