Hoitojen kehittyessä yhä useampi lapsena aivokasvaimen saanut potilas selviytyy. Kristine Stadskleiv Oslon yliopistosta halusi selvittää aivokasvaimen ja sen hoidon vaikutusta potilaaseen pitkällä tähtäimellä. Tutkimuksella oli kaksi tavoitetta: kartoittaa lapsuuden aivokasvaimesta toipuneiden potilaiden kognitiivisen toiminnan tasoa ikäryhmän keskiarvoon verrattuna ja etsiä taustatekijöitä, jotka vaikuttavat tulokseen.

Tutkimuksessa keskityttiin lapsilla esiintyvien medulloblastooman (MB) ja supratentoriaalisten primitiivisten neuroektodermaalikasvainten (CNS/PNET) vaikutuksiin. Tutkimukseen pyydettiin mukaan kaikki Norjassa vuosina 1974-2013 lapsena jomman kumman aivokasvaimen sairastaneet ja siitä selviytyneet ihmiset, ja heistä 50 (79 %) osallistui tutkimukseen. Tutkimukseen osallistumisen hetkellä koehenkilöt olivat 5 – 51 -vuotiaita ja kasvaimen leikkauksesta oli vähintään kolme ja keskimäärin 19 vuotta. Koehenkilöiltä testattiin muun muassa verbaalinen ja ei-verbaalinen kognitio, muisti, keskittymiskyky, älykkyysosamäärä, toiminnanohjaustaidot sekä motoriikkaa. Tuloksia verrattiin oman ikäryhmän keskimääräisiin tuloksiin.

Testien tulosten hajonta oli hyvin suurta: suuri osa suoriutui testistä ikätasoista vastaavasti tai paremmin, mutta osa koehenkilöistä ei pystynyt suorittamaan kaikkia testejä esimerkiksi motoristen ongelmien vuoksi. Esimerkiksi 56 prosentilla osallistujista älykkyysosamäärä oli ikätason mukainen tai korkeampi, mutta 14 %:lla todettiin kehityshäiriö. Potilaan sukupuoli, ikä sairastumisen aikaan, leikkauksesta kulunut aika, mahdolliset jälkisairaudet ja erot lääkinnässä selittivät 46 % älykkyysosamäärän variaatiosta. Monella osallistujalla oli vaikeuksia motorisissa tehtävissä: vain 30 % osallistujista sai keskimääräisen tai sitä paremman tuloksen dominoivan käden koordinaatiota mittaavassa testissä.

Alhaista suoriutumista kaikissa testeissä oli erityisesti potilailla, joilla aivokasvaimen jälkeen oli diagnosoitu sekä sisäeritysjärjestelmän vajaatoiminta että epilepsia tai hydrokefalia. Jo aiemmin on tiedetty, että aivojen alhainen prosessointikyky voi vähentää kognitiivista osaamista, sillä se hidastaa uusien taitojen oppimista ja ero muihin samanikäisiin kasvaa vähitellen. Prosessointikyvyn lasku havaittiin myös tässä tutkimuksessa usean eri testin kohdalla. Sen lisäksi havaittiin, että monilla aivokasvaimen sairastaneilla muistin toiminta oli heikentynyt ja se voikin olla toinen osatekijä kognitiivisten taitojen hitaamman oppimisen takana.

Tutkimus vahvisti aikaisemmat tulokset, että lapsuudessa aivokasvaimen sairastaneilla on ryhmätasolla keskimääräistä alhaisempi älykkyysosamäärä ja kognitiivinen osaaminen. Tulos ei kuitenkaan ole suoraviivainen yksilötasolla, sillä vaikeasti vammautuneet laskevat keskiarvoa ja suurin osa vastaajista sai ikätasoaan vastaavat tulokset. Tutkimus korostaa kuitenkin aivokasvaimen sairastaneiden lasten pitkäaikaisseurannan tärkeyttä. Erityisesti aivojen prosessointikyky tai muistin toiminta voivat heikentyä aivokasvaimen seurauksena ja niiden seuranta varmistaa sen, että mahdollisiin oppimisvaikeuksiin voidaan puuttua ajoissa ja antaa ylimääräistä tukea.


