Tutkijat ovat viime vuosina saaneet selville paljon uusia asioita aivojen rakenteesta ja toiminnasta

AIVOT

Tutkijat ovat viime vuosina saaneet selville paljon uusia asioita aivojen rakenteesta ja toiminnasta. Osittain yllättävätkin tiedot ovat pakottaneet tarkistamaan vanhoja käsityksiä. Tässä numerossa keskitytään aivoihin ja siihen, miten ne ohjaavat älykkyyttä, muistia ja tietoisuutta.

Ihmisestä tulee älykkäämpi

Totta vai Tarua?

KYLLÄ. Ihmisten keskimääräinen älykkyys on kasvanut 50 viime vuoden aikana. Tutkijat eivät ole saaneet selville, miksi ihminen on kehittynyt yhä älykkäämmäksi. Osa on sitä mieltä, että monipuolinen ravinto on lisännyt älykkyyttä, osa taas uskoo, että syynä on nyky-yhteiskunnan monimutkaisuus. Aivot saavat koko ajan virikkeitä, ja lisäksi ihmiset ovat entistä koulutetumpia. 1990-luvulla älykkyyden kasvu näytti kuitenkin pysähtyvän ja jopa taantuvan. Ehkä älykkyyden yläraja on lähellä.

Alkoholi tuhoaa aivosoluja

EI. uusissa tutkimuksissa on todettu, että alkoholi ei tuhoa aivosoluja vaan vaikuttaa kemiallisesti siten, että solujen välinen yhteistyö vaikeutuu sitä mukaa kuin alkoholin määrä veressä nousee. Pitkäaikainen runsas alkoholinkäyttö voi tosin aiheuttaa aivovaurioita. Lisäksi tiedetään, että raskaana olevan naisen alkoholin-käyttö vahingoittaa sikiötä.

Miehet ovat naisia älykkäämpiä

EI. Naiset ja miehet ovat yhtä älykkäitä, mutta älykkyys voi ilmentyä eri tavoin. Naiset ovat keskimäärin hivenen taitavampia sanallisissa tehtävissä, miehet puolestaan loogista päättelykykyä ja avaruudellista hahmottamista vaativissa tehtävissä. Erot ovat kuitenkin merkityksettömän pieniä. Naisilla on hieman pienemmät aivot kuin miehillä, mutta naisten aivoissa aivosolut ovat lähempänä toisiaan kuin miesten.

Vain 10 prosenttia aivojen kapasiteetista on käytössä

EI. Tämä luulo syntyi 1930-luvulla, kun neurokirurgit asettivat elektrodeja paljaille aivoille ja mittasivat, mitkä osat olivat passiivisia. Nykyaikaisilla kuvantamismenetelmillä on saatu selville, että 1930-luvun lääkärit erehtyivät. Jopa yksinkertainen tehtävä, kuten ääneen lukeminen, aktivoi useita aivojen osia. Tutkijat ovat todenneet, että älykkäät ihmiset käyttävät aivojaan tehokkaammin kuin muut. Nerot aktivoivat ainoastaan sen aivojen osan, jota tarvitaan tehtävän suorittamiseen.

Koolla on väliä

EI. Koko ei ole ratkaiseva. Esimerkiksi kaskelotin aivot ovat kuusi kertaa niin suuret kuin ihmisen mutta se ei silti ole älykkäämpi. Toisaalta Albert Einsteinin aivot olivat 15 prosenttia pienemmät kuin miesten aivot keskimäärin. Siitä huolimatta Einstein kehitti suhteellisuusteorian, mihin tarvittiin huippuälykkyyttä.

Vanhat ovat huonomuistisia

EI. Tutkimuksissa on todettu, että terveen ihmisen muisti ei heikkene. Itse asiassa on havaittu, että ikääntyvä ihminen muistaa jopa paremmin sanoja ja lukuja ja kyky oppia säilyy koko elämän. Tämä kuitenkin edellyttää, että aivoille asetetaan koko ajan uusia haasteita. Nuoret ja vanhat muistavat kuitenkin eri tavalla: nuorena mieleen painuvat yksityiskohdat, vanhempana taas yksityiskohdat häipyvät ja muistot liittyvät suurempaan kokonaisuuteen.

Delfiinit ovat älykkäitä

KYLLÄ. Delfiinit eivät kuitenkaan ole sen älykkäämpiä kuin koirat ja paviaanit. Ihmisen mielestä delfiinit ovat viisaita, koska ne kommunikoivat ihmisen tapaan ääntelemällä. Ehkä osa ihmisten myönteisistä käsityksistä delfiinien älykkyydestä perustuu niiden veikeään ulkonäköön. Eläinten älykkyyden arvioiminen ihmisen mittapuilla on hankalaa, sillä eläimille ja ihmisille yhteisiä älykkyyden tunnusmerkkejä on vaikeaa määritellä.

Tietokoneet ovat tyhmiä

KYLLÄ. Nykyiset tietokoneet ovat tyhmiä. Tietokoneiden laskentateho on kuitenkin kasvanut huimasti, ja kehitys näyttää jatkuvan. 1950-luvun tietokoneiden älyllistä suorituskykyä on verrattu hyönteiseen. Nykyisten supertietokoneiden sanotaan olevan yhtä älykkäitä kuin apinat. Jotkut tutkijat uskovat, että viimeistään vuonna 2020 tietokoneet pystyvät käsittelemään yhtä monta tehtävää sekunnissa kuin ihmisen aivot. Sen pisteen ylitettyään tietokoneet pystyvät itse kehittämään yhä älykkäämpiä tietokoneita ilman ihmistä.

Kallo paljastaa luonteen

EI. Itävaltalainen lääkäri Franz Joseph Gall esitti 1796 teorian aivojen 31 alueesta, jotka säätelevät ihmisen luonteenpiirteitä. Gall väitti, että kallonmuodot heijastelevat persoonallisuutta, ja loi frenologiaksi kutsutun pseudotieteen eli opin kallonmuodon ja luonteenominaisuuksien vastaavuudesta. Kallon kuhmuista ja kuopista voitiin hänen mukaansa päätellä ihmisen persoonallisuus. Frenologiaa käytettiin erilaisiin arveluttaviin tarkoituksiin, mm. eri etnisten ryhmien älykkyyserojen todistamiseen. Eri ”ihmisrotujen” väitettiin poikkeavan toisistaan aivojensa rakenteen, ja siten myös henkistenkykyjensä, osalta.

