Työmuistia tukevat aivorakenteet kehittyvät voimakkaasti 6–13 vuoden iässä

Virve Vuontela (2008). Developmental, functional brain imaging and electrophysiological evidence of visual and auditory working memory (Näkö- ja kuuloaistiin perustuvan työmuistin toiminta ja kehittyminen: toiminnallinen magneettikuvantamis-, elektrofysiologinen ja käyttäytymistutkimus). Väitös Helsingin yliopistossa 17.1.2008

Murrosikäisen aivot ovat työmuistin osalta vielä kehitysvaiheessa, osoittaa Virve Vuontelan tuore väitöstutkimus. Tyttöjen työmuisti kehittyy nopeammin kuin poikien, millä voi olla merkitystä koulumenestyksen suhteen.

Työmuisti on välttämätön jokapäiväisessä elämässä selviytymiselle sekä edellytys kaikelle oppimiselle. Työmuistihäiriöt vaikeuttavat oppimista, ja niihin liittyy usein myös ongelmakäyttäytymistä. Lapsilla esiintyy muisti- ja tarkkaavaisuushäiriöitä useiden psykiatristen sairauksien yhteydessä.

Työmuistia tukevien hermo-
verkkojen kehittyminen keskeistä

Työmuistia tukevat hermostolliset rakenteet ja toiminnot kehittyvät varhaisaikuisuuteen asti, ja toiminnallisen magneettikuvantamisen avulla on mahdollista kuvata työmuistin toiminnan ja kehittymisen mekanismeja. Vuontela tutki väitöstyössään paikkaan ja väriin liittyvän työmuistin hermostollisia mekanismeja sekä työmuistia tukevien hermoverkkojen kehittymistä kouluikäisillä lapsilla.

Tutkimus osoitti, että aikuisten ja lasten näköaistiin perustuva työmuisti toimii eri tavalla: aikuisilla tieto ärsykkeen paikasta ja sen väristä käsitellään erillisissä hermoverkoissa, kun taas lasten aivoissa käsittely ei vielä ollut täysin eriytynyt. Lasten suorittaessa tarkkaavaisuustehtävää heidän aivojensa eri alueet aktivoituivat valikoidusti sen mukaan, suunnattiinko tarkkaavaisuus ärsykkeen paikkaan vai väriin, mutta paikan tai värin mielessä pitäminen aktivoi samoja aivoalueita.

– Tulos viittaa siihen, että 11–13-vuotiailla näköaistiin perustuvat tarkkaavaisuusmekanismit ovat jo osittain eriytyneet, mutta työmuistimekanismit eivät, Vuontela toteaa.

Tutkimuksessa osoitettiin myös, että näkö- ja kuuloärsykkeiden paikan muistiprosessointi tapahtuu pääasiallisesti eri hermoverkoissa. Lasten näkö- ja kuuloaistiin perustuva paikkasidonnainen työmuisti kehittyy huomattavasti 6–13 ikävuoden välillä, mikä näkyy reaktioaikojen ja suoritustarkkuuden paranemisena.

Tämä sopii Vuontelan tutkimuksen mukaan yhteen sen kanssa, että työmuistia tukevien assosiatiivisten aivokuorten rakenteiden on havaittu jatkavan kypsymistään murrosiän loppuun asti. Näköaistiin perustuva työmuisti saavutti aikuisen tason aikaisemmin kuin kuuloaistiin perustuva.

Työmuisti ja koulumenestys
käsikädessä

Vuontela selvitti väitöstyössään myös kouluikäisten lasten työmuistisuorituksen yhteyttä koulumenestykseen ja lapsilla todettuun psyykkiseen oireiluun. Tulokset osoittivat, että lapset, jotka suoriutuivat hyvin työmuistitehtävistä, menestyivät myös hyvin koulussa. Tytöillä työmuistin kehitys oli nopeampaa kuin pojilla, mikä voi väittelijän arvion mukaan liittyä peruskouluikäisten tyttöjen poikia parempaan koulumenestykseen.

Tutkimuksessa löydettiin erityisen selvä yhteys 6–8-vuotiaiden ryhmässä heikon työmuistisuorituksen ja tarkkaavaisuushäiriön välillä, mikä viittaa etuotsalohkon viivästyneen kehityksen osuuteen koulunkäyntinsä aloittavien lasten käytös- ja oppimisvaikeuksien taustalla.

– Työmuistin toiminnalliset häiriöt ovat mahdollisia mekanismeja oppimisen ja käyttäytymisen häiriöille muun muassa keskittymiskyvyn välityksellä, Vuontela arvioi.