neurotiede

Tällä viikolla Suorana labrasta on neurotiedettä Pariisista: Tommi Himberg

Ma, 11/20/2017 - 11:24 Jari Mäkinen

Viime viikolla Suorana labrasta vieraili Lyonissa kielitieteellisessä kokouksessa, mutta nyt ollaan koko viikko Pariisissa. Lääketieteelliseen tekniikkaan ja neurotieteisiin meidät vie Tommi Himberg, eli @tijh.

Tommi Himberg on tutkijatohtori Aalto-yliopiston Neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitoksella. Hänen erikoisalansa on sosiaalinen neurotiede ja erityisesti yhdessä tanssivat, musisoivat tai keskenään keskustelevat ihmiset sekä heihän vuorovaikutuksensa.

Juuri nyt marraskuussa Tommi on vierailevana professorina Pariisin 8. yliopistossa, tutkimassa ryhmäliikeimprovisaatiota ja sen vaikutuksia, joten luvassa lienee myös kansainvälisyyttä ja hieman laajemmin tutkimuksen tekemiseen muissa maissa liittyviä twiittejä.

Tommi toimii myös Nuorten tiedeakatemian puheenjohtajana, joten kenties hän vilauttaa mukaan myös tiedepolitiikkaa...

Erilainen muisti: Millaista on elämä ilman mielikuvia?

Ti, 09/08/2015 - 14:23 Jarmo Korteniemi
Kuva: Vladimer Shioshvili / Flickr

Ihmisten kyvyt mielikuvien kehittelyssä vaihtelevat. Jotkut voivat helposti kuvitella erittäin monimutkaisia kokonaisuuksia ja muokata niitä päässään. Joillekuille on helppoa visualisoida tutun ihmisen kasvot eteensä, toisille se taas on vaikeampaa ja mieleen tulee vain suurpiirteinen hahmo. Ja sitten on myös niitä, joille mielikuvien olemassaolo on täysin vieras asia.

Tutkijat ovat jo kauan vääntäneet kättä mielikuvien syntyprosessista. Miten se tapahtuu, ja kuinka paljon kuvia käytetään asioiden muistiin tallettamiseen, tai tulevaisuuden suunnitelmien pohjana. Nyt ongelmaan on mahdollisesti tulossa selvyys.

Adam Zeman, neurologian professori Exeterin yliopistolta, tutkii mielikuvien kirjoa ja ihmisten kokemuksia mielikuvista. Erittäin rikkaalla mielikuvituksella varustettujen ihmisten olotilaa Zeman kutsuu "hyperphantasiaksi". Toisessa päässä ovat "aphantasian" edustajat. Suurin osa meistä kuuluu johonkin siltä väliltä.

Selvennetään asiaa esimerkillä. Mieti niittyä, jolla käyskentelee vaikkapa hevosia. Maiseman taustalla siintää kirkasvetinen järvi. Päivä on kirkas, taivaalla on muutamia poutapilviä. Niittykukkien seassa lepattaa jokin suuri ja vaalea perhonen.

Suurin osa ihmisistä todella saa tuosta mieleensä jonkinlaisen kuvan maisemasta. (Eli mielikuvan – prosessin kielelliset ilmaisutkin tukevat visuaalista ilmaisua. Ilmiötä kuvaillaan lähes poikkeuksetta kuvittelemisella.) Toisille tilanne kuitenkin erottuu paremminkin käsitteinä ja ominaisuuksina. Perhosen muoto ja liike tiedetään. Mutta siitä, tai muustakaan, ei synny mieleen kuvaa.

Kannattaa huomata, ettei löytö tarkoita ihmisten olevan tosikkoja tai mielikuvituksettomia, siinä sanan kekseliäisyyttä tarkoittavassa merkityksessä. Vivahteisiin kannattaa kiinnittää huomiota.

Zeman korostaa, ettei kyse ole minkäänlaisesta ihmisen vajavuudesta tai häiriöstä, vaan perustavaa laatua olevasta olotilasta. Se on vain aivojen erilainen tapa käsitellä maailmaa. Kokemusero keskivertoihmiseen voi kuitenkin olla merkittävä, sillä useimmille mielikuvat ovat yllättävän suuri osa päivittäistä elämää.

