Puhutun kielen segmentointi lausemaisiksi yksiköiksi

Puhutun kielen segmentointiin ei ole olemassa kaikkiin tarkoituksiin sopivaa, yleisesti hyväksyttyä ja toimivaa menetelmää - kirjoitettu kieli segmentoituu lauseiksi ja virkkeiksi, mutta puhetta segmentoidaan monin eri tavoin tilanteesta ja tarkoituksesta riippuen. Tähän on vaikuttanut kirjoitetun kielen keskeinen asema kielitieteellisessä tutkimuksessa: kirjoitusta on tutkittu enemmän ja kauemmin kuin puhetta, ja lisäksi kirjoitettu kieli vaikuttaa ihmisten kielikäsityksiin myös tiedostamattomalla tasolla, joten puhetta on vasta viime aikoina alettu tarkastella sen omista lähtökohdista käsin. Pro gradu -tutkielmassani vertaan keskenään kolmea puhutun kielen segmentointitapaa, jotka perustuvat erilaisiin teorioihin puheen luonteesta. Ensimmäinen on pohjoismaiseen Talsyntax-projektiin perustuva puhtaasti syntaktinen analyysimalli, jonka mukaiset segmentit ovat syntaktisesti itsenäisiä makrosyntagmoja. Toinen on Wallace Chafen ajattelua mukaileva kognitiivisperustainen segmentointitapa, jossa puheen katsotaan koostuvan ihmisen kognition toimintaa heijastavista ajatusyksiköistä. Kolmas malli perustuu David Brazilin teoriaan, jossa intonaatio ja kommunikaatio liittyvät olennaisesti toisiinsa, ja tämän mallin mukaan puhe segmentoituu kommunikaation kannalta merkityksellisiksi intonaatiojaksoiksi. Mallien vertailupohjana toimii erilaisista puhetilanteista koostuva 15 minuutin puhekorpus, jonka olen segmentoinut kaikkien kolmen mallin mukaisesti ja verrannut segmentointituloksia toisiinsa. Tutkimukseni osoittaa, että intonaatioon, kognitioon ja syntaksiin pohjautuvat segmentointitavat tuottavat hyvin samantapaisia tuloksia: segmenttien rajakohdista suurin osa on kaikkien kolmen segmentointitavan mukaisia. Erityisesti intonaatioon ja syntaksiin perustuvien analyysien tulokset ovat hyvin samankaltaisia, kun taas kognitiivispohjaisen segmentointitavan mukaiset tulokset eroavat muista enemmän ja se on myös tulkinnanvaraisempi. Kun puhuttu teksti segmentoidaan sekä intonaatiojaksoiksi että makrosyntagmoiksi, syntyvistä segmenteistä on molempien segmentointitapojen suhteen yhteneviä noin 85 % ja niihin kuuluu kaikista tekstin sanoista lähes 60 %. Eri segmentointitapojen suhteen yhteneviä segmenttejä ovat tyypillisesti minimipalautteet ja muut lyhyet puheenvuorot, ja lisäksi yhtenevyys on tyypillistä kysymyksille sekä puhujan ja puheenaiheen vaihtumiskohdille. Epäyhtenevyyttä puolestaan esiintyy lähinnä tilanteissa, joissa sama henkilö on pitkään yhtäjaksoisesti äänessä: mitä pidempi yhtenäinen puhejakso, sitä vaikeampi puhujan on hahmottaa sitä kokonaisuutena, joten sellaisiin muodostuu helpommin intonationaalisia tai syntaktisia epäjohdonmukaisuuksia. Tuloksista voidaan päätellä, että intonaatio ja syntaksi sekä jossain määrin myös kognitio liittyvät olennaisesti toisiinsa puhutussa kielessä. Jos tarkoituksena on löytää yleisesti hyväksyttävä ja toimiva puhutun kielen segmentointitapa, intonationaalis-syntaktinen segmentointi vaikuttaisi olevan hyvä lähtökohta. Avainsanat: puhuttu kieli, puhe, segmentointi, lause, intonaatio, kognitio, syntaksi