Tajunta jätättää

KYLLÄ. Vaikka ihmiset kuvittelevat olevansa jatkuvasti ajan tasalla ympärillään tapahtuvista asioista, tutkimuksissa on todettu, että kyse on pelkästä harhasta. Itse asiassa ihmisen tietoisuus on noin puoli sekuntia jäljessä tapahtumista. Jos esimerkiksi työntää sormensa kuumaan kahviin, kuluu puoli sekuntia, ennen kuin tajuaa, että kahvi todellakin on kuumaa. Tajunnan hitaudesta huolimatta henkilöstä tuntuu siltä, että sormi meni kahviin juuri silloin, kun hän tajusi kahvin olevan kuumaa. Näyttää siltä, että voimakkaat ärsykkeet tiedostetaan heikkoja nopeammin.

Aivot ja älykkyys

Tietoinen valinta on harha

Yhdysvaltalaisen neurologin Benjamin Libetin tutkimuksessa koehenkilöitä pyydettiin liikuttamaan kättään oman mielensä mukaan. Heidän tuli ainoastaan rekisteröidä sekuntikellon avulla aika, jolloin he tekivät päätöksen. Libet otti kokeen aikana henkilöiden aivosähkökäyrän elektroenkefalografilla. Käyristä kävi ilmi, että aivot alkoivat valmistella käden liikuttamista 600 millisekuntia eli vähän yli puoli sekuntia ennen kuin käsi liikkui. Tässä ajassa hermoimpulssit muuttuvat lihasliikkeiksi. Hän havaitsi kuitenkin yllättäen, että koehenkilöt tekivät päätöksen käden liikuttamisesta vain 200 millisekuntia ennen liikettä. Kyseessä ei siten voi olla ns. tietoinen valinta.

Suulla ja käsillä

korostunut asema

Aivojen kapasiteetista on varattu iso osa maku- ja tuntoaistimusten käsittelyyn. Aivojen ”käsitystä” kehon mittasuhteista voidaan havainnollistaa alla olevalla kuvalla. Suun ja käsien osuus elimistöstä on suhteettoman suuri.

Älykkyyden monet muodot

Tutkijat ovat yksimielisiä siitä, että älykkyydellä on monia ilmenemismuotoja. Vahvuus jakautuu eri osa-alueille.

• 
  Kielellinen älykkyys
  
• 
  Matemaattis-looginen älykkyys
  
• 
  Visuaalinen älykkyys
  
• 
  Kehollinen älykkyys
  
• 
  Musiikillinen älykkyys
  
• 
  Minäkeskeinen älykkyys
  
• 
  Sosiaalinen älykkyys
  

Tietoisuus perustuu hermoyhteyksiin

Lähes kaikki ihmisen aivosolut ovat kehittyneet jo syntymähetkellä. Niiden välille muodostuu yhteyksiä lapsen ja ympäristön vuoro-vaikutussuhteessa: kokemukset jättävät jälkiä aivoihin. Oxfordin yliopiston farmakologian professorin Susan Greenfeldin mukaan hermoyhteyksien määrä heijastelee tajunnan kehittyneisyyttä. Mitä enemmän niitä on, sitä korkeampi tietoisuuden taso on.

Taksin ajaminen kasvattaa aivoja

Lontoon taksiautoilijat ovat kuuluisia monestakin syystä. Yksi syy ovat mustat autot, toinen piittaamattomuus liikennesäännöistä, kolmas ilmiömäinen taito muistaa ulkoa kaupungin 24 000 kadun nimet ja neljäs kyky löytää nopein tie lähtöpaikasta määränpäähän. Tutkimusten mukaan Lontoon ammattiautoilijoilla näyttää olevan ylivertaisia anatomisiakin ominaisuuksia. Heidän aivonsa ovat tavallista suuremmat. Hippokampuksen eli aivoturson takaosa, jonka tehtävät liittyvät nimenomaan suuntavaistoon ja tilan tajuun, on selvästi keskimääräistä suurempi. Toisaalta muutos on pienentänyt aivoturson etuosaa, jonka tarkoitusta ei vielä tunneta. On myös arveltu, että taksinkuljettajaksi ryhtyvät henkilöt, joilla on suuri aivoturso ja hyvä suuntavaisto. Väitteen kumoaa se, että magneettikuvauksissa on pystytty toteamaan, että aivoturson takaosan kokoon vaikuttaa se, kuinka kauan autoilija on ajanut taksia. Mitä kauemmin ura on kestänyt, sitä suurempi aivoturso on.

Ihmisten elämä muuttui luovuuden vallankumouksessa

Ihmisen luovuus on melko uusi ilmiö. Noin 40 000 vuotta sitten ihmiset alkoivat kehittää työkaluja ja kiinnostuivat koruista ja koriste-esineistä.

Luovuudella enemmän seksiä

Osa tutkijoista uskoo, että älykkyyden kehittyminen johtui seksistä. Naiset valitsivat kumppanikseen miehiä, jotka olivat luovia. Näin luovuusgeenit välittyivät eteenpäin, ja lyhyessä ajassa ihmiselle kehittyivät aivot, jotka etsivät aina uusia ratkaisuja. Yhdysvaltalaisen tutkijan Geoffrey Millerin mukaan myös nykyään miehet ovat taiteen alalla tuotteliaampia kuin naiset (kaaviossa kuvattu vain kirjallisuuden ja kuvataiteiden osuus), varsinkin 30–50-ikävuoden välillä. Evoluutiopsykologit ovat tulkinneet tuloksia niin, että taiteellinen luovuus on miehille keino houkutella vastakkaista sukupuolta suvunjatkamiseen.

100 miljardin sähköisesti varautuneen solun kooste

Aivot koostuvat noin 100 miljardista neuronista eli hermosolusta. Hermosolu tuottaa sähkö-signaaleja, hermoimpulsseja, joilla se viestii itseensä synapsiyhteydessä olevien 1000–20 000 neuronin kanssa. Aivojen tehdessä työtä neuronit siirtävät hermoimpulsseja toisilleen tuoja- ja viejähaarakkeiden välityksellä. Se, millaisia ratoja pitkin ja minne impulssit kulkevat, määrää hermotoiminnan kokonaisvaikutuksen. Neuronit ovat eräänlaisia kytkimiä, jotka sallivat ja estävät sähkösignaalien kulun samaan tapaan kuin esimerkiksi tietokoneen transistorit.

