Module Border
 
© JvWS 2004
jvws@jvws.org
 

Vuoden 2008 pohjoismainen tutkimuspalkinto
 
Neurologian dosentti Nina Forss palkittiin vuonna 2008 hänen työstään kivuntutkimuksen edistämiseksi. Palkinnon jakoivat kolme pohjoismaista säätiötä, jotka tukevat eläinkokeille vaihtoehtoisia menetelmiä.


 

Eläinten kipuja osataan jo hoitaa ja eläinten kokemaan kipuun kiinnitetään yhä enemmän huomiota. Eläinkokeissa eläinten kipua ei kuitenkaan pystytä poistamaan, jos kivun mekanismit tai kipulääkkeet ovat tutkimuksen kohteena. Tälläiseen koe-eläinten käyttöön on haastavaa löytää vaihtoehtoisia menetelmiä.
 
Pitkään jatkuvat tai kovat kivut ovat polttava ongelma niistä kärsiville potilaille, ja uutta ymmärrystä kivun olemuksesta tarvitaan. Perinteisesti kivun tutkimus on pohjautunut koe-eläinten käyttöön. Lääkäri Nina Forss on selvittänyt kivun salaisuuksia vapaaehtoisilla koehenkilöillä eläinkokeiden sijaan. Tutkimuksissaan hän on hyödyntänyt erilaisia aivokuvantamisen menetelmiä.
 

 

Lisätietoja 
 
Sisällys
1.  Akuutin ja kroonisen kivun keskushermostomekanismit (Nina Forss)
2.  Kivuntutkimus vapaaehtoisilla koehenkilöillä – eläinkokeiden korvaamisen mahdollisuudet ja haasteet
3. Aivokuvantaminen tuo apua kipupotilaille ja korvaa eläinkokeita
 
 
 
1. Akuutin ja kroonisen kivun keskushermostomekanismit
Nina Forss, LT Dos Neurol.el
TKK/aivotutkimusyksikkö, HYKS/Neurologian klinikka
 
Kivun kroonistuessa kipusignaalit menettävät alkuperäisen, hyödyllisen merkityksensä kudosvaurion varoittajana. Pitkittynyt kipu ei myöskään edesauta paranemisprosessia, vaan kroonistuessaan se muuttuu sairaudeksi. Kroonisesta kivusta kärsii joidenkin arvioiden mukaan jopa kolmannes suomalaisista jossain vaiheessa elämäänsä.
 
Kipututkimus on pitkään keskittynyt perifeeriselle ja spinaaliselle tasolle. Aivojen toimintamuutokset kivun yhteydessä ovat kuitenkin keskeisessä asemassa kivun kokemisen kannalta. Siksi akuutin ja kroonisen kivun aivomekanismien tunteminen on välttämätöntä diagnostiikan parantamiseksi ja tehokkaamman hoidon kehittämiseksi.

Toiminnallinen aivokuvantaminen (magnetoenkefalografia MEG, toiminnallinen magneettiresonanssikuvaus fMRI, transkraniaalinen magneettistimulaatio TMS yms.) on viime vuosikymmenen aikana kehittynyt merkittävästi, mikä mahdollistaa aivotoiminnan tutkimisen täysin noninvasiivisesti niin terveillä koehenkilöillä kuin erilaisilla potilasryhmilläkin. Kuvantamismenetelmien avulla saadaan tarkkaa tietoa siitä, missä aivojen osissa ja milloin aivoissa tapahtuu muutoksia esim. kivun kokemisen yhteydessä.

TKK:n kylmälaboratorion Aivotutkimusyksikössä on pitkäaikainen kokemus ih-misaivojen toiminnallisista kuvantamistutkimuksista sekä laaja-alainen ja poikkitieteellinen tietämys ihmisaivojen systeemitason toiminnoista. Olemme laboratoriossamme tutkineet aivokuvantamisen avulla mm. kivun keskushermostomekanismeja terveillä vapaaehtoisilla koehenkilöillä. Olemmekin onnistuneet kehittämään kipu-stimulaatiomenetelmän, jonka avulla voidaan aktivoida erikseen ihmisen kaksi eri kipusäietyyppiä (A delta- tai C-säikeet). Tähän asti etenkin C-säikeiden merkitys ihmisen kroonisessa kivussa on ollut epäselvää; onnistuttuamme nyt rekisteröimään luotettavasti näitä vasteita terveillä henkilöillä meillä on nyt ainutlaatuinen tilaisuus selvittää, miten kipusäikeet toimivat kroonisessa kivussa. Olemmekin käynnistäneet uuden tutkimusprojektin yhteistyössä HYKS:n kipuklinikan kanssa, jossa tavoitteenamme on selvittää kroonisen kivun keskushermostomekanismeja etiologialtaan erilaisissa kipupotilasryhmissä.

