Silmä-aivopulsaatioiden ultranopea fMREye kuvantaminen

Silmään ja aivoihin vaikuttavat jatkuvasti sydämen sykkeen, hengityksen ja verisuonten hitaiden muutosten aiheuttamat fysiologiset pulsaatiot. Nämä pulsaatiot voivat edistää nesteiden ja niihin liuenneiden aineiden liikkumista kudoksissa ja siten osallistua aineenvaihdunnan jätetuotteiden poistumiseen.

Tässä väitöstutkimuksessa kehitettiin ultranopea magneettikuvausmenetelmä, fMREye, jonka avulla ihmisen silmän fysiologisia pulsaatioita voidaan mitata ja verrata aivojen pulsaatioihin. Tutkimuksessa havaittiin, että silmässä esiintyy selvästi hengitykseen, sydämen sykkeeseen ja verisuonten hitaaseen toimintaan liittyviä pulsaatioita. Hengitykseen liittyvät pulsaatiot olivat silmän alueella erityisen voimakkaita.

Tutkimuksessa selvitettiin myös autonomisen hermoston vaikutusta näihin pulsaatioihin. Parasympaattista toimintaa vähentävä tropikamidi-silmätippa pienensi pulsaatiotehoa useissa silmän rakenteissa ja aiheutti muutoksia myös silmän ympäristössä ja aivoissa.

Lisäksi tutkittiin silmän ja aivojen pulsaatioiden ajallista vuorovaikutusta. Tulokset osoittivat, että niiden välinen yhteys on dynaaminen ja kaksisuuntainen. Silmä tai aivot eivät siis jatkuvasti johda toista, vaan vuorovaikutuksen suunta muuttuu ajan ja fysiologisen taajuusalueen mukaan.

Tulokset tuovat uutta, ei-invasiivisesti mitattua tietoa silmän ja aivojen fysiologisesta yhteydestä ja voivat auttaa kehittämään uusia menetelmiä esimerkiksi glaukooman ja neurologisiin sairauksiin liittyvien nestekierron muutosten tutkimiseen.