Afantasian kuvailu ei varmasti ole helppoa sellaiselle, joka ei tiedä millaisia ne "mielikuvat" ovat, joita häneltä puuttuu. Ja mielikuvien varassa vahvasti eläville on toisaalta vaikea kuvitella, millaista olisi olla täysin niitä ilman. Niel Kenmuir kertoo BBC:n haastattelussa kokemuksistaan mielikuvattomana elämisestä. Jotkin asiat jäävät hänelle mieleen todella huonosti, ja kasvojen tunnistaminen on erityisen vaikeaa. Lapsena "lampaiden laskeminen" oli Kenmuirille iltaisin mahdoton tehtävä. Hän ei silmät suljettuaan onnistunut kuvittelemaan aidan yli pomppivia eläimiä, vaikka kuinka yritti. Faktat taas tarttuivat miehen mieleen pienestä pitäen helposti. Hänen mukaansa "on vaikeaa selittää, mitä mielessä tapahtuu, kun ajattelee asioita. Puolisoni ajattelusta ei esimerkiksi synny kuvaa, mutta tiedän että tänään hänen hiuksensa olivat taakse sidotut ja että hän on ruskeaverikkö. En siis kuvaile tässä kuvaa jota katselen. Minä vain muistan hänen piirteensä."

Vaikka Kenmuir ei koe afantasiaansa vammana tai vajavuutena, toisille se on suuri huolenaihe. Joillekuille on jopa shokki saada selville, että toiset voivat todella nähdä muistikuvia mielessään. Zemanin tutkimuksessa paljastui, että jotkut tunsivat olonsa yksinäisiksi ja eristyneiksi, kun huomasivat etteivät koekaan maailmaa kuten niin monet muut. Spektrin eri päihin kuuluvat ihmiset ovat kuitenkin olleet mielissään, kun asia on huomattu. He kun ovat tuskastuen yrittäneet kertoa perusominaisuuksistaan muille. Eräs kyselytutkimukseen vastannut kertoo New York Timesin mukaan: "Olin yrittänyt ikuisuuksia löytää tietoa Googlesta, mutten tiennyt mitä etsiä. Oli voimaannuttavaa vain kuulla jonkun toisen samanlaisen tarina. Nyt tälle on nimi."

Löytö sikisi hoidon sivuvaikutuksesta

New York Times kertoo artikkelissaan potilaasta, jolle tehtiin vuonna 2005 pieni kirurginen hoitotoimenpide Exeterin yliopistossa. Tämän jälkeen mies yllättäen huomasi, ettei enää kyennyt saamaan päässään aikaan mielikuvia. Jatkotutkimuksissa hänen muististaan tai ongelmanratkaisukyvystään ei löydetty mitään vikaa. Hän tunnisti näkemänsä kasvot, ja samalla hänen aivoissaan aktivoituivat aivan samat alueet kuin muillakin kasvoja katselevilla ihmisillä. Mutta toisin kuin heillä, nuo alueet eivät enää aktivoituneet siinä vaiheessa, kun hänen pyydettiin myöhemmin kuvittelemaan näkemiään kasvoja. Hän kyllä kykeni kertomaan yksityiskohtia sekä kasvoista että muista näkemistään asioista. Mutta kuvia hän ei nähnyt.

Zeman ei löytänyt kirjallisuudesta yhtään esimerkkiä vastaavasta ja julkaisi tapauskertomuksen. Pian sen jälkeen hän alkoi saada viestejä ihmisiltä, jotka kertoivat olevansa luonnostaan mainitun potilaan kaltaisia. Heistä 21 vielä vastasi Zemanin kehittämään kyselytutkimukseen. Jotkut saivat assosiaatiokuvien väläyksiä vaikkapa tuttavan nimestä, toisille taas ei tullut yhtään kuvaa mieleen minkäänlaisessa tilanteessa. Zemanin mukaan tutkimuksen tärkein tulos oli, että ihmiset kertoivat selkeästi samanlaisista kokemuksista. Osalla ne ovat kokonaisvaltaisia, toisilla lievempiä. Mutta he olivat sellaisia luonnostaan, eivät hoitotoimenpiteen sivuvaikutuksesta. Zemanin tutkimustulokset ovat jo nähtävillä Cortex-tiedelehdessä (maksumuurin takana).