Olemme lisäksi havainneet, että krooninen kipu muovaa aivoja. Aiemmassa tutkimusprojektissamme osoitimme ensimmäistä kertaa maailmassa, että krooninen yläraajakipu jättää jäljen aivoihin: kroonisesta, idiopaattisesta yläraajakivusta kärsivien potilaitten kipeän käden edustusalue oli aivoissa merkittävästi pienentynyt verrattuna terveeseen käteen tai terveisiin verrokkeihin. Jatkuva, monotoninen koko käden kattava kipu oli ilmeisesti aiheuttanut tuntoaivokuorella reorganisaatiota siten, että sormien edustusalueet olivat fuusioituneet yhteen muodostaen yhden kömpelön kouran erillisten sormiedustusten sijaan. Näin pystyttiin osoittamaan objektiivisesti mitattavissa oleva muutos aivoissa kroonisen kivun seurauksena. Lisäksi tulokset antoivat viitteitä uusista kuntoutusmahdollisuuksista; esim. yksittäisten sormien stimu-lointi voisi palauttaa aivokuoren normaalit edustusalueet ennalleen ja siten parantaa käden toimintakykyä ja mahdollisesti myös vähentää kipua.

Kipupotilaiden hoidon ja kuntoutuksen kehittäminen vaatii ymmärrystä siitä, mikä aiheuttaa kivun kroonistumisen ja toisaalta tietoa siitä, aiheutuuko kroonisen kivun kokeminen häiriöstä sensorisissa ratayhteyksissä vai tulkitaanko alkuperäiset signaalit väärin korkeammissa aivokeskuksissa. Tutkimusprojektimme antaa näistä mekanismeista tietoa perustutkimuksen tasolla, mutta siitä saatava informaatio on suoraan sovellettavissa kliiniseen käytäntöön ja edelleen diagnostiikan ja hoidon kehittämiseen. 
 
Aivotutkimusyksikkö
 
 
 
2. Kivuntutkimus vapaaehtoisilla koehenkilöillä – eläinkokeiden korvaamisen mahdollisuudet ja haasteet
Eläinkokeiden vaihtoehtoja Focus on Alternatives Workshopin raportin perusteella
 
Runsaasta tutkimuksesta huolimatta on ollut vaikea löytää tehokkaita ja turvallisia menetelmiä kivunhoitoon. Ihmisen erilaisten kiputilojen biologiaa ja hoitomenetelmiä tutkitaan edelleen valtaosin eläinmalleilla, joiden hyöty on rajoitettu.  Eurooppalainen lainsäädäntö vaatii, että eläinkokeettomia menetelmiä on harkittava ennen ryhtymistä koe-eläimillä tehtävään tutkimukseen. Viimeaikainen tieteellinen ja tekninen kehitys erityisesti hermokuvantamisen alalla antaa mahdollisuuksia korvata eläinkokeita ihmisen kivun tutkimisessa. Ryhmä kipututkimuksen asiantuntijoita yliopistoista ja teollisuudesta kokoontui pohtiakseen luovasti, mitä välineitä, strategioita ja haasteita sisältyy kipututkimuksen eläinkokeiden korvaamiseen, vaihtoehtoina tutkimukset ihmispotilailla ja terveillä vapaaehtoisilla yhdessä in vitro -menetelmien kanssa.
 
Raportissa selvitellään, kuinka kivun ongelmaa voidaan lähestyä käyttämällä erilaisia aivokuvantamismenetelmiä, kuten funktionaalinen mageettikuvaus (fMRI), magnetoenkefalografia (MEG) ja positroniemissiotomografia (PET), yksinään tai yhdessä. Lisäksi tutkitaan, miten seuraavat menetelmät käyvät vaihtoehdoiksi yhdistettyinä aivokuvantamiseen: ihmisellä tehtävä mikrodialyysi, genomi- ja kaksostutkimus sekä muut epidemiologiset menetelmät, in vitro –tekniikat. Suosituksissa valotetaan lisämahdollisuuksia eläinkokeiden korvaamiseen luotettavilla menetelmillä, joilla on merkitystä ihmisen kivun ymmärtämisen ja hoidon kannalta.
 
Langley CK, Aziz Q, Bountra C et al (2008). Volunteer studies in pain research – Opportunities and challenges to replace animal experiments. The report and recommendations of a Focus on Alternatives workshop. NeuroImage 42:467-473.
 