Aivot on suojattu hyvin

Aivot ovat kirjaimellisesti elintärkeä elin. Jos aivot toimivat huonosti, ihmisen edellytykset selviytyä heikkenevät radikaalisti. Aivot ovat pehmeää, sienimäistä kudosta, joka vaurioituu herkästi. Siksi aivot tarvitsevat suojaa. Suojarakenteita on neljä, ja ne ovat erikoistuneet pitämään loitolla erilaisia sisäisiä ja ulkoisia riskitekijöitä.

Pääkallo

Aivot ovat lähes kauttaaltaan noin senttimetrin paksuisen luukuoren, pääkopan, sisässä. Se suojaa aivoja iskuilta. Kallon alaosassa on kuitenkin aukko, jonka kautta selkäydin ja verisuonet kulkevat.

Veri-aivoeste

Jotta aivot toimisivat hyvin, molekyylien tulee siirtyä hermosoluihin hallitusti. Tästä huolehtii veri-aivo-esteeksi kutsuttu seinämä. Vesi, happi ja rypälesokeri läpäisevät sen helposti, kun taas monet haitalliset aineet jäävät ulkopuolelle.

Aivokalvot

Aivoja ympäröi kolme aivokalvokerrosta. Niistä uloin on kovakalvo, jonka sisällä on laskimoita ja kallon luita ravitsevia valtimoita. Keskimmäinen kalvo on lukinkalvo, joka koostuu joustavasta sidekudosverkosta. Sisin kalvo on ohut, aivojen kuorikerroksessa kiinni oleva pehmeäkalvo. Sen ja lukinkalvon välisessä ontelossa on verisuonia ja aivoselkäydinnestettä.

Aivoselkäydinneste

Aivokudos kelluu kallossa likvoriksi eli aivoselkäydinnesteeksi kutsutussa aineessa. Sitä muodostuu aivojen sisällä olevissa kammioissa, ja se uusiutuu 4–5 kertaa vuorokaudessa. Likvorissa on proteiineja ja rypälesokeria, josta hermo-solut saavat energiansa, sekä tulehduksia taltuttavia valkosoluja. Myös selkä-ydintä suojaava neste vaimentaa tehokkaasti iskuja.

20 vuoden päästä kone on ihmistä älykkäämpi

Tietokoneiden laskentateho on kasvanut huimasti 1950-luvulta lähtien, ja kehitys näyttää jatkuvan. 1950-luvun tietokoneiden älyllistä suorituskykyä on verrattu hyönteiseen. Nykyisten supertietokoneiden sanotaan olevan yhtä älykkäitä kuin apinat. Jotkut tutkijat uskovat, että viimeistään vuonna 2020 tietokoneet pystyvät käsittelemään yhtä monta tehtävää sekunnissa kuin ihmisen aivot. Tämän pisteen eli ns. teknologisen singulariteetin ylitettyään tietokoneet pystyvät itse kehittämään yhä älykkäämpiä tietokoneita ilman ihmistä.

Emotionaalisten tunnetilojen perusta

- Emotionaaliset tunnetilat ovat muiden psyykkisten prosessien lailla aivotoiminnan tulos.

- Ihmisen tunne-elämykset ovat aina tulos korteksin ja korteksin alla sijaitsevien keskusten yhteistulos.

- Isojen aivojen kuorikerros säätelee alempia keskuksia => jos korteksi häiriintyy ylenmääräisistä ärsykkeistä esim. liikarasitus ja päihtyminen => alemmat keskukset ärtyvät uudelleen => ilmaisuliikkeiden valvonnan menetys ja tavallinen pidättyvyys katoaa.

- Ihmisen vireystilalla on vaikutusta tunne-elämään.

- Voimakkaat negatiiviset tunnetilat (ahdistuneisuus, pelokkuus ja vihaisuus) saavat aikaan korkean aktivaatiotason, joka aiheuttaa sydämen sykkeen tihentymistä ja hengityksen tihentymistä.

- Voimakkaat ja äkilliset elämänmuutokset vaativat ponnistelua => stressitilanne, jossa aktivaatiotaso kohoaa ihmisen yrittäessä hallita tilannetta => tilanne jatkuu pitkään kuormittaen ihmisen voimavaroja => elimistö suojautuu uupumusreaktion avulla estäen väsymyksen aiheuttavat pahemmat vauriot.

Antiikissa aivotutkimuksen juuret

Keskeinen väittely sielun ja ruumiin yhteyden sijaintipaikasta käytiin sydänkeskeisen ja aivokeskeisen näkemyksen välillä. Sydänkeskeinen on näkemyksista vanhempi. Sen juuret ovat muinaisuuden hämärässä. Näkemys löytyy mm. Vanhasta testamentista. Sydäntä pidettiin ajattelun elimenä ja ajatus samaistettiin usein sydämen ympärillä kulkevaan vereen.(Hyyppä, Kronholm 1989.)

Egyptilaisessä papyruksessa 3000 vuotta eaa. sanottiin, että "silmien näkeminen ja korvien kuuleminen on yhteydessä sydämeen". 800 vuotta eaa. Kiinassa ajatukset liitettiin sydämeen, tunteet maksaan, samoin Intiassa. Perusteluina on mainittu mm. puheen tuleminen rinnasta eikä päästä, jolloin sydämen täytyy olla keskus.(Aulanko 1992.)

