Väitös systeemisen neurotieteen alalta, DI Sasu Mäkelä

Väitöskirjan nimi: Challenges in magnetoencephalographic studies of naturalistic reading and speech

Tohtoriopiskelija: Sasu Mäkelä
Vastaväittäjä: Lecturer Mathieu Bourguignon, ULB Neuroscience Institute, Belgia
Kustos: professori Riitta Salmelin, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli löytää tapoja tutkia luonnonmukaisen lukemisen ja osin myös puheen aivotoiminnallista perustaa aika- ja paikkatarkkuudeltaan hyvää magnetoenkefalografia-aivokuvantamismenetelmää käyttäen. Tieto lukemisen ja puheen aivotoiminnoista pohjautuu pitkälti tutkimuksiin, joissa lukeminen ja puhe on ollut huomattavan yksinkertaistettua ja kontrolloitua, vaikka jokapäiväisessä elämässä ne ovat erittäin monimutkaisia tehtäviä. Siksi mahdollisimman todenmukaisen kuvan saaminen lukemisen ja puheen aivoperustasta vaatii koeasetelmia, joissa koehenkilöt voivat lukea ja puhua riittävän luonnollisesti, eivätkä luetut tekstit tai puhutut lausumat ole liian lyhyitä. Luonnonmukaisten kieliparadigmojen käyttö erityisesti magnetoenkefalografian kanssa asettaa kuitenkin haasteita, merkittävimpinä lukemisesta ja puhumisesta aiheutuvat signaalihäiriöt. Lisäksi aivotoiminnallisten vaikutusten määrittäminen jatkuvasta datasta vaatii uudenlaisia, esimerkiksi aivokuoren rytmiseen toimintaan perustuvia mittareita.

Väitöskirjaan sisältyvistä tutkimuksista kolmessa ensimmäisessä keskityttiin lukemiseen. Niissä vertailtiin eri menetelmäketjujen soveltuvuutta lukemisesta aiheutuvien signaalihäiriöiden poistamiseen sekä kartoitettiin monisivuisten tekstien luonnonmukaisen lukemisen aikana tapahtuvan aivotoiminnan jakautumista aivokuoren eri osiin ja näiden osien välisiä toiminnallisia kytköksiä. Neljännessä tutkimuksessa tarkasteltiin luonnonmukaisen puheen tuoton ja havaitsemisen aivotoiminnallista perustaa.

Näiden tutkimusten tulokset osoittivat, että vaikka perinteiset näkemykset lukemisen ja puheen aivoperustasta pätevät myös pidempiä tekstejä ja lausumia käsiteltäessä, lyhyistä ärsykkeistä pidempiin siirtyminen vaikuttaisi myös muuttavan näihin tehtäviin liittyvää aivotoimintaa. Erityisesti tutkimusten tuloksissa havaittiin säännönmukaisesti runsasta aivotoimintaa oikealle aivopuoliskolla, mikä poikkeaa vakiintuneesta näkemyksestä lukemisesta ja puheesta vahvasti vasemmalle aivopuoliskolle keskittyneinä toimintoina. Tämän väitöskirjan merkitys on etenkin siinä, että se laajentaa tietoutta lukemisen ja puheen aivotoiminnallisesta perustasta kohti arkipäiväisiä lukemis- ja puhumistilanteita luoden samalla pohjaa tuleville aihepiirin tutkimuksille.

Avainsanat: magnetoenkefalografia, luonnollinen lukeminen, luonnollinen puhe, kieli, häiriösignaali

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus 

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52