EN
Kai Kaila – tieteenalojen rajoja rikkova neurobiologi

Kai Kaila – tieteenalojen rajoja rikkova neurobiologi

21.8.2019

Kolme kautta akatemiaprofessorina ollut Kai Kaila on Suomen neurobiologian konkari. Hänen Viikin Biokeskuksessa oleva laboratorionsa tekee tutkimusta laajalla skaalalla fysiikasta lääketieteeseen ja psykologiaan. Kaila on Suomen siteeratuin neurobiologian tutkija.

Kailan mukaan hyvän tutkijan perusominaisuus on nähdä kysymyksiä siellä, missä muut eivät näe. Hän itse on nähnyt jänniä asioita ympärillään jo lapsesta alkaen. Hän tajusi hyvin varhain, että hänestä tulee tutkija.

Kaila tuli opiskelijaksi Helsingin yliopiston eläinfysiologian osastolle mutta oli hämmentynyt, koska siellä ei opetettu neurobiologiaa. Hän joutui luovimaan heti alusta alkaen lähitieteiden parissa ja opiskelemaan neurobiologiaa pitkälti itse. Hän teki ensimmäiset elektrofysiologiset tutkimuslaitteensakin omin käsin. "Kun tekee itse jopa mittauslaitteensa, oppii todella paljon. Ja karu alku opetti myös, miten ajatella ja toimia itsenäisesti."

Kaila sai ensimmäisenä Suomessa mitattua solunsisäisen hermoimpulssin omatekoisella vahvistimella pro gradu -työnsä aikana.  FET-transistoreista ja muista komponenteista rakennettu laite maksoi yliopistolle nykyrahassa noin 30 euroa.

 

Professoreiden koulutuksesta yksi menestymisen mittari?

Kailan ja Juha Voipion 1980-luvun alussa perustamassa Neurobiologian laboratoriossa puhutaan nykyisin aivan eri kokoluokan rahoista. Kailan kolme akatemiaprofessuurikautta sekä päättyvä Euroopan tiedeneuvoston Advanced Grant -rahoitus kuvaavat hyvin laboratorion tasoa ja rahoitusta.  

Laitteet sekä molekyylibiologisten että sähköfysiologisten menetelmien kombinaatiot ovat nykyään sellaisia, ettei Kaila edes osannut uneksia niistä 20 vuotta sitten. Voipio oli ensimmäinen opiskelija, jonka hän rekrytoi laboratorioonsa vuonna 1982. Nyt Voipio on ollut professorina 16 vuotta.

"Mielestäni tieteellisten julkaisujen laadun ja määrän sekä muiden tällaisten mittarien lisäksi etenkin varttuneempien tutkijoiden menestymistä voisi mitata myös sillä, kuinka monta professoria he ovat kouluttaneet. Viisi on nyt listalla ja pari taitaa tulla vielä lisää."

Kun 1970-luvun lopussa Suomessa oli ilmassa tieteen käytännön hyötyjä korostava suuntaus, myös Kaila joutui kääntämään kiinnostustaan soveltavaan tutkimukseen. Hän alkoi tutkia, miten ympäristömyrkyt vaikuttavat hermostoon.

"Sain siinä ohessa paljon uusia ja kiinnostavia tuloksia muun muassa hermosolujen mitokondrioista ja solukalvoista. Ja koska tutkimani myrkyt muuttivat koe-eläinten motoriikkaa, törmäsin erittäin kiinnostavaan tutkimusaiheeseen: miten liikkeitä ohjaavat ’motoriset melodiat’ syntyvät keskushermostossa. Nykyisin puhutaan motorisista ’ohjelmista’, mutta ajatus on sama.”

Vuonna 1985 Kaila lähti vuodeksi Oxfordin yliopistoon viemään omassa laboratoriossaan kehitettyä tietotaitoa ionien – sähköisesti varattujen hiukkasten – mittaamisesta solujen sisällä.

