Neurophysiological methods for evaluation of infants’ sensory processing

Varhaislapsuus on kriittinen ajanjakso aivojen kehitykselle, jolloin terveydellisillä ongelmilla voi olla elinikäisiä seurauksia. Kehityshäiriöiden ensioireisiin liittyy usein aistijärjestelmän toiminnan poikkeamia. Imeväisikäisten kehityksellisten arviointien tekeminen on kuitenkin haastavaa, eivätkä isommille lapsille soveltuvat testit ole vielä käyttökelpoisia kehittymättömille vauvoille. Aistitiedon käsittelyn tutkimuksessa tarvitaankin uusia diagnostisia työkaluja tarjoamaan objektiivista tietoa kehittyvien aivojen toiminnasta. Tällaiset menetelmät voisivat mahdollistaa varhaisia interventioita nopeuttaen lasten pääsyä hoitoon. Väitöskirja esittelee uusia teknisiä ratkaisuja imeväisikäisten vauvojen aistijärjestelmien toiminnan arviointiin tarkastelemalla elektroenkefalografian (EEG) vasteita näkö- ja tuntoärsykkeisiin. Lisäksi työssä tutkittiin vauvojen visuaalista tarkkaavaisuutta ja kasvopreferenssiä katseenseurannan avulla eri kasvojen ilmeitä sisältävässä behavioraalisessa tehtävässä. Tutkimuksessa sovellettiin edistyneitä laskennallisia tekniikoita, kuten EEG:n lähde- ja konnektiviteettianalyysejä, yhdistettynä koeasetelmiin, jotka mahdollistivat menetelmien kohdentamisen aistitiedon käsittelyn eri osa-alueisiin. Osatyössä I tutkittiin terveiden 5- ja 7-kuukautisten vauvojen visuaalista tarkkaavaisuutta kasvokuva-distraktori-koeasetelmassa hyödyntäen dynaamisia katseenseurannan mittareita. Tuloksissa nähtiin selviä ikäkohtaisia eroja vauvojen kyvyssä irrottaa tarkkaavaisuus kasvoista, erityisesti pelokkaista ilmeistä, mikä osoittaa herkkyyttä kehityksellisten muutosten havaitsemisessa. Osatöissä II ja III arvioitiin terveiden 3–5 kuukauden ikäisten vauvojen näkötiedon käsittelyä aivokuorella käyttäen suunnan kääntämiseen, globaaliin muotoon ja liikkeeseen perustuvia näköärsykkeitä. Katseenseurannan yhdistäminen mittaukseen mahdollisti aivojen takaosien EEG-vasteiden havaitsemisen 92–100 %:ssa mittauksista, mikä on merkittävä parannus aiempiin tutkimuksiin verrattuna. Ärsykkeet aktivoivat laajoja toiminnallisia verkostoja, jotka ulottuivat myös näköjärjestelmän perinteisten ratayhteyksien ulkopuolelle. Lisäksi havaittiin positiivinen korrelaatio globaalin muodon käsittelyn verkostometriikan ja lasten myöhemmän kognitiivisen suorituskyvyn välillä. Osatyössä IV tutkittiin asfyktisten vastasyntyneiden proprioseptiivisia EEG-vasteita käden toistuvaan liikestimulaatioon. Kontralateraaliset vasteet havaittiin kaikissa mittauksissa, ja niistä nähtiin laajaa aivokuoren aktivoitumista. Aktivaatio oli kuitenkin niukempaa niillä vauvoilla, joilla oli diagnosoitu hypoksis-iskeeminen aivovaurio. Osatyöt osoittavat, että kehitetyillä menetelmillä on huomattavaa potentiaalia aistitiedon käsittelyn ja siihen liittyvän neurokognitiivisen kehityksen arviointiin vauvoilla. Yksilötason vaihtelu kuitenkin rajoittaa vielä niiden käyttöönottoa kliinisessä työssä. Lisätutkimuksia tarvitaan erityisesti laajemmissa ja heterogeenisemmissä aineistoissa.