 
 
3. Aivokuvantaminen tuo apua kipupotilaille ja korvaa eläinkokeita
Juliana von Wendtin säätiö
 
Ihmisaivot ja niiden toiminta ovat erittäin monimutkainen kokonaisuus, jossa piilee vielä paljon salaisuuksia. Tutkijat ovat vuosikymmenien ajan pyrkineet selvittämään näitä salaisuuksia yrittämällä mallintaa koe-eläimissä niin terveiden kuin sairaiden ihmisaivojen toimintaa. Valtavasta yrityksestä huolimatta tehokkaita hoitomenetelmiä useisiin vaikeisiin aivosairauksiin ja krooniseen kipuun ei ole onnistuttu löytämään.
 
Koe-eläiminä aivotutkimuksessa käytetään mm. jyrsijöitä, kaneja, kissoja, koiria ja apinoita. Erityisesti kipututkimuksessa koe-eläinten käyttö on ollut eettisesti hyvin kyseenalaista: pahimmillaan Suomessakin on kehitetty ns. kipumalli, jossa kivun voimakkuutta on pisteytetty sen mukaan, miten pitkälle eläin järsii omaa jalkaansa.
 
Viime vuosien aikana aivotutkimus on kokenut vallankumouksen, kun on kehitetty kuvantamismenetelmiä, joilla voidaan turvallisesti tutkia suoraan elävien ihmisten aivoja. Näitä ns. kajoamattomia (ei-invasiivisia) menetelmiä ovat muun muassa magnetoenkefalografia (MEG), toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI),  positroniemissiotomografia (PET) ja DTI-kuvantaminen. Eri menetelmiä yhdistämällä aivoista saadaan tarkan rakennekuvan lisäksi tietoa toiminnasta; kuvantamisen avulla voidaan "nähdä" hermoimpulssien kulku aivoissa millisekuntien tarkkuudella.
 
Aivokuvantamismenetelmät ovat suuri apu kliinisessä lääketieteessä, mutta ne ovat myös perustutkimukselle yhä tärkeämpiä. Menetelmät tuottavat arvokasta tietoa, jota olisi aiemmin ollut mahdotonta hankkia muutoin kuin eläinkokeilla. Mikä parasta, ihmisen aivoista saadaan sellaista tietoa, jota voidaan suoraan soveltaa potilaiden auttamiseen, ja jonka hankkiminen koe-eläinmalleilla ei olisi edes mahdollista. Ihmisen ja apinankin aivot eroavat niin paljon toisistaan (esim. puheen muodostus, kognitio), että apinoilla saaduista tuloksista on ollut vaarallista vetää suoria johtopäätöksiä ihmiseen.
 
Suomessa professori Riitta Harin johtama TKK:n aivotutkimusyksikkö on kuvantamismenetelmiensä ansiosta maailmanlaajuisesti arvostettu osaamiskeskus ja Suomen Akatemian huippututkimusyksikkö. Yksikössä Clini-MEG yksikön ja kipututkimuksen johtajana työskentelevä dosentti Nina Forss keskittyy tutkimuksissaan kivun mekanismeihin, joita hän selvittää käyttämällä apuna terveitä koehenkilöitä ja kroonisesta kivusta kärsiviä potilaita.
 
Tutkimuksissa ihon kipusäikeitä ärsytetään thulium-laserilla, mikä aistimuksena vastaa pientä neulanpistoa. Aivokuoren aktivoitumista kivulle seurataan monikanavaisella MEG-rekisteröinnillä tai toiminnallisella magneettikuvauksella. Näissä tutkimuksissa kroonisen kivun onkin todettu aiheuttavan pysyviä muutoksia aivokuoren toimintaan. Tutkimuksen tuloksena on avautunut myös mahdollisuus kuntouttaa kipupotilaita uudella tavalla, jolla kipu saadaan vähenemään tai ehkä jopa loppumaan.
 
”Kipukokemus on hyvin monimuotoinen kognitiivinen ilmiö, johon vaikuttaa kipuärsykkeen voimakkuuden lisäksi tunteet, tarkkaavaisuus ja aiemmat muistot kivun kokemisesta ja siitä selviytymisestä. On todennäköistä, että kroonista ja akuuttia kipua välittävät kokonaan eri hermoverkot. Tutkimalla kroonisia kipupotilaita voidaan selvittää, minkä alueen vaurioista loppujen lopuksi kroonisessa kivussa on kyse, ja mikä olisi paras keino sen hoitamiseen” sanoo Nina Forss. Tutkimalla ihmisiä saadaan tarkkaa informaatiota kivun laadusta, voimakkuuden vaihtelusta ja sijainnista, mitkä eläinkokeissa voidaan päätellä korkeintaan epäsuorasti. Aivokuvantamisen avulla voidaan myös objektiivisesti seurata eri kipulääkkeiden vaikutusta ihmisaivojen toimintaan ja kivun kokemiseen.
 
 

 
 
 
 
   Login