Nordic Mensa Fund palkitsi Kristine Stadskleivin ”Article of the Year” palkinnolla vuonna. 2020.

Kristine Stadskleiv, Einar Stensvold, Kjersti Stokka, Anne Grete Bechensteen & Petter Brandal (2020) Neuropsychological functioning in survivors of childhood medulloblastoma/CNS-PNET: The role of secondary medical complications, The Clinical Neuropsychologist, DOI: 10.1080/13854046.2020.1794045

Älykkyyden suhdetta hedelmällisyyteen on tutkittu paljon. 1900-luvun alun tilastotieteen pioneerien huoli oli, että vähemmän älykkäät lisääntyisivät nopeammin, jolloin väestön geneettiset valmiudet heikkenisivät. Sillä olisi perimää rappeuttava vaikutus väestöön.

Aiemmat tutkimukset älykkyydestä ja hedelmällisyydestä ovat käyttäneet pääosin yhdysvaltalaisia aineistoja. Niiden mukaan 1900-luvun puolivälissä tapahtui muutos. 1900-luvun alkupuolella ei havaittu selvää yhteyttä älykkyyden ja hedelmällisyyden välillä. 1900-luvun jälkipuoliskolla kognitiivisten kykyjen ja hedelmällisyyden korrelaatio on ollut lievästi negatiivinen useimmissa tutkimuksissa, mutta ei kaikissa. Älykkäät ovat saaneet hieman vähemmän jälkeläisiä kuin vähemmän älykkäät. Negatiivinen korrelaatio on vahvempi naisilla kuin miehillä. Lisäksi tiedetään, että vähiten älykkäät miehet ovat toisaalta useammin lapsettomia ja toisaalta heillä on enemmän suurperheitä.

Esiteolliselta ajalta ei ole älykkyysaineistoja, mutta tuolloin korkea yhteiskunnallinen asema on johtanut korkeampaan hedelmällisyyteen. Lisäksi kognitiivisten kykyjen ja yhteiskunnallisen aseman välillä on yhteys, joten oletettavasti esiteollisella ajalla älykkäämmät saivat enemmän lapsia.

Martin Kolkin ja Kieron Barclayn tutkimuksessa ”Cognitive ability and fertility among Swedish men born 1951–1967: evidence from military conscription registers” (2019)
tarkasteltiin kaikkia Ruotsissa vuosina 1951-1967 syntyneitä miehiä, jolloin aineisto oli aiempaa kattavampi. Aiemmat tutkimukset ovat yleensä olleet kyselytutkimuksia tai koululuokan seurantatutkimuksia. Tämä on ongelmallista siksi, että tutkimuksista jäivät pois ne, jotka eivät vastaa kyselyihin tai eivät ole kouluopetuksessa. Kolkin ja Barclayn tutkimus ottaa mukaan myös yhteiskunnan marginaalit.

Tutkimuksessa älykkyyttä mitattiin armeijan kykytestillä, jonka teki 97 % ikäluokasta kutsunnoissa. Testi mittasi monipuolisesti loogista päättelyä, kielellisiä ja teknisiä taitoja sekä avaruudellista hahmottamista. Tulokset normalisoitiin kellokäyrälle niin, että kaikissa ikäluokissa keskiarvo oli 100 ja keskihajonta 15 ja aineisto jaettiin yhdeksään ryhmään.

Tutkimuksessa havaittiin, että älykkäillä oli enemmän lapsia. Vaikutus oli suurin vähiten älykkäissä. Heissä oli kaikkein eniten miehiä, jotka eivät saaneet yhtään lasta. Toisaalta heissä oli myös kaikkein eniten suurperheitä, mutta suurperheitä oli kaiken kaikkiaan niin vähän, ettei se muuttanut kokonaiskuvaa. Suurempi määrä jälkeläisiä hankittiin yleensä saman kumppanin kanssa, eikä niin, että suuremmalla älykkyydellä olisi vietelty eliniän aikana useampi kumppani.