Parathyroid hormone as an outcome indicator in old age

Serum parathyroid hormone (PTH) and vitamin D are the major regulators of extracellular calcium homeostasis. The inverse association between PTH and vitamin D and the common age-related elevation of the PTH concentration are well known phenomena. However, the confounding or modifying factors of this relationship and their impact on the response of PTH levels to vitamin D supplementation need further investigation. Clinical conditions such as primary hyperparathyroidism (PHPT), renal failure and vitamin D deficiency, characterized by an elevation of the PTH concentration, have been associated with impaired long-term health outcomes. Curative treatments for these conditions have also been shown to decreases PTH concentration and attenuate some of the adverse health effects. In PHPT it has also been commonly held that hypercalcaemia, the other hallmark of the disease, is the key mediator of the adverse health outcomes. In chronic kidney disease the systemic vascular disease has been proposed to have the most important impact on general health. Some evidence also indicates that vitamin D may have significant extraskeletal actions. However, the frank elevation of PTH concentration seen in advanced PHPT and in end-stage renal failure have also been suggested to be at least partly causally related to an increased risk of death as well as cognitive dysfunction. However, the exact mechanisms have remained unclear. Furthermore, the predictive value of elevated PTH in unselected older populations has been less well studied. The studies presented in this thesis investigated the impact of age and mobility on the responses of PTH levels to vitamin D deficiency and supplementation. Furthermore, the predictive value of PTH for long-term survival and cognitive decline was addressed in an unselected population of older people. The hypothesis was that age and chronic immobility are related to a persistently blunted elevation of PTH concentration, even in the presence of chronic vitamin D deficiency, and to attenuated responses of PTH to vitamin D supplementation. It was also further hypothesized that a slightly elevated or even high-normal PTH concentration is an independent indicator of an increased risk of death and cognitive decline in the general aged population. The data of this thesis are based on three samples: a meta-analysis of published vitamin D supplementation trials, a randomized placebo controlled six-month vitamin D supplementation trial, and a longitudinal prospective cohort study on a general aged population. Based on a PubMed search, a meta-analysis of 52 clinical trials with 6 290 adult participants was performed to evaluate the impact of age and immobility on the responses of PTH to 25-OHD levels and vitamin D supplementation. A total of 218 chronically immobile, very old inpatients were also enrolled into a vitamin D supplementation trial. Mortality data for these patients was also collected after a two-year follow-up. Finally, data from the Helsinki Aging Study, which followed three random age cohorts (75, 80 and 85 years) until death in almost all subjects, was used to evaluate the predictive value of PTH for long-term survival and cognitive decline. This series of studies demonstrated that in older people without overt renal failure or severe hypercalcaemia, serum 25-OHD and PTH were closely associated, but this relationship was also affected by age and immobility. Furthermore, a substantial proportion of old chronically bedridden patients did not respond to vitamin D deficiency by elevating PTH, and the effect of a high-dose (1200 IU/d) six-month cholecalciferol supplementation on the PTH concentration was minor. This study demonstrated longitudinally for the first time that the blunted PTH also persisted over time. Even a subtle elevation of PTH to high-normal levels predicted impaired long-term health outcomes. Slightly elevated PTH concentrations indicated an increased risk of clinically significant cognitive decline and death during the last years of life in a general aged population. This association was also independent of serum ionized calcium (Ca2+) and the estimated glomerular filtration rate (GFR). A slightly elevated PTH also indicated impaired two-year survival during the terminal years of frail elderly subjects independently of Ca2+, GFR, and of 25-OHD levels. The interplay between PTH and vitamin D in the regulation of calcium homeostasis is more complex than has been generally considered. In addition to muskuloskeletal health parathyroid hormone is also related to the maintenance of other important domains of health in old age. Higher PTH concentrations, even within conventional laboratory reference ranges, seem to be an independent indicator of an increased risk of all-cause and of cardiovascular mortality, independently of established cardiovascular risk factors, disturbances in mineral metabolism, and renal failure. Limited and inconsistent evidence supports the role of vitamin D deficiency-related lack of neuroprotective effects over the causal association between PTH and impaired cognitive functions. However, the causality of these associations remains unclear. The clinical implications of the observed relationships remain to be elucidated by future studies interfering with PTH concentrations, especially by long-term interventions to reduce PTH.