Oxfordissa hän tutki sydänsoluja. Siellä hän sai myös kuningasajatuksen GABA:n eli hermoston tärkeimmän ehkäisevän välittäjäaineen toiminnasta ja siihen liittyvästä täysin uudesta sähköfysiologisesta ominaisuudesta. Aiheesta Nature-lehdessä vuonna1987 julkaistu artikkeli tuotti monia tutkimuksia.

Artikkeli sai myös osaltaan aikaan sen, että kotilaboratorion tutkimusryhmä alkoi laajeta. Pian koossa oli 15 hengen tutkimusryhmä, jolla oli koko ajan enemmän kansainvälisiä kontakteja. Tutkimuksen pääfokus siirtyi hermoston kehittymiseen, edelleen systeemitasolle ja lopulta myös laajempiin asioihin kuten lapsen syntymänaikaisiin komplikaatioihin aivojen toiminnassa.

"Olen tieteellisesti levoton"

Syypää neurobiologian tutkimusryhmän varsin laajaan aiheskaalaan on Kaila itse. Hän vitsailee olevansa jonkinlainen tieteellinen ADHD-tapaus.  

”Kaikki mikä on tiedettä kiinnostaa minua. Mitä laajemmalla alueella toimii, sitä helpommin voi löytää uusia ja merkittäviä yhteyksiä näennäisesti erilaisten ilmiöiden välillä. Tämän vastakohdaksi on helppo asettaa vaikkapa yhä tarkemmaksi pyrkivä lääketieteellinen diagnostiikka, jonka ahtaat lokerot ovat selkeä este esimerkiksi aivojen ja psyyken sairauksien ymmärtämiselle ja uusien hoitomenetelmien kehittämiselle.”

”Opintoaikoina luin paljon kaikkea muutakin, kuin opintosuunnitelmaan kuului. Biologiaa, tekniikkaa ja myös humanistisia tieteitä. On tärkeää, että esimerkiksi sähköfysiologisia kokeita tai aivokuvantamisen tuloksia analysoidessa ymmärtää, miten laitteisto fysikaalisesti toimii. Olen edelleen kiinnostunut kaikesta ja saarnaan monitieteisyyden tärkeydestä luennoilla."

Kaila myös korostaa tiedon määrällisen omaksumisen merkitystä. Nykyisin jotkut yliopistopedagogit uskovat, että tärkeintä on kyky nopeaan tiedon hankintaan, ei siis asiakokonaisuuksien ja detaljien muistamiseen.

"Tällainen asenne ei ole biologian alalla hedelmällinen. Biotieteellisen tutkijan yksi tärkeimmistä pääomista on se tietomäärä, mikä sillä hetkellä on aivoissa. Vain silloin eri asiat voivat napsahtaa mielessä yhteen ja synnyttää uusia innovaatioita. Samoin monitieteisyys ei synny pelkästään keräämällä yhteen tutkijoita eri tieteenalueilta. Tarvitaan yhteinen kieli, ja tämä edellyttää jokaiselta tutkijalta syvällistä perehtymistä oman alueensa ulkopuolella oleviin tieteisiin."

Kailan mielestä perinteiset tieteenalojen väliset rajat pitäisikin purkaa. Erityisesti aivotutkimus osoittaa hänestä hyvin sen, että eri tieteenalat ovat vain historiallisia lokeroita.

”Tämä on valtava haaste perinteiselle yliopisto-opetukselle. Ikävä kyllä yliopisto-opetus on menossa yhä koulumaisempaan suuntaan jopa väitöskirjavaiheen aikana. Olisi vaikeaa kuvitella, että yksikään viime vuosisadan alkupuolen fyysikkoneroista olisi saanut koulutuksensa ja valtavan inspiraationsa nykyisistä tiukasti valvotuista tutkijakouluista tai tohtoriohjelmista.”

