Aivotutkija, professori Riitta Hari

Professori Riitta Hari: Aivoista ja ajattelusta

On suuri ilo olla mukana juhlimassa näin monen tieteen ja taiteen tiennäyttäjän menestystä. Usein ajattelemme, että syy luovien ja nerokkaiden yksilöiden saavutuksiin piilee heidän aivoissaan. Ja aivotutkijan tietysti otaksutaan pystyvän selittämään nämä ilmiöt puhtailla aivotapahtumilla; erityisesti kun nykyään on tarjolla niin monia hienoja aivokuvantamismenetelmiä. Mutta voidaanko näin tehdä ja ovatko ajatukset vain aivoissamme?

Aivoja ei aina ole pidetty ihmiselle erityisen tärkeinä. Egyptissä vainajan maksa, mahalaukku, suolet, ja keuhkot säilöttiin ruumiin balsamoinnin yhteydessä ”Horuksen poikien” vartioimiin kanoopeihin. Aivoista ei välitetty ja sydän oli liian kallisarvoinen ruumiista irrotettavaksi; tarvittiinhan sitä vielä matkalla tuonpuoleiseen.

Hippokrateen kirjoituksissa n. 400 vuotta ennen ajanlaskumme alkua aivojen merkitys oli jo tiedossa; Pyhän taudin eli epilepsian synnyn kohdalla kerrottiin muun muassa, että
”...riemumme, ilahtumisemme, naurumme ja huvimme, surumme, murheemme, nujertumisemme ja vaikerointimme eivät tule mistään muualta kuin aivoistamme....Sama elin voi saattaa meidät hulluiksi tai hourailemaan, ja pelot ja kauhut saavat meidät valtaansa... ...aivoilla on suurin voima ihmisessä....”

Suomalaiselle aivojen ja ajattelun yhteys tuntuu luonnolliselta, sillä kun kalevalaiselle sankarillemme ”juohtui juoni mielehen”, niin samalla hänelle ”puuttui aivoihin ajatus” – puuttui kuten rajantakaisessa Karjalassa kala vieläkin puuttuu verkkoon.

Suomalaiset taisivat tuntea aivojen anatomiaakin, sillä ”aivot”, jo Agricolan aikana kirjakielessä ollut ja itämerensuomalaista perua oleva sana, on monikollinen ja siten aivojen anatomiaa hyvin vastaava toisin kuin muissa kielissä.

Suomen kielen sana ajattelu sanan ajaa johdannaisena on sekin osuva—kun ajattelemme niin ajatamme mielessämme asioita ja esineitä. Liikkeen tuntu tästä tulee—hyvässä sopusoinnussa pian esittämieni pohdintojen kanssa.

Kulttuurin vaikutus – itä ja länsi

Eri puolilla maapalloa, esimerkiksi idässä ja lännessä, on säilynyt vuosituhansia varsin erilaisia ajattelutapoja, joiden vaikutukset tulevat vieläkin esille havaintotesteissä. Valokuvia katsellessaan amerikkalaiset kiinnittävät runsaasti huomiota esineiden ominaisuuksiin ja niiden luokitteluun kun taas kiinalaiset ja korealaiset koehenkilöt tarkkailevat enemmän ihmisten suhteita maisemaan ja maiseman eri osien suhteita toisiinsa. Ihmisjoukossa heitä kiinnostaa tukan väriä tai kampausta enemmän se, kuka on kenenkin isoisä, tytär, tai oppilas.

Näitä erilaisia ajattelu- ja hahmotustapoja ei voida selittää alunperin erilaisilla aivoilla vaan kyseessä on kulttuurinen vaikutus, jolle tietysti on yksilönkehityksen kuluessa muodostunut myös oma erityinen aivoperustansa. Jos kloonaisimme hyvin säilyneen egyptiläisen muumion ja kasvattaisimme hänet nykyisessä sähkövatkaimien, internetin ja lumilautojen maailmassa niin aikuisena hän olisi kuin kuka tahansa meistä.

Aivojen kuvantaminen

Miten ajatteluun liittyviä aivotoimintoja sitten voitaisiin tutkia?

Italialainen fysiologi Angelo Mosso rakensi 1800-luvun loppupuolella tarkasti tasapainotetun vaakalaudan. Kun laudalla makaavalle henkilölle esitettiin vaativia laskutehtäviä, päänpuoleinen osa laudasta painui alemmaksi – otaksuttavasti aivojen painon kasvamisen vuoksi. Samaa asiaa, aivotoiminnan ja ajattelun yhteyttä, tutkitaan nykyään vähän tarkemmilla ja tietysti kalliimmilla laitteilla, jotka perustuvat joko aivojen verenvirtauksen tai sähkömagneettisen toiminnan mittaamiseen. – Näillä nykyaikaisilla kuvantamismenetelmillä voidaan tutkia aivojen rakennetta ja toimintaa millimetrien ja millisekuntien tarkkuudella ihmistä millään tavalla vahingoittamatta.

