Hermosolujen viestinviejät ja tulehdusten jäljet: Pirta Hotulainen etsii vastauksia aivojen arvoituksiin

Minervainstituutin hermosoluihin keskittyvän tutkimusryhmän johtaja Pirta Hotulainen on omistanut suuren osan urastaan aivojen rakenteiden ja muovautuvuuden tutkimiselle. Nykyään hänen työpöydällään on polttava kysymys: miten erilaiset tulehdustilat jättävät jälkensä aivoihimme?

Pirta Hotulaisen polku tutkijaksi alkoi jo lukiossa heränneestä kiinnostuksesta luonnontieteisiin. Kemian ja biokemian opinnot Helsingin yliopistossa johdattivat hänet lopulta Saksaan tekemään väitöskirjaa.

– Tutkijan on hyvä liikkua kansainvälisellä kentällä. Se monipuolistaa osaamista ja kasvattaa näkökulmia, Hotulainen pohtii. Münchenissä ja Münsterissä vietettyjen vuosien jälkeen Hotulainen palasi Suomeen post doc -tutkijaksi Helsingin yliopiston Biotekniikan instituuttiin. Kiinnostus oman tutkimusaiheen äärelle lähti liikkeelle arkisen kahvipöytäkeskustelun kautta. 

Pitkä tutkimustaival dendriittien okasten parissa

Hotulainen on tutkinut hermosolujen haarakkeita, eli dendriittejä, ja niissä sijaitsevia okasia jo 15 vuoden ajan. Nämä pienenpienet rakenteet ovat ratkaisevassa roolissa, sillä niiden kautta informaatio siirtyy hermosolulta toiselle.

– Kun opimme jotain uutta, hermosolut aktivoituvat, ja jokainen uusi okanen tallentaa yhden muiston. Jos opit uuden taidon, voit saada esimerkiksi viisi uutta okasta, Hotulainen selventää.

Aivot ovat kuitenkin plastiset: yhteyksiä syntyy, mutta niitä myös karsitaan. Jos aivoja ei käytä, käyttämättömät okaset poistetaan. Tämä korostuu esimerkiksi Alzheimerin taudissa. Myös krooninen stressi on myrkkyä okasille, sillä se vähentää niiden määrää.

Voimmeko siis itse edesauttaa okasten hyvinvointia ja aivoterveyttämme? Hotulaisen viesti on selvä: aivot tarvitsevat jatkuvaa jumppaa ja haastetta. Nykyajan apuvälineet, kuten tekoäly ja GPS, ovat toki käteviä, mutta niiden ei saa antaa ajatella puolestamme.

– Kaikki uuden oppiminen on hyvästä, mutta erityisesti monipuolinen motorinen tekeminen aktivoi aivoja laajasti. Esimerkiksi tanssi ja musiikki ovat erinomaista aivojumppaa. Niissä yhdistyvät kuuleminen, rytmi, muisti ja koordinaatio, Hotulainen avaa.

Tulehdukset säteilevät aivoihin

Viime aikoina Hotulaisen tutkimusryhmä on keskittynyt tutkimaan, kuinka kehon infektiot ja tulehdustilat vaikuttavat aivoihin. Kiinnostus aihetta kohtaan juontaa juurensa pandemia-aikoihin, jolloin huomattiin, että korona aiheutti osalle potilaista akuutteja ja vakavia aivoperäisiä oireita.

Tutkimusryhmä on tutkinut muun muassa niveltulehduksen vaikutusta hiirten aivoihin. Tulokset ovat olleet pysäyttäviä: kehon tulehdustila muuttaa aivojen soluja valppaammiksi ja muuttaa käyttäytymistä; sen on huomattu lisäävät esimerkiksi ahdistuneisuutta.

– Vaikuttaa siltä, että aivot oppivat mukautumaan tulehdukseen ja saattavat reagoida seuraavalla kerralla entistä ärhäkkäämmin. Toistuvat voimakkaat tulehdustilat voivat olla osasyynä neurologisten sairauksien, kuten Alzheimerin, puhkeamiseen, Hotulainen kertoo. Erityisesti naiset näyttävät olevan alttiimpia tulehduksen aiheuttamille muutoksille erilaisen immuunivasteen vuoksi.

Tutkimustyö on tiimityötä

Minervainstituutissa Hotulainen johtaa tutkimusryhmää, johon kuuluu pro gradu- ja väitöskirjatutkijoita sekä tutkimusassistentteja. Työ on monipuolista ongelmanratkaisua, rahoituksen hakua ja tulosten analysointia. Vaikka tieteen tekeminen on tarkkaa ja keskittymistä vaativaa työtä, Hotulainen korostaa vapaan keskustelun merkitystä:

– Uudet yhteydet ja tutkimusaiheet syntyvät usein rennoissa tilanteissa juttelemalla. Tieteessä täytyy osata kuunnella muita, jotta voi löytää uusia näkökulmia ja luoda yhdessä jotain uutta.