Toinen Kailaa häiritsevä raja on tutkimuksen ja käytännön välillä. Hän on viime aikoina koettanut viedä tutkimustuloksia lääketieteen pariin ja toivoo voivansa parantaa käytäntöjä, jotka liittyvät erityisesti syntymäasfyksiaan. Siinä synnytyksen yhteydessä vastasyntynyt siirtyy istukan välittämästä hengityksestä omien keuhkojen käyttöön.  Tässä vaiheessa kaasujen vaihto katkeaa joksikin aikaa, mutta normaalitilanteessa tästä ei ole haittaa.

Hoidoksi annetulla kouristuksien ehkäisyyn tarkoitetulla lääkityksellä ei hänestä ole tieteellistä perustaa. ”Mutta uusien ajatusten vieminen lääketieteelliseen käytäntöön vaatii suunnattoman paljon aikaa ja vaivaa, ja usein se on jopa lähes mahdotonta tieteellisestä näytöstä riippumatta."

On paljon näyttöä siitä, että syntymäasfyksia voi johtaa monenlaisiin elinaikaisiin psykiatrisiin ja neurologisiin vaurioihin, jotka saattaisivat olla ainakin osin ehkäistävissä sopivilla uusilla hoitomenetelmillä. Kaila harmittelee, että lääketieteessä ei panosteta tarpeeksi vastasyntyneiden hoitoon ja uusien terapioiden kehittämiseen, koska tällainen tutkimus ei tuota esimerkiksi lääketehtaille ja lääketieteellisten välineiden valmistajille juuri minkäänlaista voittoa.

Syntymä kiehtoo Kailaa muutenkin, eikä hän ole epäröinyt laajentaa sen laaja-alaista käsittelyä myös yhteiskunnalliseen keskusteluun. Kaila ja monitieteinen työryhmä kirjoittivatkin yhdessä artikkelin köyhyyden vaikutuksista lapsen kehitykseen.

"Suomessa on noin satatuhatta köyhyydestä kärsivää lasta. Lapsiköyhyys saa usein aikaan rajujakin muutoksia aivojen kehityksessä ja toiminnassa. Jo ennen syntymää koetut stressisignaalit uudelleenohjelmoivat aivoja. Jos odottavalla äidillä on suuri stressikuorma, saa kohdussa oleva lapsi hormonaalisia signaaleja, jotka valmistavat lasta syntymään vihamieliseen tai muulla tavalla epäsuotuisaan ympäristöön. Samoin kuin syntymäasfyksian yhteydessä tällä saattaa olla koko elämän mittaisia haitallisia vaikutuksia lapsen psyykkiseen ja myös niin sanottuun somaattiseen kehitykseen ja terveyteen."

Taustalla on sama asia kuin esimerkiksi nälänhädässä: äidin aliravitsemus saa aikaan sen, että vielä syntymätön lapsi varautuu kokemaan myös nälkää.

"Äidin stressitilan seurauksena muun muassa lapsen insuliinitoiminta on heikkoa ja ennustaa varhaista kroonista sairastavuutta ja jopa ennenaikaista kuolemaa. Lyhentyneeseen elämänkaareen sisältyvät usein varhainen puberteetti ja teiniraskaudet. Terveyden sosiologian ja globaalin sairastavuuden perusteiden pitäisi ehdottomasti kuulua sekä biotieteiden että lääketieteen perusopintoihin. Tämä olisi erityisen tärkeää juuri nyt, kun yksikään valtio ei voi välttää uusien globaalien haasteiden kuten esimerkiksi massamuuttojen kohtaamista."

 

Aivot mukana kaikessa

Aivotutkimuksessa eletään Kailan mukaan uskomatonta aikaa. ”Olemme vähitellen ymmärtämässä, kuinka esimerkiksi aivojen sähköinen toiminta, immuunijärjestelmä aivojen sisällä ja suolistobakteerit muodostavat tiiviin signaalikokonaisuuden. Aivojen tutkimus ilman muun fysiologian tuntemista on kuin rajaisi tähtitieteestä ja kosmologiasta naiivisti kaiken muun pois paitsi sen, minkä näkee paljaalla silmällä.”