Ajatus aivoista sielun elimenä lienee peräisin kreikkalaiselta lääkäriltä Alkmeonilta yli 500 vuotta eaa. Alkmeonin näkemys muotoitui hänen kirurgisten operaatioidensa tuoman kokemuksen pohjalta. Hän huomasi, että aivopuoliskoihin kulkee silmäkuopista kapeat tiet. Hän tuli käsitykseen, että aistimukset riippuvat tietyistä aivojen rakenteesta. Koska Alkmeon katsoi, että muisti, käsitykset ja lopulta kaikki tieto syntyvät aistimuksista, hän alkoi pitää aivoja myös korkeampien henkisten toimintojen elimenä. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Hänen jälkeensä lääkäri ja filosofi Hippokrates (460 - 377 eaa.) piti aivoja pyyken elimenä. Hän katsoi aivojen olevan suuri rauhanen, jolla on sielullisia tehtäviä. Tutkiessaan epilepsiaa Hippokrates päätyi arvioimaan, että kohtauksen syynä ovat aivot eikä jumalallinen vaikutus. Kallon avauksia suorittaessaan hän hankki tietoja aivojen rakenteesta ja liitti aivojen toimintaan esim. kivun ja väsymyksen tunteet. Päähän haavoittuneita hoitaessaan hän totesi pään vammojen voivan aiheuttaa tajuttomuuden, näön samenemisen ja huimauksen.(Aulanko 1992; Hyyppä, Kronholm 1989.)

Ajatus aivoista ajattelun elimenä ei kuitenkaan saavuttanut vielä vuosisatoihin jakamatonta kannatusta. Esim. Aristoteles palasi takaisin sydänkeskeiseen näkemykseen. Aristoteles havaitsi, etteivät aivot tunne kipua. Koska kipuaistimus on sielullinen ilmiö, ei ole oikein ajatella aivojen olevan sielun toimintaa ohjaava elin. Aristoteleen ajatteluun vaikutti myös pohdinta ruumiin liikkeiden ohjaamisesta. Hänen mukaansa liikkeiden ohjaamisen täytyy olla keskittyneenä johonkin tiettyyn paikkaan eikä tasaisesti levinneenä yli koko kehon. Sielun täytyy olla siellä, mistä ruumiin liikkeitä ohjattiin. Koska sydän on keskellä, se tuntui aivoja sopivammalta tähän tarkoitukseen. Aristoteles mietti kyllä aivojenkin merkitystä. Hän kykeni jopa erottamaan aivot ja selkäytimen toisistaan. Hän havaitsi, että ihmisen aivojen massa on suhteessa ruumiin kokoon suurempi kuin millään eläimellä. Mutta mikä tehtävä nillä voisi olla? Koska Aristoteleen mukaan selkäydin oli kuuma ja aivot kylmät, aivojen tehtäväksi lankesi oikeastaan itsestään selvästi veren jäähdyttäminen. Veren jäähdyttäminen puolestaan oli tärkeä tehtävä, koska siitä riippui ruumiin muiden osien virheetön toiminta. Lisäksi Aristoteles katsoi unitilan säätelyn aivojen tehtäväksi. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Aleksandriassa kolmannella vuosisadalla ennen ajanlaskumme alkua toimineet lääkärit, Herofilos ja Eristratos, tekivät tärkeän anatomisen löydön: he löysivät hermot. Aiemmin anatomisissa tutkimuksissa ei hermoja osattu erottaa jänteistä. Aleksandriassa suoritettiin kuolleille ruumiinavauksia. Anatomisten tietojen karttuminen oli huomattavaa. Pneuman (sielun) katsottiin sijaitsevan määrätyissä aivojen osissa. Herofilos kannatti aivokammioita ja tämä mielipide juurtui vuosisadoiksi eteenpäin yleisesti hyväksytyksi. Eritratos taas puolestaan kannatti aivojen pintaa tämän sielun osan sijaintipaikkana ja oli sitä mieltä, että aivojen pinnalla olevien poimujen lukumäärä selittää ihmisen henkisten kykyjen paremmuuden eläimiin nähden. Eritratos kykeni erottamaan tunto- ja liikehermot toisistaan. Tämä johtui siitä, että aleksandrialaiset tekivät anatomisten tutkimustensa ohella kokeita leikkelemällä aivoja ja ärsyttämällä niiden eri osia. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Antiikin näkemykset ruumiin ja sielun keskinäissuhteista kehittyivät Galenoksen ansiosta. Galenos ehdotti sielun elimiksi aivoja, sydäntä ja maksaa. Äly oli aivoissa, viha ja urhoollisuus sydämessa. Galenos kannatti näkemystä aivokammioiden roolista sielun sijaintipaikkana.Galenos havaitsi myös silmistä lähtevien hermoratojen risteytyvän siten, että vasemmasta silmästä lähtevä rata päätyy oikeaan aivopuoliskoon ja päinvastoin. (Aulanko 1992; Hyyppä, Kronholm 1989.)

Lääkärifilosofi Avicenna

Arabiankielinen kulttuuri tuotti aivotutkimuksen historian kannalta nerokkaan ajattelijan ja lääkärin, Avicennan. Hänen mukaansa sielun olemassaolo johtuu ruumiin toiminnasta, eikä se voi olla kuolematon. Avicenna kannatti muinaisten kreikkalaisten oppia ruumiin neljästä nesteestä: verestä, limasta, keltaisesta sapesta ja mustasta sapesta. Veri sijaitsi valtimoissa ja laskimoissa, lima aivoissa, keltainen sappi maksassa ja musta sappi pernassa. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Avicennan yritys tutkia tunteita kokeellisesti on aivotutkimuksen historian kannalta erittäin tärkeä. Hän sijoitti kaksi lammasta häkkeihin. Toinen sai olla rauhassa, mutta toisen häkin läheisyyteen Avicenna sijoitti suden. Huolimatta runsaasta ruokamäärästä suden läheisyydessä ollut lammas kuoli pelkoon. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Avicenna oli kiinnostunut hermostollisista ja psyykkisistä häiriöistä. Hän pyrki yhdistämään määrättyjä psyykkisiä tapahtumia tiettyihin aivojen osiin. Hän kirjoitti, että eri puolelle päähän kohdistuneet vammat aiheuttavat erilaisia aistimusten häiriöitä ja toimintojen häviämisen. Hän yhdisti muistin aivojen takaosiin ja aistimukset etuosiin, joten Avicenna pyrki aivotoimintojen paikantamiseen. Avicenna kirjoitti ruuansulatuselimistön häiriöiden yhteydestä psyykkisiin kokemuksiin. Intohimoista rakkautta Avicenna piti sairautena. Myös filosofina Avicenna oli huomattava. Hänen teoksistaan löytyy Descartesin myöhemmin tunnetuksi tekemä muotoilu "ajattelen, siis olen olemassa". (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Descartesin ajatuksia

