VÄITÖSKIRJA: Lauletun musiikin vaikutus kielelliseen oppimiseen sekä pitkäaikaiseen toipumiseen aivoverenkiertohäiriön jälkeen

Lisännyt Iiris Kyläheiko 15. joulukuuta 2020

Väitöskirjani “Effects of vocal music on verbal learning and long-term recovery after stroke” tarkastettiin Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa 2.10.2020.


Aivoverenkiertohäiriö (AVH) on yleinen ja kansantaloudellisesti kolmanneksi kallein sairaus Suomessa. Vuosittain yhteensä 25 000 suomalaista sairastaa AVH:n ja väestön ikääntyessä sairastavuus kasvaa, mikä aiheuttaa merkittävän yhteiskunnallisen, mutta myös yksilöllisen haitan. Käypä Hoito- suosituksen mukaisesti akuuttivaiheessa hoito keskittyy potilaan elintoimintojen vakauttamiseen. Kognitiiviset oireet ovat sairastuneilla kuitenkin hyvin tavallisia ja yleisimpiä niistä ovat puutteet toiminnanohjauksessa (32-39%), näönvaraisissa havaitsemis- tai konstruktiivisissa toiminnoissa (32-38%), musiikin havaitsemisessa (35-39%), kielellisissä toiminnoissa ja kielellisessä muistissa (22-26%) sekä puheen tuottamisessa tai ymmärtämisessä (15-42%).   Varhain aloitetun intensiivisen kuntoutuksen tiedetään parantavan potilaiden toipumista sekä motoristen ja kognitiivisten toimintojen että potilaan sosiaalisen ja emotionaalisen tilanteen kannalta. Kuitenkin sairaaloiden kuntoutusyksiköissä vain noin 30-50% potilaan ajasta voidaan laskea kuntouttavaksi toiminnaksi. Lisäksi käytännössä esimerkiksi neuropsykologisen kuntoutuksen tai puheterapian tarve arvioidaan tapauskohtaisesti ja rajallisten resurssien vuoksi potilaiden saama kuntoutus on usein aivojen optimaalisen muovautuvuuden kannalta liian vähäistä ja ajoitettu tapahtuvaksi liian myöhään. Näistä seikoista johtuen on erittäin tärkeää pyrkiä tehostamaan potilaiden kuntoutumista ja edesauttamaan aivojen muovautuvuutta toipumisvaiheessa kehittämällä metodeja, jotka eivät olisi yhtä paljon riippuvaisia kuntoutusyksiköiden resursseista.

Ympäristön virikkeellistämisen tiedetään eläinkokeisiin pohjautuen edistävän hermostojen muovautuvuutta voimakkaasti AVH:n jälkeen. Myös kuntoutusyksiköissä on huomattu ympäristön virikkeellistämisen kasvattavan potilaiden aktiivisuutta ja edistävän kuntoutumista.  Musiikki on suurimmalle osalle ihmisistä tärkeä nautinnon ja hyvinvoinnin lähde ja monipuolinen virike, joka miellyttää, palkitsee ja aktivoi aivoja laajalti.  Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että päivittäinen musiikin kuuntelu AVH:n jälkeisten kuukausien aikana tehostaa kognitiivisten toimintojen ja mielialan kuntoutumista ja saa aikaan toiminnallista ja rakenteellista muovautuvuutta otsa- ja ohimolohkoalueilla sekä limbisillä alueilla, ja että laulut toimivat kielellisen oppimisen tukena terveillä henkilöillä. 

Tämän väitöskirjatutkimuksen tarkoituksena oli tutkia yleisemmin, mitkä tekijät ovat musiikin kuntoutuksellisen vaikutuksen takana. Ensimmäisessä osatyössä tutkittiin, opitaanko ja muistetaanko aivoverenkiertohäiriön jälkeen laulettuna esitetyt uudet tarinat tehokkaammin, kuin puhuttuna esitetyt. Tässä hypoteesina oli, että riittävän yksinkertainen ja toistuva melodia tukee tarinoiden muistamista. Toisessa osatyössä selvitettiin laulun muistamisen tuen takana olevia kognitiivisia ja hermostollisia mekanismeja. Kolmannessa osatyössä tutkittiin, onko aivoverenkiertohäiriön jälkeisessä päivittäisen musiikin kuuntelussa laulettu musiikki tehokkaampaa kielellisen, kognitiivisen, emotionaalisen ja hermostollisen toipumisen kannalta. Tässä hypoteesina oli, että laulettu musiikki olisi tehokkaampaa kuntoutumisen kannalta, koska lauletulla musiikilla on mahdollista tavoittaa vielä rikastetumpi ääniympäristö kuin instrumentaalimusiikilla. 