Determinants of Cognitive Impairment in Old Age and Their Genetic Architecture

Cognitive health is of central importance for independent and balanced old age, while memory disorders represent the leading cause of intensive and long-term care among the Finnish elderly. The aims of this study were to analyse the effect of height, body mass index, weight change, metabolic conditions and coffee drinking in midlife on cognitive performance in old age among a sample of 2606 Finnish twins aged 65 years or older who had participated in a telephone interview to assess their cognitive status. Since coffee drinking associates with several metabolic conditions and Finns are known to be the greatest consumers of coffee in the world, the heritability and stability of coffee drinking was analysed in the whole Older Finnish Twin Cohort (n=10716). In order to investigate the association between height and cognitive performance in a population with more supportive childhood living conditions, a total of 2161 Danish twins were included in this study. A greater height was found to clearly associate with better cognitive performance in Finnish subjects, but less so among the Danish sample, which may reflect the childhood environmental differences between these cohorts. In the Finnish subjects, there was greater variance in cognitive performance among shorter subjects, and environmental factors were found to play a greater role in their cognitive performance, whereas the cognitive performance of taller participants was mainly explained by genetic factors. Midlife metabolic variables that were found to be significantly associated with a poorer cognitive performance in old age included a higher body mass index and three metabolic conditions: cardiovascular disease, hypertension and, most significantly of all, diabetes. Moreover, both weight gain and loss, even to a lesser degree than suggested previously, were found to be associated with poorer cognition. Furthermore, evidence of a causal relationship between midlife cardiovascular disease and cognitive performance in old age was demonstrated among discordant twin pairs. Conversely, no effect of coffee drinking in midlife on cognitive performance in old age was observed, although coffee drinking was demonstrated to be stable in the study population. The heritability of coffee drinking was found to differ across sexes and age groups, being 51% in men and 52% in women in the whole study population. This study supports the contention that cognitive performance in old age reflects the effects of multiple genetic and environmental exposures, including their complex interactions during the life-span. The demonstrated associations and evidence of a causal pathway between potentially preventable exposures and poorer cognitive performance highlight the importance of preventive medicine.

Lineaarisesta regressiomallista monitasoiseen rakenneyhtälömalliin – Menetelmien toimivuustarkasteluja skitsofreniaperheaineistossa

