Karjalainen Pasi A.: Lääketieteellinen fysiikka (9.5.1997)


Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunnassa esitettiin 9.5.1997 tarkastettavaksi FL Pasi A. Karjalaisen väitöskirja Regularization and Bayesian Methods for Evoked Potential Estimation (Regulointi- ja Bayes-menetelmät herätepotentiaalien estimoinnissa). Vastaväittäjinä olivat apulaisprofessori Erkki Somersalo Teknillisestä korkeakoulusta ja apulaisprofessori Hannu Eskola Tampereen teknillisestä korkeakoulusta, Ragnar Granit Instituutista. Väitöstilaisuuden valvojana oli apulaisprofessori Jari Kaipio Kuopion yliopistosta.

Väitöskirjan tiivistelmä:

Regulointi- ja Bayes-menetelmät herätepotentiaalien estimoinnissa

Kaikkien aistiärsykkeiden vaikutuksesta elimistössä tapahtuu suuri joukko sähköisiä tapahtumia. Tällaisia ovat esimerkiksi ärsykkeen siirtämiseen liittyvät hermostolliset tapahtumat sekä aistimuksen käsittelyyn ja tiedostamiseen liittyvät aivojen korkeammat sähköiset toiminnot. Näistä sähköisistä tapahtumista johtuvista havaittavista potentiaaleista käytetään yleisnimitystä herätepotentiaalit. Herätepotentiaalien mittauksella ja analysoinnilla voidaan saada tietoa hermoston toiminnasta.

Yleisimmin herätepotentiaaleja mitataan ihmisen pään pinnalle kiinnitetyillä elektrodeilla. Mittauksen kohteena ovat tällöin aivoissa syntyvät herätepotentiaalit. Aivoissa tapahtuu koko ajan myös aistiärsykkeestä riippumatonta sähköistä taustatoimintaa. Tämän taustatoiminnan aktiviteetti on yleensä moninkertainen verrattuna herätepotentiaaliin. Suurimpana ongelmana herätepotentiaalien analyysissä onkin juuri se, kuinka ne voidaan erottaa aivojen normaalista taustatoiminnasta. Tavallisesti tämä vaatii ärsykkeen toistamista jopa satoja kertoja ja mitattujen potentiaalien keskiarvoistamista. Jos herätepotentiaalien ominaisuudet vaihtelevat tällaisen mittauksen aikana, informaatio tällaisesta vaihtelusta yleensä menetetään. Nykyisin tavoitteena on luoda menetelmiä, joilla saadaan informaatiota yksittäisen aistiärsykkeen aiheuttamista potentiaaleista.

Väitöskirjassa esitetään kaksi menetelmää herätepotentiaalien analysoimiseen. Toinen esitetyistä menetelmistä on tarkoitettu yksittäisten herätepotentiaalimittausten analysoimiseen. Menetelmä perustuu niinsanottujen regulointimenetelmien käyttöön. Regulointimenetelmiin perustuvassa analyysissä pyritään ottamaan mahdollisimman paljon etukäteistietoa huomioon matemaattisessa muodossa. Tämä mahdollistaa informaation saamisen myös yksittäisistä mittauksista. Toinen esitetyistä menetelmistä soveltuu muutosten seuraamiseen herätepotentiaalimittauksessa.


Kuopion yliopisto
Tiedotusyksikkö

tiedotus_at_uku.fi