Tätä väitöskirjatutkimusta varten rekrytoitiin 50 potilasta Turun yliopistollisessa keskussairaalassa vuosina 2013-2016. Kaikilla rekrytoiduilla potilailla oli akuutti aivoinfarkti tai aivoverenvuoto joko vasemmalla tai oikealla puolella. Potilaat olivat täysi-ikäisiä ja enintään 80-vuotiaita. Heillä ei ollut aiempaa neurologista tai psykiatrista sairautta, päihdeongelmaa tai kuulovammaa. Kaikille tehtiin akuuttivaiheessa alle kolme viikkoa sairastumisesta neuropsykologinen tutkimus sekä rakenteellinen ja funktionaalien MRI, joista fMRI:ssa mitattiin sekä lepotilaa, että aktivaatiota kuuntelutehtävässä, jossa potilaat kuulivat lyhyitä pätkiä laulettua musiikkia, instrumentaalimusiikkia ja runoja. Neuropsykologisessa tutkimuksessa selvitettiin potilaiden kielellisiä taitoja, muistitoimintoja, tarkkaavuutta ja toiminnanohjausta, musiikin havaitsemista sekä mielialaa. Akuuttivaiheen tutkimusten jälkeen potilaat jaettiin satunnaistetusti kolmeen ryhmään, joista lauletun musiikin ryhmässä potilaat kuuntelivat laulettua musiikkia vähintään tunnin päivässä kahden kuukauden ajan, instrumentaalimusiikin ryhmässä potilaat kuuntelivat instrumentaalimusiikkia vähintään tunnin päivässä kahden kuukauden ajan ja äänikirjaryhmässä potilaat kuuntelivat äänikirjoja vähintään tunnin päivässä kahden kuukauden ajan. Kolmen ja kuuden kuukauden kuluttua sairastumisesta potilaille toistettiin neuropsykologinen tutkimus sekä rakenteellinen ja toiminnallinen MRI musiikin kuuntelemisen lyhytaikaisten ja pitkäaikaisten vaikutusten selvittämiseksi.

Kolmatta osatyötä varten tätä väitöskirjaa varten kerätty aineisto yhdistettiin toisen tutkimuksen, Helsingissä vuosina 2004-2007 tehdyn aivoverenkiertohäiriön jälkeistä musiikin kuuntelun vaikutuksia toipumiseen käsitelleeseen aineistoon, jonka rakenne oli hyvin samanlainen kuunteluajan, neuropsykologisten tutkimusten ja kuvantamistutkimusten kannalta. Helsingin aineistosta, jossa aikanaan kuunneltiin toipumisvaiheessa musiikkia tai äänikirjoja, muodostettiin potilaiden täyttämien kuuntelupäiväkirjojen perusteella jälkikäteen ryhmät, joissa oli kuunneltu toipumisvaiheen aikana laulettua musiikkia, instrumentaalimusiikkia ja äänikirjoja. Tämä mahdollisti suuremman otoskoon myötä laajemmat analyysit ja suuremman tilastollisen voiman. 

Osatöissä I&II (N=31) keskityttiin tutkimaan laulettuina ja puhuttuina esitettyjen tarinoiden oppimista ja muistamista sekä ilmiöitä oppimisen ja muistamisen takana. Tätä varten kehitettiin täysin uusi laulettujen ja puhuttujen tarinoiden muistitehtävä, joka sisälsi 4 juonellista tarinaa. Jokaisesta tarinasta tehtiin sekä laulettu että puhuttu versio. Puhutussa versiossa oli luonnollinen prosodia ja lauletussa versiossa oli yksinkertainen melodia, joka toistui joka säkeistössä samana. Tarinat esitettiin sekä laulettuna että puhuttuna ja nämä olivat keskenään eri tarinoita. Tuloksista ilmeni, että akuuttivaiheessa laulettujen ja puhuttujen tarinoiden oppimisessa tai muistamisessa ei ollut eroa, mutta 6 kk:n kohdalla potilaat oppivat ja muistivat lauletut tarinat paremmin kuin puhutut. Laulettujen tarinoiden parempi oppiminen näkyi erityisesti afasiapotilailla, joilla 6 kk:n kohdalla lauletun tarinan muistaminen oli tehokkaampaa. Tämä näkyi suurempana äskeisyysvaikutuksena (Recency Effect) ja tehokkaampana mieltämisyksiköiden muodostamisena (Chunking) verrattuna puhuttuihin tarinoihin. Potilaat, joilla ei ollut afasiaa, muistivat puolestaan lauletun tarinan merkitsevästi tasaisemmin kuin puhutun tarinan, mikä näkyi pienentyneenä sarjapositiovaikutuksena (Serial Position Effect). MRI-tulosten analysoinnissa käytettävillä DTI ja VBM- analyyseillä saadut tulokset osoittivat, että löydetyt efektit olivat yhteydessä oikean puoleisen IFOF –radaston sekä bilateraalisten ohimo-, otsa- ja päälakilohkoalueiden tilavuuteen afasiapotilailla ja vasemman puoleisen AF –radaston tilavuuteen ei-afasiapotilailla.