Lisäksi huomattiin, että älykkäät lisääntyvät vanhemmalla iällä. Aineistossa nuorimmatkin miehet olivat tutkimushetkellä täyttäneet 50 vuotta. Tutkimuksissa, joissa mitataan kokonaishedelmällisyyttä nuoremmalla iällä, saadaan vääristyneitä tuloksia kognitiivisten kykyjen suhteesta hedelmällisyyteen.

Tutkimuksessa vertailtiin myös älykkyyserojen vaikutusta hedelmällisyyteen veljesten kesken. Tällöin sellaiset ympäristötekijät kuten kasvatus, koulutus ja ravitsemus eivät vaikuta tuloksiin. Kognitiivinen kyvykkyys lisäsi hedelmällisyyttä sisarusparven sisällä vielä enemmän. Kun tuloksista poistetiin koulutustason, syntymäjärjestyksen, syntymävuoden ja perhekoon vaikutus sekä vertailtiin veljeksiä, kognitiivisilta kyvyiltään matalimmalla ryhmällä oli keskimäärin 0,56 lasta vähemmän ja korkeimmalla ryhmällä oli 0,09 lasta enemmän kuin älykkyysjakauman keskellä.

Tutkimuksessa vertailtiin vain miehiä, joten se kattaa vain toisen puolen lisääntymisestä. Tutkimus paljasti kuitenkin, että älykkyys korreloi hedelmällisyyden kanssa ja osoittaa, että keskimääräinen tai korkea älykkyys on positiivinen tekijä seksuaalisessa valinnassa.

Nordic Mensa Fund palkitsi Markin Kolkin ”Article of the Year” palkinnolla vuonna 2020.

Tiivistelmän on kirjoittanut SH pohjautuen artikkeliin: Cognitive ability and fertility among Swedish men born 1951–1967: Evidence from military conscription registers Biological Sciences. Martin Kolk and Kieron Barclay. Proceedings of the Royal Society B (2019). Doi: 10.1098/rspb.2019.0359

Aivojen rakenteen ja älykkyyden yhteyttä on tutkittu paljon. On esimerkiksi osoitettu, että aivojen suurempi koko korreloi älykkyyden kanssa. Luonnollisena selityksenä tälle on tarjottu sitä, että suuremmissa aivoissa on enemmän hermosoluja ja niiden tarjoamaa laskentatehoa. Aiemmat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että älykkyystestiä tehdessä korkeamman tuloksen saaneiden koehenkilöiden aivot kuluttivat vähemmän energiaa kuin heikomman tuloksen saaneet. Tästä ja jatkotutkimuksista onkin arveltu, että älykkyyteen liittyy myös aivojen tehokkaampi toiminta. Aivojen mikrorakenteiden yhteyttä älykkyyteen ei kuitenkaan ole toistaiseksi tutkittu.

Nature Communications -lehdessä julkaistussa artikkelissa älykkyyden ja aivojen mikrorakenteen välistä yhteyttä tutkittiin MRI-kuvaukseen perustuvan NODDI-tekniikan (Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging) avulla. Tekniikalla pystytään kuvantamaan hermosolujen haarakkeiden määrää ja kolmiulotteista suuntautumista. Tutkimuksessa käytettiin kahta erillistä kohorttia, jotka koostuivat 259 ja 498 koehenkilöstä. Koehenkilöt tekivät älykkyystestin ja heidän aivonsa kuvannettiin NODDI-tekniikalla. Aivokuoren eli korteksin muodostaa harmaa aine, jossa sijaitsevat hermosolujen solukeskukset ja viejähaarakkeet eli dendriitit. Valkeassa aineessa sijaitsevat puolestaan hermosolujen tuojahaarakkeet eli aksonit. Tutkimuksessa aivojen koko määritettiin mittaamalla aivokuoren ja valkean aineen tilavuudet. Aivojen mikrorakenteita tutkittiin mittaamalla hermosolujen haarakkeiden tiheyttä ja suuntautumista aivokuoressa ja valkeassa aineessa.