Aivotutkimuksessa tehdään jatkuvasti tutkimusta, jonka avulla esimerkiksi neurologisia sairauksia, kuten Alzheimerin tautia, voitaisiin hoitaa vaikuttamalla suoraan hermoverkkojen toimintaan.

Esimerkiksi päänahan päälle voidaan asentaa kolme elektrodia ja näiden avulla synnyttää sähkökenttiä, joiden yhteinen vaikutuspaikka aivojen sisällä voidaan määrätä kolmiomittauksen tapaan. Korkeataajuuksiset aallot menevät aivokudoksen läpi vaikuttamatta hermosoluihin, mutta niiden matalataajuisempi ristiaallokko, joka stimuloi soluja, voidaan kohdentaa hyvin tarkasti. Näin voidaan lähitulevaisuudessa mahdollisesti hoitaa muun muassa dementioita, epilepsiaa, Parkinsonin tautia ja ahdistusta.

"En usko, että suun kautta otettava lääke on paras tapa hoitaa psykiatrisia ja neurologisia häiriöitä ja sairauksia. Tilastojenkin mukaan monissa yleisissä psyyken ja aivojen sairauksissa vain yksi kuudesta lääkittävästä saa apua lääkkeistä. Joissain tapauksissa suhde on vain yksi kahdestakymmenestä."

Kaila ihmettelee, miksi lääketeollisuutta katsotaan tuotantotalouden eikä lääkkeiden parantavan vaikutuksen kautta. Sairauksien entistä tarkempi diagnostiikka palvelisi ennen kaikkea lääketeollisuutta.

Onneksi on yliopisto

Kaila on ajatellut työnsä yhteiskunnallisia vaikutuksia. Hänen tutkimuksensa on tyypillinen esimerkki siitä, miten akateemisesta tutkimuksesta ja yliopistoista on paljon sellaista hyötyä, mitä ei voi suoraan mitata rahassa.

Perustutkimuksessa Kailan mukaan tavoitteiden pitää aina olla korkealla. "Täysin riskitön tutkimus ei ole tutkimusta vaan selvitystyötä. Uusia asioita löydetään vain riskejä ottamalla."

Kailan mielestä on erityisen tärkeää, että koulutusta tarjoavat ja tutkimusta tekevät yliopistot ovat vapaita poliittisesta vaikuttamisesta. Vielä vuosi sitten tilanne Suomessa muistutti 70-lukua siinä, että poliitikot ryhtyivät puuttumaan tutkimuksen substanssiin ja vapauteen.

"Vapaan tutkimuksen edistämisen ohella yliopistolaitoksen suoranainen velvollisuus on olla yhteiskuntakriittinen ja ottaa osaa yhteiskunnalliseen keskusteluun. Demokratian toteutumisen kannalta tämä on todella tärkeää."

"Kaikki teknologioista ihmisyhteisöjen rakenteisiin asti muuttuu koko ajan monimutkaisemmiksi, joten yhteiskunnassa tarvitaan valistuneita, koulutettuja ihmisiä. Poliittinen päätöksenteko vaatii asiantuntijoita, ja jos näitä asiantuntijoita on tarpeeksi, niin erilaisten näkemyksien mukanaan tuomia painotuksia voidaan arvioida objektiivisemmin, kokonaisuutena. Jos meillä on kriittinen massa ihmisiä, jotka pystyvät rationaaliseen kommunikaatioon, silloin meillä on ainakin yksi referenssikohta yhteiskunnassa."

Kaila jäi akatemiaprofessuuristaan eläkkeelle kesäkuun alussa. Hän jatkaa tutkimusta ja Viikin kampuksella olevan laboratorionsa vetämistä yhtä aktiivisesti kuin aikaisemmin.

Teksti, kuvat ja video: Jari Mäkinen

 

Viimeksi muokattu 2.9.2019
Seuraa meitä:
FacebookTwitterYoutubeLinkedInSlideShare
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
TIETOSUOJA »
YHTEYSTIEDOT JA LASKUTUS »
KYSYMYKSET JA PALAUTE »