Opinnäytetyössä perehdytään erilaisiin tilastollisiin menetelmiin, joilla voidaan analysoida lääkityksen vaikutusta skitsofreniapotilaiden kognitiiviseen suoriutumiseen. Analysoitava aineisto on osa laajaa perheaineistoa, joka kerättiin alun perin Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen tutkimusprojektia varten. Projektin tarkoituksena on selvittäävakavien mielenterveyshäiriöiden geneettistä epidemiologiaa. Keskeiset työssä käsiteltävät menetelmät ovat lineaarinen regressioanalyysi, faktorianalyysi ja rakenneyhtälömallinnus. Potilaiden kognitiivista suoriutumista on mitattu neuropsykologisella testipatteristolla, joka koostuu useasta eri testistä. Lääkityksen ja kognition välisiä yhteyksiä tutkitaan aluksi lineaaristen regressiomallien avulla, joissa lääkityksen vaikutusta jokaiseen kognitiotestiin arvioidaan erikseen. Testit kuitenkin korreloivat keskenään kohtalaisen voimakkaasti muodostaen erilaisia alaryhmiä. Analyyseissa sovelletaan täten myös rakenneyhtälömallia, jossa yksittäisten testimuuttujien sijaan tarkastellaan eräänlaisia laajempia kognitiota edustavia ulottuvuuksia. Toisaalta aineistossa voidaan ajatella olevan riippuvuutta myös havaintojen tasolla. Tutkimusaineisto on kerätty hyödyntäen perhetason otantaa, joten otoksessa saattaa olla useampi samaan perheeseen kuuluva henkilö. Tällaista monitasoista aineistoa ei suoraviivaisesti voida analysoida kaikkein yleisimmin käytetyillä tilastollisilla menetelmillä, jotka yleensä on tarkoitettu satunnaisotannalla kerätyn riippumattoman aineiston analyysiin. Monitasoisuus tullaan huomioimaan analyyseissa käyttäen ns. satunnaistekijä- ja marginaalimallinnusta. Tarkastelujen tavoitteena on ennen kaikkea kokeilla erilaisten menetelmien sovellettavuutta tässä aineistossa. Huomionarvoiset seikat liittyvät toisaalta yksittäisten regressiomallien ja rakenneyhtälömallin välisiin eroihin ja toisaalta siihen, mitä merkitystä aineiston monitasoisuuden huomioimisella on. Aluksi mallinnukset suoritetaan siten, että perherakennetta ei lainkaan huomioida. Työn myöhemmässä vaiheessa samoja menetelmiä käytetään uudelleen, tällä kertaa kuitenkin olettamatta havaintoja riippumattomiksi. Otanta-asetelman huomioiminen estimoinnissa ja toisaalta erilaiset monimuuttujamenetelmät ovat tunnettuja ja yleisesti sovellettuja. Kuitenkin menetelmät, jotka yhdistävät nämä kaksi aluetta, ovat vasta melko hiljattain vakiinnuttamassa asemaansa tutkimuksessa. Työn loppuosassa perehdytään jo melko monimutkaiseen analyysitapaan, kun sovelletaan monitasoista rakenneyhtälömallia. Eri menetelmillä saadut tulokset ovat hyvin samankaltaisia, eikä monitasoisuuden huomioiminen merkittävästi muuta analyysien tuloksia ja tulkintoja tässä aineistossa. Kokeilut antavat kuitenkin hyvän ja perusteellisen kuvan lääkityksen ja kognition välisistä suhteista ja auttavat ymmärtämään eri menetelmien välisiä suhteita.

Poststroke survival and ischemic stroke recurrence : the cerebral small-vessel disease perspective

The aim of the present study was to investigate the influence of different manifestations of cerebral SVD on poststroke survival and ischemic stroke recurrence in long-term follow-up. The core imaging features of small-vessel disease (SVD) are confluent and extensive white matter changes (WMC) and lacunar infarcts. These are associated with minor motor deficits but a major negative influence on cognition, mood, and functioning in daily life, resulting from small-vessel lesions in the fronto-subcortical brain network. These sub-studies were conducted as part of the Helsinki Stroke Aging Memory (SAM) study. The SAM cohort consisted of 486 consecutive patients aged 55 to 85 years who were admitted to Helsinki University Central Hospital with acute ischemic stroke. The study included comprehensive clinical, neuropsychological, psychiatric and radiological assessment three months poststroke. The patients were followed up up for 12 years using extensive national registers. The effect of different manifestations of cerebral SVD on poststroke survival and stroke recurrence was analyzed controlling for factors such as age, education, and cardiovascular risk factors. Poststroke dementia and cognitive impairment relate to poor long-term survival. In particular, deficits in executive functions as well as visuospatial and constructional abilities predict poor outcome. The predictive value of cognitive deficits is further underlined by the finding that depression-executive dysfunction syndrome (DES), but not depression in itself, is associated with poor poststroke survival. Delirium is not independently associated with increased risk for long-term poststroke mortality, although it is associated with poststroke dementia. Furthermore, acute index stroke attributable to SVD is associated with poorer long-term survival and a higher risk for cardiac death than other stroke subtypes. Severe WMC, a surrogate of SVD, is independently related to an increased risk of stroke recurrence at five years. In summary, cognitive poststroke outcomes reflecting changes in the executive network brain, and the presence of cerebral SVD are important determinants of poststroke mortality and ischemic stroke recurrence, regardless of whether SVD is the cause of the index stroke or a condition concurrent to some other etiology.