Aphantasia on tutkijoiden mukaan jokseenkin harvinaista. BBC:n kertoo Zemanin arvioivan luvun parin prosentin tienoille, mutta luvun lukkoonlyöminen on vielä aivan liian aikaista. Jatkotutkimuksissa sama kysely onkin lähetetty tuhansille Exeterissä asuville. Zeman toivoo myös löytävänsä yhä enemmän ihmisiä, joiden avulla tutkimuksia voitaisiin jatkaa ja laajentaa. Siksi hän toivookin yhteydenottoja aphantasia-ihmisiltä – niin siitä kärsiviltä kuin sen kanssa sinut oleviltakin. Zemanin sähköpostiosoite on a.zeman@exeter.ac.uk.

Aphantasia ja hyperphantasia ovat tätä juttua varten väännettyjä suomennoksia Zemanin lanseeraamista termeistä. Ne eivät ole vielä millään tavalla virallisia. Zemanin löytöä eivät vielä ole muut tahot vahvistaneet.

Päivitys 13.9.2015: Tiede-lehden verkkosivuille ilmestyi tänään omakohtaisista afantasia-kokemuksista kertova blogi.

Artikkeli perustuu BBC:n ja New York Timesin uutisjuttuihin aiheesta. Suomessa aiheesta uutisoi ensimmäisenä Terve.fi.

Otsikkokuva: Vladimer Shioshvili / Flickr

Seeprakala aivosimulaattorissa

Ke, 08/27/2014 - 20:11 Toimitus
Seeprakala

Seeprakalat pelaamassa tietokonepeliä tieteen nimissä? Tällaista puuhataan Harvardin yliopistossa, jossa neurotieteen professori Florian Engert tutkii ryhmineen seeprakalojen aivotoimintaa.

Professori Engert opetti elokuussa Neurotieteen tutkimuskeskuksen ja Aivot ja mieli -tohtoriohjelman järjestämällä seeprakalakurssilla.

Tutkimuksessa seeprakalalle näytetään virtuaalista maailmaa. Kala siis kuvittelee uivansa todellisessa ympäristössään, vaikka todellisuudessa se pysyy paikallaan.

"Kalat ovat eräänlaisessa yhden hengen lentosimulaattorissa, ja pyrstö toimii niiden peliohjaimena", kertoo Engert.

Erityistä tutkimusasetelmassa on se, että siinä voidaan mitata seeprakalan koko aivotoiminta lähes aidossa tilanteessa. Tämä on mahdollista, sillä seeprakala on lähes läpinäkyvä.

"Kalan pää on kuin ikkuna, josta on suora näkymä millimetrin mittaisiin aivoihin. Nykyiset optiset laitteet pystyvät mittaamaan kalan koko aivotoiminnan".

Seeprakalan tutkiessa virtuaalista ympäristöään mittaavat optiset laitteet sen eri aivoalueiden aktivoitumista. Laitteet tallentavat kalan aivotoiminnan, jonka tutkijat analysoivat myöhemmin.

Engertillä on suunnitelmissa lisätä pelillisiä ominaisuuksia seeprakalojen tutkimukseen: "Olemme ajatelleet lisätä virtuaaliseen ympäristöön myös erilaisia objekteja, joita kalat voisivat jahdata. Voisimme tutkia sitä, mitä kalojen aivoissa tapahtuu, kun ne saalistavat."

Seeprakalat ovat tuttuja myös kotiakvaarioista. Luonnossa niitä on Kaakkois-Aasiassa, erityisesti Intian riisipeltojen ojissa ja lammikoissa, joissa vesi virtaa hitaasti.

Kehitysbiologit toivat seeprakalat ensimmäisinä tutkimuslaboratorioihin. Esimerkiksi yksilön kehitystä on pystytty tutkimaan kalan läpinäkyvyyden ansiosta. Pian muillakin aloilla huomattiin, miten helppoa on tutkia eläintä, jonka elimet näkyvät ihon läpi.

Ihan kaikkeen seeprakalat eivät taivu, sen sai Engert huomata yrittäessään tutkia seeprakalojen kestomuistia.

"On kuitenkin myytti, että kalat eivät oppisi mitään", kuittaa Engert, ja kehuu tutkimuskohteitaan itse asiassa viisaiksi eläimiksi.

Lue lisää: Yliopisto-lehti 1/2011: Seeprakalan aivot »

Juttu on lähes sellaisenaan Helsingin yliopiston verkkotoimituksen julkaisema artikkeli Aivot kuin ikkuna, jonka on kirjoittanut Tiina Palomäki.