Nykyajan psykologian ajatukset ulottuvat 1600-luvulle, jolloin ranskalainen Rene Descartes esitti teoriansa sielun ja ruumiin suhteista. "Ajattelen, olen siis olemassa", totesi Descartes, jonka teoria oli dualistinen, kahteen eri osaan perustuva, jonka mukaan ihmisen keho tai aivot on kone ja sielu on olento, joka mahdollistaa tämän koneen tavoitteisen ja tietoisen toiminnan. Descartes'in mukaan sielun sijainti- ja vaikutuspaikka oli käpyrauhanen. Ajattelun lähtökohtana oli refleksi, välitön yhteys ulkoisen ärsykkeen ja kehon välillä. Descartes ajatteli, että sielu muodosti yhden järjestelmän ja keho yhdessä ympäristön kanssa toisen. Näiden kahden järjestelmän toiminta yhdistyi aivojen käpyrauhasessa. Descartesin teorian mukaan ajattelua pidettiin sielun ominaisuutena, minkä avulla ihminen pystyi todistamaan itselleen oman olemassaolonsa. (Järvilehto 1987, 1994.)

Descartesin ajatuksia vastusti hänen aikalaisensa hollantilainen filosofi Benedictus de Spinoza, jonka ajatukset vastustivat dualistista käsitystä maailmasta. Spinozan mukaan psyykkiset ja fyysiset toiminnot ovat saman toiminnan kaksi eri puolta. Spinozan perusajatuksia oli myös se, että tunteet eivät ole sielun sisäisiä liikkeitä. (Järvilehto 1994.)

Missä psyykkinen toiminta sijaitsee?

Aivotoiminnan näkemykset perustuvat kahteen eri käsitykseen:

dualistinen ja parallelistinen näkemys, joka lähtee siitä, että psyykkinen toiminta on osaksi yhteistä hermotoiminnan kanssa

identiteettiteoria, joka määrittelee, että psyykkinen toiminta ei ole muuta kuin hermotoimintaa(Järvilehto 1987.)

Parallelistien mukaan psyykkisen toiminnan käsite on hermotoiminnan mielestä tarpeeton, sielu nähdään muuna kuin aivot tai keho.(Järvilehto 1987)

Frenologia

Franz Joseph Gall (1758-1828) loi 1800-luvulla frenologian, joka on lokalisaatioteorian eräs muoto. Frenologian peruslähtökohtana on, että psyykkinen toiminta tapahtuu isojen aivojen kuorikerroksella, jossa eri toiminnat on sijoitettu kukin omille paikoilleen esim. musikaalisuus ja älykkyys. Harjoitettaessa tiettyä aivojen aluetta sen kehittyminen voidaan havaita pääkuoren pullistumana. Tähän tutkimustulokseen 1800-luvulla pääsivät Charles Bell ja Francois Magendie, jotka itse suorittamiensa koe-eläin kokeiden perusteella totesivat, että selkäytimen hermoradoilla ja aivokuoren eri alueilla on omat erityiset tehtävänsä. Franz Josef Gall esitti käsityksenään, että älykkyys ja kasvojen piirteet liittyvät yhteen. Gall havaitsi, että opinnoissaan menestyvillä ylioppilailla oli usein suuret ja esiintyöntyvät "mulkosilmät". Hän arveli, että älykkyys ja kasvojen piirteet jotenkin liittyvät yhteen. Hän päätteli: koska älykkäillä oli mulkosilmät, silmien takana olevat aivojen osat pullistavat silmiä ja siis vastaavat älykkyydestä.(Aulanko 1992; Hyyppä, Kronholm 1989.)

Tämän väitteen kumosi Pierre Flourens 1820-luvulla , jolloin hän empiiristen kokeidensa tuloksena kiisti väitteet aivojen erillisistä tehtävistä ja totesi aivojen toimivan kokonaisvaltaisesti. Tästä voidaan sanoa kiistan lokalisaatioteorian ja kokonaisvaltaisuuden välillä alkaneen. (Aho 1991.) Nykyajan psykologit kuitenkin jo tietävät, ettei aivokuori aiheuta päänkuoren pullistumia. ( Järvilehto 1987.)

1800-luvulla todettiin, että aivopuoliskot ovat toistensa peilikuvia ja niiden hermoradat risteytyvät pääosin kehon vastakkaisille puolille. Aivopuoliskojen samankaltaisuus herätti kysymyksen siitä, oliko kummallakin aivopuoliskolla oma sielu. (Järvilehto 1987.)

Aivopuoliskoteorian perusoletuksia

1960-luvulta lähtien on suoritettu asymmetriatutkimuksia, jotka yleisesti vahvistavat käsitystä siitä, että aivopuoliskojen välillä on toiminnallisia eroja (Järvilehto 1987).

Vasemmassa aivopuoliskossa esitetään olevan verbaalinen, analyyttinen, rationaalinen, looginen ja sen oletetaan pystyvän käsittelemään tietoa sarjallisesti sekä reagoimaan erityisesti samanlaisuuteen. Oikealle puoliskolle tyypillistä on ei-verbaalisen materiaalin esim. musiikin käsittely, kokonaisvaltaisuus, emotionaalisuus, informaation rinnakkainen prosessointi ja erilaisuuksien toteaminen. (Järvilehto 1987.)

Aivopuoliskoteoriaan sisältyy virheellisenä peruslähtökohtana se, että ihmisen oletetaan olevan tiedon käsittelyssä passiivinen, mekaanisesti ärsykkeitä käsittelevä tavoitteeton olento. Ongelmana on myös se, että psyykkisiä ominaisuuksia pyritään selittämään ainoastaan fysiologisin tekijöin, aivopuoliskon erikoistumisen avulla. (Järvilehto 1987.)

Tunteiden toiminnan historiaa

Emootiot yleisesti ajatellaan kuuluvan tiettyjen aivoalueiden toimintaan. Muutamia vuosikymmeniä sitten on muotoutunut käsitys ihmisen ns. limbisestä järjestelmästä, jonka merkitys vaikuttaa yhä. Eri tutkimustulosten perusteella voidaan sanoa, että oikealla aivopuoliskolla on tärkeä merkitys emotionaalisen käyttäytymisen kannalta. (Järvilehto 1994.)