Kolmannessa osatyössä (N= 83) keskityttiin tutkimaan, onko aivoverenkiertohäiriön jälkeisessä päivittäisen musiikin kuuntelussa laulettu musiikki tehokkaampaa kuin instrumentaalimusiikki tai äänikirjat. Behavioraalisia tuloksia tarkasteltaessa löydettiin, että afasiapotilaiden kielelliset toiminnot kuntoutuivat eniten lauletun musiikin ryhmässä verrattuna instrumentaalimusiikin ryhmään ja äänikirjaryhmään. Muutokset olivat merkitseviä akuutista 3kk:en sairastumisesta. Aineiston MRI-tuloksia tarkasteltaessa löydettiin, että afasiapotilailla harmaan aineen tilavuus kasvoi seuranta-aikana (0-6kk) merkitsevästi instrumentaalimusiikin ryhmässä verrattuna äänikirjaryhmään, mikä korreloi merkitsevästi kielellisten toimintojen toipumisen kanssa. Valkean aineen radastojen tilavuus kasvoi merkitsevästi afasiapotilailla lauletun musiikin ryhmässä verrattuna äänikirjaryhmään ja tämä korreloi merkitsevästi kielellisten toimintojen ja kielellisen muistin toimintojen kanssa. fMRI tuloksia tarkastelemalla löydettiin puolestaan, että aivojen toiminnallisen oletustilaverkoston (default mode network) toiminta koheni seuranta-aikana (0-6kk) lauletun musiikin ryhmässä, mikä näkyi vahvempina yhteyksinä vasemman ohimolohkoalueen ja muun oletustilaverkoston välillä verkoston ollessa lepotilassa. Tämä oli yhteydessä lauletun musiikin aikaansaamaan oletustilaverkoston lisääntyneeseen aktiivisuuteen ja kielellisten toimintojen ja kielellisen muistin toipumiseen. 

Tämän väitöskirjatutkimuksen päätulokset ovat, että aivoverenkiertohäiriöstä toipuvat, erityisesti afasiapotilaat hyötyvät melodiasta uuden tarinan oppimisen ja muistamisen tukena. Hyöty on nähtävissä 6 kk:n kohdalla sairastumisesta. Afasiapotilaat hyödyntävät laulun toistuvaa sävelkulkua ja rytmiä sanojen tiivistämisessä isompiin mieltämisyksiköihin ja muistavat siten tarinan loppuosan paremmin. Potilaat, joilla ei ole afasiaa hyödyntävät musiikin rakennetta tarinan harjoittelemiseen kielellisessä työmuistissa, mikä näyttäytyy tasaisempana muistisuorituksena. Lauletun musiikin kuunteleminen on tehokkainta kuntoutuskäytössä verrattuna äänikirjoihin tai instrumentaalimusiikkiin. Lauletun musiikin kuunteleminen tehostaa kielellisten toimintojen ja kielellisen muistin toipumista. Tämä yhdistyy harmaan alueen paikalliseen kasvuun erityisesti vasemman ohimolohkon ja oikean otsalohkon alueilla sekä valkean aineen radastojen tilavuuden muutoksiin precuneuksen, cuneuksen ja lingual gyruksen alueilla. Tutkimus osoittaa, että akuuttivaiheessa aloitettu lauletun musiikin kuunteleminen on tehokas työkalu edistämään aivoverenkiertohäiriön jälkeistä kielellistä oppimista ja tehostamaan kielellistä, kognitiivista, emotionaalista ja hermostollista toipumista sekä kohentamaan aivojen toiminnallisen verkoston aktiivisuutta. Musiikin laulettu komponentti on avainasemassa kielellisen muistin toipumisessa. Potilaiden toipumisympäristöä on mahdollista optimoida lisäämällä aivojen aktivaatiota turvallisesti musiikin kuuntelun avulla, mikä olisi tärkeää aivojen plastisuuden kannalta toipumisen akuuttivaiheessa. 


Väitöskirja on luettavissa kokonaisuudessaan osoitteessa  http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-6448-3

Lisätietoja:

Vera Leo

PsT, neuropsykologiaan erikoistuva psykologi

Maskun neurologinen kuntoutuskeskus, Neuroliitto ry; Helsingin yliopisto

vera.leo@neuroliitto.fi, vera.leo@helsinki.fi

Yhdistyksen jäsenet voivat kommentoida artikkeleita. Kirjaudu sisään kirjoittaaksesi kommentin.