LL Jaakko Hotta tutki väitöstyössään monimuotoiseen paikalliseen kipuoireyhtymään (CRPS) liittyviä keskushermoston muutoksia. CRPS aiheuttaa voimakasta, invalidisoivaa ja vaikeasti hoidettavaa kipua yhteen tai useampaan raajaan. Harvinainen oireyhtymä näyttää yleisimmin se kehittyvän luunmurtuman seurauksena; sen patofysiologiaa ei täysin tunneta, mutta osa oireista viittaa keskushermostolliseen alkuperään. Potilailla onkin todettu rakenteellisia ja toiminnallisia poikkeavuuksia muun muassa aivojen primaarilla tunto- ja liikeaivokuorella sekä viitteitä hermokudoksen tulehduksesta eli neuroinflammaatiosta.
Aluksi Hotta selvitti CRPS:ssä esiintyvää monimutkaista kivun, motoriikan ja liikkeiden näkemisen kytkentää.
– Kun terve ihminen näkee tai kuvittelee omia tai toisen henkilön liikkeitä, aivotoiminta muuttuu samoilla aivoalueilla kuin vastaavaa liikettä tehtäessä. CRPS-potilailla liikkeen kuvittelun ja tekemisen tiedetään voimistavan kipua ja aiheuttavan poikkeavuuksia aivotoimintaan, mutta toisen henkilön liikkeen katsomisen aikana näitä ilmiöitä ei ole aikaisemmin tutkittu, Hotta kertoo.
Tutkimuksessa 19 yläraajan CRPS:stä kärsivää potilasta ja 19 tervettä koehenkilöä katsoivat toisen henkilön suorittamia kädenliikkeitä. CRPS-potilaille katsominen oli epämiellyttävää ja kivuliasta, ja he yliarvioivat liikkeessä käytettyä voimaa.
Seuraavassa vaiheessa Hotta mittasi 13 CRPS-potilaan ja 13 terveen koehenkilön aivotoimintaa toiminnallisella magneettikuvantamisella (fMRI) käden liikkeiden katsomisen aikana sekä tutki ryhmien välisiä eroja monimuuttuja-analyysilla. Kun potilaat katsoivat niitä liikkeitä, jotka he kokivat kivuliaina, heillä esiintyi poikkeavaa aivotoimintaa sairaan käden edustusalueella sekä useilla muilla kivun ja motoriikan kannalta tärkeillä aivoalueilla.
– Monimuuttuja-analyysi erotteli potilaat verrokeista luotettavasti näiden poikkeavien aivotoimintojen perusteella, joten fMRI:lla mitattuja aivosignaaleja voisi mahdollisesti hyödyntää CRPS:n biomarkkereina. Olisi myös aihetta tutkia, voisiko liikkeiden katsomista käyttää CRPS:n hoitomuotona, Hotta sanoo.
Väitöstyön kolmannessa osassa tutkittiin CRPS-potilaiden aivotoiminnan muutoksia spontaanin kivun aikana. Tutkimukseen osallistui 12 potilasta ja 17 verrokkia. Lepotilan aikaisten fMRI-signaalien vertailu osoitti CRPS-potilailla toiminnallisten yhteyksien muutoksia sairaan ja terveen käden edustusalueilla aivojen primaarilla tunto- ja liikeaivokuorella. Tulokset viittaavat siihen, että kipu muuttaa aivojen toimintaa myös levossa ja voi näin häiritä esimerkiksi motorista oppimista.
Lopuksi Hotta tutki 12 CRPS-potilaan, kahdeksan muun kipupotilaan ja 12 terveen koehenkilön aivoalueiden kokoa rakenteellisten magneettikuvien perusteella. Hän havaitsi, että CRPS-potilailla oikean sivuaivokammion suonipunos oli viidenneksen suurempi kuin terveillä verrokeilla ja kahdeksanneksen suurempi kuin muilla kipupotilailla.
– Aivojen suonipunos on tärkeä rakenne aivojen tulehdusreaktion kannalta, joten tämä löydös voi avata uusia mahdollisuuksia CRPS:n hoitoon ja taustasyiden selvittämiseen, Hotta sanoo.
LL Jaakko Hotta väittelee 19.6.2017 kello 12 Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Brain in complex regional pain syndrome". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Biomedicum Helsinki 1, luentosali 2, Haartmaninkatu 8. Vastaväittäjänä on professori Christoph Maier, Ruhr-University Bochum, ja kustoksena on professori Timo Erkinjuntti. Väitöskirjan tiivistelmä on luettavissa E-thesis -palvelussa https://helda.helsinki.fi/handle/10138/187060
Väittelijän yhteystiedot: jaakko.hotta@aalto.fi