1800-luvulla William James esitti, että tunteet eivät aiheuta käyttäytymistä, vaan perustuvat kehon toimintamuutosten havaitsemiseen. Näin ollen tunteet antavat tietoa ihmiselle kehon reaktioista erilaisissa ympäristötilanteissa. Ihminen ei siis itke siksi, että on surullinen , vaan siksi, että itkee.(ks. Järvilehto 1987.)

Spinoza jaotteli ihmisen tunteet jaotellaan kahteen ryhmään: iloon ja suruun, joista muut kehittyvät tunteet ovat johdannaisia. Ilo merkitsee täydellistymistä ja olemassaolon lisääntymistä ja suru puolestaan siirtymistä epätäydelliseen suuntaan. Ihmisen tunteellinen toiminta on ihmisen jatkuvaa muuttumista, joko kasvamista tai hajoamista. (Järvilehto 1994.)

Aivotutkimusta 1600- luvulta nykypäivään

Aivokammioteoria eli sitkeästi 1500 vuotta aina 1800-luvun alkuun asti. Leonardo da Vinci ja Michelangelo Buonarroti olivat molemmat innokkaita anatomian tutkijoita kirkonkirouksen uhallakin; katolinen kirkkohan on vastustanut aivotutkimuksia, samoin islaminusko. Da Vincin piiroksista aivoista on selvästi näkyvissä antiikin aikainen käsitys aivokammioista psyykkisten toimintojen kotina. (Aulanko 1992; Hyyppä. Kronholm 1989.)

Kysymys aivoissa vaikuttavasta voimasta alkoi askarruttaa tutkijoita ja filosofeja toden teolla vasta 1600-luvulla. Fernel ei aineellistanut ihmistä kokonaisuudessaan vaan säilytti uskollisena kirkolle sielun kuolemattomuuden. Hänen mukaansa vain ihmisellä on vapaata tahtoa. Eläin on automaatti, joka on vailla omaa tiedostamista ja tahtoa. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Aivojen paino tai (koko) oli aivotutkimuksen johtava teema 1800-luvun puolivälissä. Broca kirjoitti 1861: "Yleisesti ottaen keski-ikäisten aivot ovat suuremmat kuin vanhusten, miesten aivot suuremmat kuin naisten, merkittävien miesten suuremmat kuin vähäpätöisten, ylempien rotujen suuremmat kuin alempien". Broca kannatti frenologiaa täysin rinnoin.(Hyyppä, Kronholm 1989.) Samana vuonna Broca julkaisi tutkimustuloksen, jonka avulla hän osoitti, että vamma tietyllä alueella vasemmassa aivopuoliskossa aiheutti puhekyvyn menetyksen; potilas ymmärsi kyllä puheen, muttei pystynyt sitä tuottamaan. Aivoissamme on nimettynä kyseinen alue Brocan alueeksi.(Aulanko 1992.)

Näköhavaintotutkija Roger Sperry aloitti tutkimustyönsä 50-luvulla ja sa Nobelin palkinnon mullistavista tutkimustuloksistaan "aivojen toiminnan sisäisestä ja aiemmin tuntemattomasta maailmasta" (Aulanko 1992 ; Hyyppä, Kronholm 1989).

Puheen säätelyn sijoittumisen vasempaan aivopuoliskoon löysivät P. Broca ja C. Wernicke, vaikka jo sata vuotta aiaisemmin oli ollut tieto olemassa aivopuoliskojen toiminnallisesta erilaisuudesta. Tämä sama puolisko ohjaa myös oikeaa kättä ja koko oikeaa aivopuoliskoa. Koska oikea käsi on yleensä "parempi" enemmän käytetty käsi alettiin puhua dominoivasta aivopuoliskosta.(Aulanko 1992; Hyyppä, Kronholm 1989.)

John Jackson esitti 1874, että aivoissa on kaksoisprosessi samanlaisuuden ja erilaisuuden tavoittamisessa. Hänen mukaansa esim. oikea aivopuolisko luo sanojen takana olevan merkityskokonaisuuden vasemmman aivopuoliskon aktivoidessa tahdon sanojen tuottamiseen eli puhumiseen. Jackson oli hyvin moderni korostaessaan aivopuoliskojen yhteistoimintaa. (Aulanko 1992; Hyyppä, Kronholm 1989.)

Näihin päiviin asti on kliinisten kokeiden tukemana esitetty, että vasen aivopuolisko on dominoiva ja tärkein ja on ollut aikoja, jolloin tutkijoilla on ollut vaikeuksia löytää oikealle aivopuoliskolle mitään tehtävää. Sitä on pidetty pitkiä aikoja eräänlaisena väistyvänä, toimettomana, mykkänä vara-alueena.(Aulanko 1992.)

Sperryn tutkimustulokset kertovat varsin yksityiskohtaisesti aivopuoliskojen toiminnallisesta erilaisuudesta; ne eivät tuuraa toisiaan, vaan täydentävät. Sperryn näkemyksen mukaan mieli on jo aivotoimintaa, kun taas esim. Descartesin ja Ecclesin mukaan mieli vaikuttaa ja määrää aivotoimintaa.(Aulanko 1992.) Aivohalkiotutkimustensa avulla Sperry osoittaa mielen kahtiajakautuneisuuden. On vasemman ja oikean aivopuoliskon mielet, mutta niitä yhdistää yhtenäinen tunne, emootio.(Hyyppä, Kronholm 1989.)

Järvilehto vastustaa teoksessaan "Missä sielu sijaitsee? " aivopuoliskoteoriaa sen vanhanaikaisuuden vuoksi. Hän katsoo teorian kuuluvan aikaan, jolloin eliöiden ja hermoston kehityksesta ja hermoston toiminnan merkityksestä organisaation kannalta ei juuri tiedetty. Järvilehdon kritiikki ei ehkä ota huomioon lähiajan aatehistoriaa, ja sen vuoksi samoista perusteista syntyy kaksi vastakkaista näkemystä. Sellainen ei ole mitenkään tavatonta aivotutkimuksen aatehistoriassa. (Hyyppä, Kronholm 1989.)