Tulokset vahvistivat aiemman käsityksen ja osoittivat, että suuremmat aivot ja siitä johtuva hermosolujen korkeampi lukumäärä korreloivat korkean älykkyyden kanssa. Aivojen mikrorakenteet paljastivat kuitenkin vielä lisää eroja. Sekä hermosolujen haarakkeiden määrä että niiden suuntautumisen hajanaisuus aivokuorella korreloivat käänteisesti älykkyyden kanssa. Valkeassa aineessa vastaavaa korrelaatiota ei löydetty. Käytännössä älykkäämmissä aivoissa hermosoluilla oli vähemmän viejähaarakkeita ja ne olivat keskenään samansuuntaisia. Se voi kuulostaa ristiriitaiselta, mutta selitys löytyy aivojen tehokkaammasta toiminnasta. Koska ainoastaan oleellisimmat yhteydet ovat jäljellä, signaali liikkuu nopeammin juuri oikeaan paikkaan, eikä sekoitu taustakohinaan.

Aivot kehittyvät lapsuuden jälkeenkin noin kahteenkymmeneen ikävuoteen asti. Käytännössä hermosolujen välille syntyy lisää haarakkeita ja aktiivisesti käytettävät haarakkeet vahvistuvat. Oleellista on myös se, että vähemmän käytettävät haarakkeet hermosolujen välillä kuihtuvat pikkuhiljaa pois. Tämä optimoi aivojen rakennetta ja on uusien asioiden oppimisen perusta. Aiemmissa tutkimuksissa onkin havaittu, että joissakin alhaiseen älykkyyteen liittyvissä patologioissa, kuten Downin syndroomassa, hermosoluissa on synapseja eli kahden hermosolun liitoskohtia keskimääräistä suurempi määrä. On arveltu, että tuolloin vähän käytettyjen haarakkeiden kuihtuminen on häiriintynyt ja se hidastaa aivojen prosessointikykyä. Myös aiemmat tietokonesimulaatiot ovat osoittaneet, että vähemmän käytettyjen haarakkeiden poistuminen tehostaa oppimista ja prosessointinopeutta. Lisäksi se vähentää energiankulutusta.

Tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että erityisesti tarpeettomien hermosolujen haarakkeiden karsiutuminen liittyy aivojen prosessointikykyyn ja älykkyyteen. Aiemmin on jo osoitettu, että kognitiivisia tehtäviä tehdessä korkeamman älykkyyden koehenkilöillä aktivoituu pelkästään tehtävässä tarvittava alue aivoista. Alhaisemman älykkyysosamäärän koehenkilöillä aktivointia tapahtui myös käytettävän aivoalueen viereisillä alueilla. Tämä voi liittyä huonommin optimoituihin yhteyksiin hermosolujen välillä.

Tutkimuksen tuloksia vahvistaa se, että pääosa tuloksista havaittiin kahdella toisistaan riippumattomalla kohortilla. Kohortit erosivat toisistaan usealla tavalla. Niissä oli esimerkiksi käytetty eri älykkyystestiä (BOMAT ja PMAT24) ja sekä MRI-kuvantaminen että sen alkuanalysointi erosivat toisistaan.

Tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että älykkyys korreloi aivojen mikrorakenteiden kanssa. Erityisesti hermosolujen väliset kytkökset ovat tehokkaita ja hyvin rakentuneita, joiden vuoksi älykkäämmät aivot kykenevät toimimaan nopeammin ja tehokkaammin. Tulokset vahvistavat myös käsitystä siitä, että älykkyys on havaittavissa aivojen rakenteessa.

Diffusion markers of dendritic density and arborization in gray matter predict differences in intelligence. E. Genç, C. Fraenz, C. Schlüter, P. Friedrich, R. Hossiep, M.C. Voelkle, J.M. Ling, O. Güntürkün & R.E. Jung. Nature Communications, 2018, doi:10.1038/s41467-018-04268-8