Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunnassa
esitettiin 9.5.1997 tarkastettavaksi FL Pasi A. Karjalaisen väitöskirja
Regularization and Bayesian Methods for Evoked Potential Estimation
(Regulointi- ja Bayes-menetelmät herätepotentiaalien
estimoinnissa). Vastaväittäjinä olivat apulaisprofessori
Erkki Somersalo Teknillisestä korkeakoulusta ja apulaisprofessori
Hannu Eskola Tampereen teknillisestä korkeakoulusta, Ragnar
Granit Instituutista. Väitöstilaisuuden valvojana oli
apulaisprofessori Jari Kaipio Kuopion yliopistosta.
Väitöskirjan tiivistelmä:
Regulointi- ja Bayes-menetelmät herätepotentiaalien
estimoinnissa
Kaikkien aistiärsykkeiden vaikutuksesta elimistössä
tapahtuu suuri joukko sähköisiä tapahtumia. Tällaisia
ovat esimerkiksi ärsykkeen siirtämiseen liittyvät
hermostolliset tapahtumat sekä aistimuksen käsittelyyn
ja tiedostamiseen liittyvät aivojen korkeammat sähköiset
toiminnot. Näistä sähköisistä tapahtumista
johtuvista havaittavista potentiaaleista käytetään
yleisnimitystä herätepotentiaalit. Herätepotentiaalien
mittauksella ja analysoinnilla voidaan saada tietoa hermoston
toiminnasta.
Yleisimmin herätepotentiaaleja mitataan ihmisen pään
pinnalle kiinnitetyillä elektrodeilla. Mittauksen kohteena
ovat tällöin aivoissa syntyvät herätepotentiaalit.
Aivoissa tapahtuu koko ajan myös aistiärsykkeestä
riippumatonta sähköistä taustatoimintaa. Tämän
taustatoiminnan aktiviteetti on yleensä moninkertainen verrattuna
herätepotentiaaliin. Suurimpana ongelmana herätepotentiaalien
analyysissä onkin juuri se, kuinka ne voidaan erottaa aivojen
normaalista taustatoiminnasta. Tavallisesti tämä vaatii
ärsykkeen toistamista jopa satoja kertoja ja mitattujen potentiaalien
keskiarvoistamista. Jos herätepotentiaalien ominaisuudet
vaihtelevat tällaisen mittauksen aikana, informaatio tällaisesta
vaihtelusta yleensä menetetään. Nykyisin tavoitteena
on luoda menetelmiä, joilla saadaan informaatiota yksittäisen
aistiärsykkeen aiheuttamista potentiaaleista.
Väitöskirjassa esitetään kaksi menetelmää
herätepotentiaalien analysoimiseen. Toinen esitetyistä
menetelmistä on tarkoitettu yksittäisten herätepotentiaalimittausten
analysoimiseen. Menetelmä perustuu niinsanottujen regulointimenetelmien
käyttöön. Regulointimenetelmiin perustuvassa analyysissä
pyritään ottamaan mahdollisimman paljon etukäteistietoa
huomioon matemaattisessa muodossa. Tämä mahdollistaa
informaation saamisen myös yksittäisistä mittauksista.
Toinen esitetyistä menetelmistä soveltuu muutosten seuraamiseen
herätepotentiaalimittauksessa.