Page 15

lysointiin käytetään maailmalla laajalti. Tällä hetkellä hän tutkii erityisesti koneoppimiseen perustuvia laskennallisia analyysimenetelmiä. – Ajankohtainen tavoite on esimerkiksi ennustaa aivokuvien perusteella, keille muistihäiriöitä potevista kehittyy Alzheimerin tauti lähivuosina. Koneoppimisen ideana on laittaa tietokonealgoritmit oppimaan olemassa olevasta datasta, niin että ne pystyvät sen perusteella tulkitsemaan uutta dataa automaattisesti. Tässä tapauksessa niille syötetään suuren potilasjoukon aivokuvat

Bioinformatiikan osaajista on pulaa, kertoo yliopistotutkija Jussi Paananen.

sekä pitkäaikaiset seurantatiedot taudin kehittymisestä, joiden perusteella ne oppivat ennustamaan yksittäisen potilaan sairastumisen pelkästä aivokuvasta. – Yhdistelemällä saamiaan tietoja kone oppii tunnistamaan aivokuvasta

Hiljattain julkaistussa tutkimuksessa

sellaiset ihmissilmälle huomaamattomat

tunnistettiin useita lääkeaineita, jotka

merkit, jotka viittaavat varhaiseen demen-

saattaisivat edistää toipumista aivovam-

tiaan. Tulevaisuudessa nämä menetelmät

masta. Bioinformatiikan keinoin voitiin tunnistaa vamman aiheuttamat, koko genomin laajuisella RNA-sekvensoinnilla mitatut geenien ilmenemisen muutokset eläinten aivoissa ja hakea eri tietokannoista lääkeaineita, jotka sopivat vaikutuksiltaan niihin: joko edistävät suojaavia muutoksia tai estävät haitallisia. Osa sopivilta vaikuttavista lääkkeistä on jo käytössä esimerkiksi masennuksen hoidossa.

Bioinformatiikan menetelmillä aineistoista voidaan löytää se olennainen tieto, joka valaisee vaikkapa pään vamman ennustetta.”

Tulokset saatiin molekyylilääketieteen

saadaan toivottavasti käyttöön lääkärien päätöksenteon tueksi. Tietokannat, joihin on kerätty tuhansien potilaiden tietoja, auttavat siis lopulta arvioimaan yksittäisen potilaan yksilöllistä ennustetta. Tohka tähdentää, ettei tällaisten menetelmien kehittäminen olisi mahdollistakaan ilman niitä, sillä tietokone tarvitsee valtavasti ”oppimateriaalia” synnyttääkseen luotettavia laskennallisia malleja. Koska koneoppimisen menetelmät

tohtorikoulutettavan Anssi Lipposen väi-

eivät perustu ennakko-oletuksiin analy-

töstutkimuksesta, jota Pitkänen ja Paana-

tutkimusdatan keskitetty hallinta. – Esi-

soitavasta tiedosta, ne saattavat Tohkan

nen ohjaavat yhdessä. – Bioinformatiikan

merkiksi epilepsian tutkimusaineistot on

mukaan tulevaisuudessa myös kumota

osaajista on pulaa, joten on tärkeää, että

meillä nyt keskitetty tietokantaan, joka

joitakin vanhoja käsityksiä aivosairauk-

myös neurotieteiden tutkijat omaksuvat

mahdollistaa aineistojen yhdistämisen

sista tai ainakin tuottaa niihin uusia näkö-

näitä menetelmiä, Paananen toteaa.

ja jonne kertyvät myös tiedot aineistoille

kulmia.

Aineistoanalyysit eivät tapahdu yhtä nappia painamalla, vaan bioinformatiikan

tehdyistä analyyseistä. Uudenlaista analysoitavaa bioinfor-

asiantuntijat valitsevat menetelmät neu-

maatikoille tarjoaa ihmisten itse keräämä

rotutkijoiden kanssa keskustellen. – Kehi-

tieto terveydestään. Sitä karttuu kehon

tämme myös itse menetelmiä ongelmiin,

toimintoja mittaavien kännykkäsovellus-

joihin ei vielä ole sopivaa työkalua. Eri

ten, aktiivisuusrannekkeiden ja muiden

tutkimusryhmien kanssa työskennellessä

itseseurantavälineiden yleistyessä. – Täl-

saa hyvän kuvan siitä, millaiselle mene-

laisia aineistoja haluamme myös päästä

telmäkehitykselle on tarvetta.

hyödyntämään tutkimuksessa ja hoitojen

Paananen on aiemmin ollut mukana kehittämässä muun muassa yhtä maail-

personoimisessa. Toinen tulevaisuuden visio liittyy pe-

man käytetyimmistä sekvenssianalytiikan

laamiseen. – Olisi kiinnostavaa selvittää,

työkaluista, IGV-ohjelmistoa, Broad-insti-

voitaisiinko videopeleistä kehittää väli-

tuutissa USA:ssa.

neitä tiedollisten toimintojen ja muistin

Neurobioinformatiikan tutkimusryh-

arviointiin ja ylläpitämiseen.

män lisäksi Paananen vastaa yliopiston bioinformatiikkakeskuksesta, joka tarjoaa

NEUROTIETEIDEN viimeaikaisiin täs-

tutkimuksille ja tutkijoille palveluja, kou-

märekrytointeihin kuuluu myös biolää-

lutusta ja palvelintilaa.

ketieteellisen kuva- ja signaalianalyysin

Tärkeä perusta neurotieteiden tuleville läpimurroille on Paanasen mukaan

apulaisprofessori Jussi Tohka. Hänen kehittämiään ohjelmia aivokuvien ana-

”Ajankohtainen tavoite on esimerkiksi ennustaa aivokuvien perusteella, keille muistihäiriöitä potevista kehittyy Alzheimerin tauti lähivuosina.”” JUSSI TOHKA Biolääketieteellisen kuva- ja signaalianalyysin apulaisprofessori

SAIMA

3

2016 15

Profile for University of Eastern Finland

Saima 3/2016  

Itä-Suomen yliopistolehti Saima 3/2016

Saima 3/2016  

Itä-Suomen yliopistolehti Saima 3/2016

Profile for uniuef