Väitös tietotekniikan alalta, DI Onerva Korhonen

2018-03-02 12:00:00 2018-03-02 23:59:59 Europe/Helsinki Väitös tietotekniikan alalta, DI Onerva Korhonen Solmuja aivoissa: Toiminnallisten aivoverkostojen solmujen määritelmää etsimässä http://cs.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e80109d9228f76010911e88b987fbe48869d0c9d0c Konemiehentie 2, 02150, Espoo

Solmuja aivoissa: Toiminnallisten aivoverkostojen solmujen määritelmää etsimässä

02.03.2018 / 12:00
Luentosali T2, Konemiehentie 2, 02150, Espoo, FI

DI Onerva Korhonen väittelee 2.3.2018 klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa. Väitöskirjan nimi on: “The quest for consistency: Effects of node definition and preprocessing on the structure of functional brain networks”. Väitöskirjassa tutkittiin ihmisaivojen toiminnallisten verkostojen kartoittamiseen liittyviä menetelmäkysymyksiä. Tulokset osoittavat, että verkostoneurotieteessä yleisesti käytetyt menetelmät voivat vaikuttaa odottamattomasti verkostotutkimusten tuloksiin.

 

Verkostoneurotiede mallintaa ihmisaivoja kompleksisena verkostona, joka on solmuista ja niiden välisiä yhteyksiä kuvaavista kaarista muodostuva järjestelmä. Vaikka verkostomalli on lisännyt ymmärrystä aivojen rakenteesta ja toiminnasta, verkostoneurotieteessä on edelleen useita avoimia menetelmäkysymyksiä. Tämä väitöskirja pureutuu näistä kysymyksistä kahteen: miten toiminnallisten aivoverkostojen solmut pitäisi määritellä ja miten esikäsittely vaikuttaa havaittujen verkostojen rakenteeseen. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että verkostoneurotieteessä yleisesti käytettyjen menetelmien vaikutukset havaittujen verkostojen rakenteeseen ovat odottamattomia. Osa käytetyistä menetelmistä pohjautuu huonosti perusteltuihin oletuksiin.

Toiminnallisten aivoverkostojen solmuina käytetään yleisesti aivoalueita, jotka koostuvat useista toiminnallisen magneettikuvauksen (fMRI) mittausvokseleista tai elektro- ja magnetoenkefalografian (EEG, MEG) lähdevertekseistä. Aivoalueiden käyttö verkoston solmuina perustuu oletetukseen toiminnallisesta homogeenisuudesta: alueen kaikkien vokselien tai verteksien oletetaan toimivan samoin. Väitöskirjassa kuitenkin huomattiin, ettei tämä oletus päde useille fMRI-, EEG- ja MEG-tutkimuksissa yleisesti käytetyille aivoalueille. Näiden aluiden sopivuus toiminnallisten aivoverkostojen solmuiksi onkin kyseenalaista. Ajalliset muutokset alueiden toiminnallisessa homogeenisuudessa ja aivoverkostojen paikallisessa rakenteessa korostavat aivoverkostojen dynaamista luonnetta. Herääkin kysymys siitä, voiko ihmisaivoja parhaiten kuvaava verkostomalli ylipäätään perustua staattisesti määriteltyihin solmuihin.

Verkostotutkimuksen menetelmien neurotieteelle tarjoamien mahdollisuuksien täydellinen hyödyntäminen vaatii lujaa menetelmäpohjaa. Väitöskirja varoittaa huolimattomien menetelmävalintojen seurauksista ja muistuttaa jatkuvan perusteellisen menetelmänkehitystyön tärkeydestä verkostoneurotieteessä.

 

Väitöstiedote (pdf)

 

Vastaväittäjä: Associate Professor Javier Martín Buldú, Center for Biomedical Technology, Madrid, Espanja

Kustos: professori Jari Saramäki, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, tietotekniikan laitos

Elektroninen väitöskirja: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-7843-4