Paljaalle silmälle aivopuoliskot näyttävät ihan samanlaisilta lukuun ottamatta pieniä eroja poimujen ja vakojen muodossa ja koossa. Toiminnalliset erot ovat selviä eikä kukaan enää tällä hetkellä aseta niitä kyseenalaiseksi; sen sijaan tulkinnoista tutkijat riitelevät edelleenkin.(Aulanko 1992.)

Tulokset löytyivät tutkittaessa potilaita, joilta vaikean kaatumataudin hoitokeinona oli katkaistu aivopuoliskojen välinen yhteys, aivokurkiainen, kohtausten lievittämiseksi. Näiden ihmisten aivot toimivat ikään kuin heidän sisällään olisi kaksi, jotka eivät ole tietoisia toistensa toiminnasta.(Aulanko 1992.) Aivohalkion ansiosta molemmille aivopuoliskoille näyttää syntyvän oma tietoisuutensa, ja kumpikin on yhtä vähän tietoinen toisen aivopuoliskon sisäisestä mielentilasta kuin kaksi eri olentoa on tietoisia toistensa mielen liikkeistä. Aivohalkiopotilaan oma käsitys tietoisuudestaan tekee kahden tietoisuuden pohdinnan mielenkiintoiseksi: potilas ei koe jakaantuneeksi. Jos tietoisuus on jakautunut, emme ole siitä tietoisia.( Hyyppä, Kronholm 1989.)

Aivokurkimaisen katkaisu ei päällisin puolin näytä aiheuttavan mitään muutoksia arkipäivän elämään, mutta erityisillä tutkimusjärjestelyillä pystyttiin osoittamaan erilaisia asioita. Kun henkilölle, jolla vasen aivopuolisko dominoi ja joka siis ohjaa myös puhekeskusta, näytettiin esine, niin että hän näki sen vain vasemmalla silmällä, hän ei pystynyt nimeämään sitä. Vasemman silmän vastaanottamat viestit käsitellään nimittäin oikeassa aivopuoliskossa ja esineen nimi olisi ollut vasemmassa. Kun henkilölle näytettiin joukko erilaisia esineitä, hänen vasen kätensä, joka on oikean aivopuoliskon ohjaama, pystyi vaivatta poimimaan esinejoukosta juuri näytetyn esineen.(Aulanko 1992.)

Vasenkätisillä, joita Euroopan väestöstä on lähes 10 %, luulisi tilanteen olevan päinvastainen. Kuitenkin vain noin kolmasosa vasenkätisistä on kääntänyt aivopuoliskojensa toiminnan päinvastaiseksi. Lopuilla vasenkätisillä puhekeskus on vasenkätisyydestä huolimatta vasemmassa aivopuoliskossa. Joka kuudennella vasenkätisellä puhekeskuksen epäsymmetrisyyttä ei ole havaittavissa laisinkaan.

Tällä hetkellä on käynnissä jonkinasteinen aivosota: on tullut tarve ratkaista aivopuoliskojen paremmuus. Aivopuoliskojen välinen tasapaino on tärkeää. Kysymys ei saisi olla: oikea vai vasen vaan koko aivot käyttöön. Kieltämätön tosiasia on , että viimeiset vuosikymmenet ovat olleet vasemman aivopuoliskon valtakautta.(Aulanko 1992.)

Naisten aivot kokevat huumorin toisin kuin miesten aivot

Naisten aivot reagoivat huumoriin hieman toisella tavalla kuin miesten, osoittaa Kalifornian yliopistossa tehty aivojen kuvantamistutkimus. Sinänsä miehet ja naiset löysivät katsottavina olleista sarjakuvista huumoria saman verran.

Sarjakuvia katsellessa naisten aivoissa aktivoitui kielen käsittelyyn erikoistunut alue enemmän kuin miehillä ja myös lähimuistin toiminnasta vastaava alue oli naisilla aktiivisempi. Kolmas ero oli aivojen alueella, joka reagoi uusien kokemusten tuottamista, palkitsevista kokemuksista.

Yksikään aivoalue ei ollut miehillä aktiivisempi kuin naisilla. Tutkijat tulkitsevat tulosta siten, että miehet odottavat jo ennakolta sarjakuvien olevan hauskoja. Naisten pitää ensin tulkita ne ja vasta sen jälkeen syntyy iloinen, palkitseva oivallus. Reagointiajoissa ei ollut eroja naisten ja miesten välillä muuten kuin naiset olivat nopeampia toteamaan, että juttu ei ole hauska.

Ennestään tiedetään, että huumorin tulkintaan osallistuu aivoissa ns. otsalohkon alue. Myös palkitsemiseen liittyvä ns. mesolimbinen keskus tunnetaan ennestään. Se aktivoituu huumorin lisäksi mm. rahapalkinnosta tai huumausaineen vaikutuksesta. Koehenkilöt arvioivat esitettyjen sarjakuvien hauskuuden asteikolla 1-10.

Miesten ja naisten arviot olivat samanlaiset, mutta naisilla palkitsemiseen liittyvä aivojen alue aktivoitui sitä enemmän mitä hauskemmaksi he sarjakuvan arvioivat. Miehillä ei ollut tällaista suhteellista muutosta.

Palkitsevuuden tulkinnan ero voi selittää miksi naiset ovat herkempiä tunnekokemuksille, niin iloisille kuin surullisille. Se saattaa edelleen olla osasyynä naisten suurempaan sairastumiseen masennukseen.

Nuoret aivot ja alkoholi

Suomalaisnuorten humalajuominen on maailmanennätystasoa. Jotain on tehtävä alkoholihaittojen vähentämiseksi, vaatii terveyskeskuslääkäri Pekka Reinikainen ja ehdottaa alkoholin anniskelun ikärajan nostamista 20 vuoteen ja keskiolueen laimentamista 3,5 prosenttiin. (SANA 14.7.2005)

Kun nuoret aivot altistuvat alkoholille, seuraukset ovat vakavia. Ihmisen aivot saavuttavat täyden toiminnallisen kypsyytensä vasta 20 vuoden iässä. Yhden promillen humala nuorella vastaa kahden promillen humalaa aikuisella.

