Age-related differences in aperiodic MEG activity in children and adults - Ryödi, Helmiina (2024)
Inhibition ja eksitaation tasapaino eli E/I-balanssi aivokuorella on edellytys aivojen normaalille toiminnalle. E/I balanssin on kuitenkin todettu muuntuneen monissa eri neuropsykiatrisissa häiriöissä, minkä vuoksi sen tutkiminen on tärkeää. Samalla vaihtelu E/I-balanssissa liittyy myös aivojen normaaliin iänmukaiseen kehitykseen. E/I-balanssin mittaamiseen ihmisillä ei kuitenkaan ole olemassa selkeitä validoituja keinoja. Yksi uusi lähestymistapa on laskennalliseen malliin perustuva 1/f epäjaksollinen aktiivisuus, joka voidaan laskea EEG- tai MEG-datasta. On ehdotettu, että erityisesti epäjaksollisen aktiivisuuden spektrin kulmakerroin kertoisi E/I-balanssista aivokuorella neuronaalisten populaatioiden tasolla. Epäjaksollisen aktiivisuuden kehitystä iän myötä on tutkittu viime vuosien aikana jonkin verran, mutta tutkimusta MEG:lla ja eri aivoalueilla ja -puoliskoilla on niukasti. Tämän Pro Gradu -tutkielman tarkoituksena oli selvittää, eroaako inhibitorisen ja eksitatorisen aktiivisuuden taso aivokuorella nuorempien ja vanhempien lasten sekä aikuisten välillä epäjaksollisella aktiivisuudella mitattuna eri aivoalueilla ja -puoliskoilla. Tähän tutkimukseen sisällytetty aineisto jaettiin kolmeen ikäryhmään, jotka olivat 6–9 –vuotiaat nuoremmat lapset, 10-14 –vuotiaat vanhemmat lapset sekä aikuiset. Tutkimukseen sisällytetty data koostui aivojen lepotila MEG-mittauksista silmät suljettuina. Epäjaksollista aktiivisuutta mitattiin kulmakerroin sekä ”offset” -parametreilla. Tulosten mukaan epäjaksolliset parametrit olivat pienemmät aikuisten ryhmässä kuin lapsiryhmissä, mikä on linjassa aikaisempien tutkimusten kanssa epäjaksollisen aktiivisuuden kehityksestä iän myötä. Epäjaksollinen aktiivisuus myös erosi aivopuoliskojen välillä niin, että se oli pienempää oikeassa kuin vasemmassa aivopuoliskossa. Lisäksi se oli pienempää frontaalialueella kuin okkipitaalialueella. E/I-balanssin osalta tulos ikäryhmien välisistä eroista viittaisi kulmakertoimen perusteella korkeampaan eksitaatioon aikuisilla verrattuna lapsiryhmiin, mikä saattaa olla osittain ristiriitaista aivojen yleisen kehityksen näkökulmasta. Epäjaksollisen aktiivisuuden yhteys E/I-balanssiin on kuitenkin riippuvainen monista mekanismeista, joiden tarkempi kartoittaminen vaatii lisää tutkimusta erityisesti yhdistäen epäjaksollisen aktiivisuuden ja farmakologian. Tämä tutkimus vahvistaa, että erityisesti ikä tai kehityksellinen tila, aivopuolisko sekä -alue täytyy huomioida arvioitaessa E/I-balanssin tasoa epäjaksollisen aktiivisuuden avulla. Lisää tutkimusta tarvitaan, ennen kuin epäjaksollista aktiivisuutta voitaisiin hyödyntää E/I-balanssin mittaamiseen kliinisessä käytössä.