Menetelmien kehittyminen on herättänyt huoltakin siitä, miten tarkasti aivoihimme ja mieleemme voidaan kurkistaa. Voidaanko ajatuksemme »lukea», tai pystytäänkö sisimmästämme selvittämään enemmän kuin haluaisimme kenellekään paljastaa?

Aivojen aktivaatiokarttojen avulla voimme nykyään päätellä, oliko tutkittavalla henkilöllä näköön, kuuloon tai tuntoaistiin – tai kuten näissä oikeanpuoleisissa kuvissa kivun aistimiseen – liittyviä mielikuvia. Voidaan myös kertoa katseliko koehenkilö kasvoja, tuoleja, taloja, pulloja, kissoja, vaiko kenkiä. Aivosignaalit paljastavat myös, tarkkailiko hän tiettyjä ääniä tai jotakin näkökentän kohtaa, aikoiko hän tarttua näkemäänsä esineeseen, tai heräsikö hänessä tunnekuohu juuri kun hän oli suunnittelemassa ketä äänestäisi tai minkä tuotteen ostaisi. Mutta näin tarkkaa ajatusten ja aikeiden »lukemista» tapahtuu vain laboratoriossa tiukasti rajatuissa koetilanteissa, joissa vaihtoehtoja ei ole kovin monia.

Aistimusten, toiminnan ja ympäristön yhteydet

Meillä on siis tarkkoja aivokuvantamismenetelmiä, mutta minkälainen on nykyinen käsityksemme aivotoimintojen ja ajattelun suhteista?

Tiedämme, että ihmisaivot ovat biologisen lajin- ja yksilönkehityksen sekä kulttuurin muovaamat. Aivot reagoivat ulkomaailmasta tuleviin ärsykkeisiin eri tavoin riippuen yksilön kokemuksesta (muistista), kunkinhetkisestä tilanteesta, vireystasosta, tarkkaavaisuudesta ja tunnetilasta.

Mutta tässä ei suinkaan ole vielä koko totuus. Jos kyseessä on vaikka pianonsoitto, niin olemme saaneet ääniärsykkeet aikaan omalla toiminnallamme. Tämä kiinteä toiminnan ja aistimisen silmukka sulkeutuu ympäristön kautta. Aivot eivät siis toimi tyhjiössä, vaan ihminen aivoinensa muokkaa maailmaansa, johon tietysti kuuluvat tärkeänä osana myös muut ihmiset, ja maailma taas vuorostaan muovaa ihmistä ja hänen aivojaan.

Toiminnan ja havainnon kietoutuessa toistuvasti yhteen opin tällaisessa tilanteessa piankin yhdistämään tietyn koskettimen painalluksen tiettyyn ääneen. Pian voin kuvitella äänen mielessäni vaikken olisi edes painanut kosketinta. Alan simuloida, jäljitellä mielessäni ja aivoissani todellisia ulkomaailman tapahtumia niin, että ulkomaailmaan suuntautunut ja pitkään harjoiteltu toimintani sisäistyy vähitellen ajatteluksi.

Kuvitellaanpa, että keskustelen toisen ihmisen kanssa. Hänen puheensa aktivoi aivoissani kuuloon ja puheen ymmärtämiseen liittyviä aivoalueita ja liipaisee puhe-elimiä säätelevien liikekeskusten toiminnan niin, että voin vuorollani osallistua keskusteluun. Harjaannuttuani voin jutella itseksenikin ja vain kuvitella, että kumppani on paikalla. Tai voin vain ajatella – sanaakaan lausumatta – keskusteluamme ja arvella miten toinen mielipiteisiini suhtautuisi. Tässäkin ulkomaailmaan alunperin suuntautunut toimintani on vähitellen sisäistynyt ajatteluksi.

Tämä nyt korostamani viitekehys tarkoittaa, että aivot eivät eritä ajatuksia niin kuin kukka mettä. Mieluumminkin ne ovat kuin kirjoituskone tai flyygeli: samoja koskettimia eri järjestyksessä painelemalla syntyy erilaisia tekstejä tai melodioita aivan loputtomiin! Jos ympäristö lakkaa jostakin syystä painelemasta aivojemme koskettimia, seuraukset ovat vahingollisia. Kun sensorisen deprivaation – aistinärsykkeiden köyhdyttämisen – kokeissa koehenkilö varjellaan kaikilta ääniltä, valolta ja kosketukselta niin ensimmäisen vuorokauden aikana hän vielä nauttii kun saa kerrankin ajatella rauhassa, mutta pian ajattelu kaiken ulkopuolisen stimulaation puuttuessa takkuuntuu ja ajatukset juuttuvat paikoilleen.

