Transkraniaalisen tasavirtastimulaation yksilöllinen laskennallinen mallintaminen

Marko Mikkonen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Erilaiset psykiatriset ja neurologiset sairaudet ovat suuri taakka yhteiskunnallemme. Tällaisia häiriöitä hoidetaan usein lääkkeillä riippumatta lääkkeiden sivuvaikutuksista ja korkeista kustannuksista. Lisäksi lääkkeet eivät ole kaikille yhtä tehokkaita. Viime vuosikymmeninä kajoamaton aivostimulaatio (NIBS) on noussut vaihtoehdoksi lääkehoidolle. NIBS pyrkii vaikuttamaan aivojen tilaan sähköisesti joko magneettikentän indusoimalla sähkövirralla tai asettamalla pään pinnalle elektrodeja, joiden läpi virta syötetään. Eräs NIBS-menetelmä on nimeltään transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS), jossa pieni tasavirta johdetaan kajoamattomasti aivoihin pään pinnalle asetettujen elektrodien kautta. Tämän on osoitettu toimivan hoitona esimerkiksi masennukseen ja krooniseen kipuun. TDCS:ssä on kuitenkin huomattava ongelma, sillä sen tulokset vaihtelevat yksilöiden välillä. Tämä johtuu osittain tDCS:n dosimetriasta; tDCS-annos arvioidaan yleisesti syöttövirtaan perustuen, sillä se voidaan helposti asettaa samaksi yksilöiden välillä. Useat tutkimukset ovat kuitenkin huomauttaneet, että vaikka syöttövirta pidetään samana, aivojen kokemat sähkökentät vaihtelevat yksilöiden välillä anatomisista tekijöistä johtuen. Koska sähkökentän mittaaminen aivoissa stimulaation aikana sen käyttämiseksi annosmittana on lähes mahdotonta, mallintaminen on toteuttamiskelpoisin menetelmä päänsisäisten sähkökenttien tutkimiseksi. Tässä viidestä vertaisarvioidusta lehtiartikkelista koostuvassa väitöskirjassa tutkitaan tDCS-sähkökenttien yksilöidenvälistä vaihtelua anatomisesti realistisia päämalleja ja elementtime-netelmää (FEM) hyödyntäen. Väitöskirjani tavoitteena on sekä valaista tDCS:n yksilöiden välisen vaihtelun syitä että tukea ennustettujen sähkökenttien käyttöä tDCS:n dosimetrisena parametrina. Väitöskirjani julkaisussa I esitämme menetelmän, joka mahdollistaa tDCS:n sähkökenttien nykyistä laskennallisesti kevyemmän ja nopeamman ratkaisun elementtimenetelmällä. Julkaisussa II esitämme yhteyden transkraniaalisen magneettisen stimulaation (TMS) motorisen kynnyksen sekä ennustetun tDCS sähkökentän välillä, ja julkaisussa V näytämme yhteyden ennustetun sähkökentän normaalikomponentin ja tDCS:n tuloksen välillä. Julkaisut III ja IV tutkivat tDCS-sähkökenttien yksilöidenvälisen vaihtelun tekijöitä ja osoittavat, että sekä kehon asento että käytetyn elektrodiasetelman tuottaman sähkökentän tarkkuus vaikuttavat tDCS-sähkökenttien yksilöidenväliseen vaihteluun. Tämän väitöskirjan tulokset tarjoavat uutta tietoa tDCS:n yksilöidenvälisen vaihtelun syistä ja esittävät mahdollisia lähestymistapoja, jotta tämä vaihtelu voidaan huomioida paremmin. Lisäksi tulokset yhdistävät mallinnettujen sähkökenttien ja fysiologisesti mitattavissa olevien kajoa-mattomaan aivostimulaatioon liittyviä määreitä, mikä tukee edelleen näiden mallien hyödyllisyyttä tDCS:n tutkimuksessa.
Julkaisun otsikon käännösTranskraniaalisen tasavirtastimulaation yksilöllinen laskennallinen mallintaminen
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Laakso, Ilkka, Valvoja
  • Laakso, Ilkka, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8980-5
Sähköinen ISBN978-952-60-8981-2
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • transkraniaalinen tasavirtastimulaatio
  • kajoamaton aivostimulaatio
  • yksilöllinen mallinnus
  • yksilöiden välinen vaihtelu
  • elementtimenetelmä

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Transkraniaalisen tasavirtastimulaation yksilöllinen laskennallinen mallintaminen'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Laitteet

  • Siteeraa tätä