Suomalaisista lapsista ja nuorista joka viides juopottelee säännöllisesti. Kun viikonloppuisin otetaan viiden keskioluen humalat, seuraa tästä vähitellen neuropsykologisten testitulosten heikkeneminen 10 prosentilla. Kyky oppia ja muistaa asioita vahingoittuu nuorilla huomattavasti pahemmin kuin aikuisilla. Toistuvan alkoholinkäytön johdosta nuorille kehittyy aivoihin pysyviä ehdollisia refleksejä. Näin liian varhain aloitettu alkoholinkäyttö herkistää kehittymässä olevat aivojen mielihyväradat koko loppuelämän ajaksi. Riippuvuusmuisti on pitkäaikaisen oppimisen tulos.

Jos juominen aloitetaan 14 vuoden iässä, alkoholisoitumisriski on peräti 40 prosenttia. Toisaalta, jos juomisen aloittaminen saadaan lykättyä 21 vuoden ikään, alkoholisoitumisriski on enää 10 prosentin suuruinen.

Suomalaiset nuoret kärsivät enenevässä määrin psyykkisistä häiriöistä, ja lähes viidennes jättää koulun kesken, eikä hanki ammattikoulutusta. Suomalaisnuorten on humalajuominen on maailmanennätystasoa yhdessä tanskalaisnuorten kanssa. Psykiatrisen selvittelyn ja hoidon tarpeessa on viidennes nuorisostamme, eikä tähän ole likimainkaan riittäviä resursseja. Oppimishäiriöt ovat myös lisääntyneet. Ei liene epäilystäkään siitä, etteikö nuorten humalajuomisella olisi merkitystä näissä asioissa.

Alkoholi vaikuttaa kaikkiin kehon kudoksiin aivojen ohella. Onkin mielenkiintoista, että jo vuosia sitten todettiin tanskalaisnuorukaisten sukusolujen laadun olevan merkittävästi heikentynyt. Suomessa saattaa käydä samoin. Tiedämme, että alkoholi surkastuttaa aivojen ohella kivekset. Miehillä tapahtuu naisistumista ja naisilla toisaalta miehistymistä, kun alkoholi vaikuttaa umpieritysrauhasten toimintaan.

Lasten ja nuorten huostaanotot ovat merkittävästi lisääntyneet viimeisen kymmenen vuoden aikana. Lasten pahoinpitelyt ovat lisääntyneet.

Alkoale näkyy kulutuksessa

Alkoholin hinnan alentaminen vuosi sitten näkyy jo monin tavoin. Nuoret ovat siirtyneet juomaan enemmän väkeviä. Puolentoista litran virvoitusjuomapulloa tyhjennetään sopivasti ja kaadetaan sinne Koskenkorvaa. Päihtyneet nuoret ovatkin entistä huonommassa kunnossa. Tuloksena on, että tämä säännöllisesti juopotteleva joukko (1/5 nuorista), on erittäin suuressa vaarassa alkoholisoitua. Jopa 40 prosenttia heistä voi odottaa tämä kohtalo.

Aikuisten puolella tilanne ei juurikaan näytä valoisammalta. Meillä on 300 000 suurkuluttajan asemesta pian 500 000 alkoholin suurkuluttajaa. Puolet heistä saa ennemmin tai myöhemmin lievän dementian. Viimeisen kymmenen vuoden aikana alkoholivaurioisten, yleensä miesten, määrä vanhainkotien hoivaosastoilla on kaksinkertaistunut.

Pahimmillaan välilliset ja välittömät kustannukset mukaan lukien jokainen suomalainen maksaa pian näistä haitoista 1000 euron laskun vuosittain.

Vaarallinen päätös on korjattava

Suomessa ei viimeisen kymmenen vuoden aikana ole ollut minkäänlaista alkoholipolitiikkaa. Olen seurannut tilannetta valtioneuvoston päihde- ja raittiusasiain neuvottelukunnassa ja ollut mukana laatimassa alkoholiohjelmia ja säätämässä alkoholilakia, joka tuli voimaan 1995. Mitään merkittäviä alkoholiohjelmien suosituksia ei ole pantu täytäntöön, ja niihin sijoitetut resurssit ovat olleet vain kosmeettisia.

Lääketieteen asiantuntijoiden varoituksia ei ole kuunneltu. Suomessa tehtiin maaliskuussa 2004 historiamme vaarallisin sosiaali- ja terveyspoliittinen päätös. Siitä huolimatta, että alkoholin kulutus oli ollut tukevassa kasvussa 10 vuoden ajan, päätettiin laskea väkevien alkoholijuomien verotusta peräti 44 prosenttia.

Mitä nyt pitäisi tehdä?

Anniskelu- ja myynti-ikäraja tulee nostaa 20 vuoteen, jolloin aivojen hermokudos kestää sen käyttöä paremmin. Koska yli puolet alkoholista myydään keskioluena ja siiderinä elintarvikekaupoista, laimennetaan ne 3,5 prosenttiin, jolloin alkoholin kokonaiskulutus vähenisi lähes viidenneksen. Alkoholiveron alennukset pitäisi peruuttaa ja aikaisempi hintataso palauttaa. Missään tapauksessa ”viinejä ei pidä siirtää maitokauppaan".

Aivot puhelevat itsekseen

Saksalaisen Max Planck -aivotutkimusinstituutin johtaja Wolf Singer sanoo, että vielä 15 vuotta sitten tutkijat kuvittelivat aivot supertehokkaan tietokoneen kaltaisiksi. Nyt kuva on paljon monimutkaisempi.

"Aivot eivät toimi kuin klassinen tietokone", Singer sanoo.

Aivot tietävät monia asioita ja reagoivatkin niihin jo ennen kuin olemme siitä tietoisia. Kun ihminen ohjaa suuntaa muuttavaa valoa kädellään, käsi alkaa korjausliikkeen jo sadan millisekunnin kuluttua muutoksesta. Tietoisesti ihminen huomaa muutoksen vasta 400 millisekunnin kuluttua.

Aivot reagoivat aivan samalla tavoin kuvitelmaan ja oikeaan näkyyn - ainoa mitattava ero on aivojen näköalueella. Oikea kuulohavainto ja hallusinaatio synnyttävät identtisen reaktion.

Vain kymmenen prosenttia aivosoluista työstää ulkoa tulleita signaaleja, Singer toteaa. Lopun 90 prosentin toiminta on arvoituksellisempaa.

"Aivot puhuvat enimmäkseen itsekseen.".