Seuraava filminpätkä [Suomen Kulttuurirahaston vuosijuhlassa esitelmän yhteydessä näytetty filmi] on mielestäni erinomainen esimerkki siitä, miten ulkomaailmaan alunperin suuntautunut toimintasilmukka automatisoituu ajatteluksi. Siinä japanilaiset lapset opettelevat käyttämään sorobania, japanilaista helmitaulua. Jo päiväkodissa aloitettu innostunut helmien siirtely kehittyy vähitellen taitavaksi helmitaulun käytöksi. Noin 12-vuotiaat koululaiset harjoittelevat jo hyvinkin monimutkaisia laskutoimituksia sorobanin avulla. Ja tässä ollaankin päässälaskukilpailussa, jossa helmitaulua ei saa enää käyttää ollenkaan. Kuitenkin näillä taitureilla alkuperäiset helmien siirtelyyn liittyneet sormenliikkeet ovat yhä nähtävissä, vaikka sormet nyt harovatkin pelkkää ilmaa.

Päässälasku lienee ajattelua puhtaimmillaan, ja tämä kuviteltujen helmien ”ajattaminen” sormilla kertoo kiinnostavasti siitä miten ajattelumme kehittyy ja toimii.

Ajattelun ulkoistaminen ja sen kääntöpuolet

Kun jäsennämme ajatteluamme tällaisena vuorovaikutuksena itsemme ja ympäristömme välillä, alamme ehkä katsella ympäristöämmekin toisin silmin. Ensinnäkin on selvää, että kun maailmamme ja työkalumme – siis ajattelumme ulkoiset apuvälineet – muuttuvat, niin samalla muuttuvat väistämättömästi myös ajattelutapamme.

Toiseksi jokapäiväinen ajattelumme on voimakkaasti aistinärsykkeiden liipaisemaa ja paljolti muistinvaraista. Ympäristömme onkin täynnä muististapalautusvihjeitä, jotka kertovat eletystä elämästä ja laukaisevat sekä ajatuksia että rutinoituja toimintatapoja. Vilkaistessani työhuoneeni ikkunalautaa mieleeni voi palautua intialaisen kollegan viimevuotinen vierailu tai pian edessä oleva lounastapaaminen. Lumipyryinen maisema estää minua unohtamasta, että olemme vielä helmikuussa. Ja kun tartun tuttuun työkaluun, niin tiedän sen kummempia ajattelematta, miten sitä tulisi käyttää. Älykkäässä ympäristössä selviää vähän tyhmemmilläkin aivoilla, sanotaan. Nykyaikaisin termein, me ihmiset olemme ”ulkoistaneet” suuren osan ajattelustamme!

Tällä tehokkalla ajattelun ulkoistamisella on kuitenkin kääntöpuolensa. Muistin hiipuessa joudumme entistä enemmän riippuvaisiksi ympäristön tarjoamista vihjeistä ja muusta ajattelumme tuesta. Tunnettu on dementoituvan henkilön päänkääntöele, kun hän puhuessaan silloin tällöin vilkaisee puolisoonsa tarkistaen tämän ilmeistä, ettei puhu aivan palturia. Itse asiassa monissa parisuhteissa – ja tietysti kiinteissä työyhteisöissä – ajattelu on selkeästi jaettu eri yksilöiden kesken. Kaikki toimii hyvin niin kauan, kuin ollaan yksissä ja muisti pelaa.

Mutta kun lievästikin muistamaton vanhus siirretään uuteen ympäristöön, kuten laitosmaiseen sairaalaan, hän menee helposti aivan sekaisin. Hoidamme sekavuutta rauhoittavilla lääkkeillä, jotta hoitohenkilökunta ei uupuisi. Mutta ongelma on muualla – siinä, että lähes kaikki ajattelemista tukevat apuneuvot ovat poissa juuri silloin, kun niitä eniten tarvittaisiin. Silmälasit ja kuulolaite ovat voineet unohtua kotiin. Liikkumaan ei pääse, vaan monet asiat vain tapahtuvat ilman että niihin voisi vaikuttaa. Ja mikä lohduttominta, kaikki muistamisen ja ajattelun maamerkit ja ulkoiset tuet, oma koti, omat tavarat, taulut, valokuvat ja tutut työkalut ovat poissa. Ajattelun välineiksi ovat jääneet vain omat aivot – ja ne eivät riitä jos muisti pettää.

Ajattelun ja aivotoimintojen yhteydet ovat moninaiset ja monimutkaiset eikä niitä voida ymmärtää tuntematta ihmisen toimintaympäristöä. Vaikka taivallamme koko elämämme samojen (tosin jatkuvasti muuttuvien) aivojen varassa, ajatuksia voimme toki vaihtaa – ja vaihdossa ne yleensä vain paranevat. Taide ja tiede, joita tänä iltana juhlimme, tarjoavat ehtymättömästi uutta ajateltavaa.


Professori Riitta Harin juhlaesitelmä Suomen Kulttuurirahaston vuosijuhlassa 27.2.2006
AivotutkijaRiitta Hari työskentelee Teknillisen korkeakoulun Kylmälaboratorion Aivotutkimusyksikössä.