Mihin tarvitsemme aivoja?

Aiheen otsikon ilmeisen absurdiin kysymykseen antavat Sheffieldin yliopiston entisen neurologian professorin tri John Lorberin tekemät merkittävät tutkimukset. Eräässä pediatrien konferenssissa 1980 hän esitti raflaavan kysymyksen: "Ovatko aivomme todella välttämättömät?" Kysymys juonsi juurensa tutkimuksista, joita hän oli tehnyt 60 -luvulta lähtien. Ne liittyivät tapauksiin, joista lääketiede käyttää nimitystä hydrokefalus. Yleisemmin tämä oireyhtymä tunnetaan kansanomaisella nimellä 'vesipää'.

Kaksi Lorberin esittelemää tapausta olivat nuoria lapsia, jotka vammastaan huolimatta olivat ikäisekseen älyllisesti hyvin kehittyneitä. Kummallakaan heistä ei ollut merkkiäkään aivokuoresta. Toinen heistä kuoli 3 kk. ikäisenä, toinen eli 12 kuukautta. Hänen kehityskaarensa oli silti normaali lukuun ottamatta kyseistä aivomateriaalin puutetta, joka oli todettu useissa lääketieteellisissä testeissä. Tapauksesta kerrottiin mm. Developmental Medicine and Child Neurology -julkaisussa.

Sitten eräs kolleega Sheffieldin yliopistosta sai tietää nuoresta miehestä, jolla oli normaalia suurempi pää. Vaikka siitä ei näyttänytkään olevan pojalle erityistä haittaa, hänet lähetettiin Lorberin luo tutkimuksiin. Tutkimuksissaan Lorber totesi, että vaikka pojan älykkyysosamäärä oli 126 ja hänellä oli ensiluokkainen arvosana matematiikassa, hänellä ei käytännöllisesti katsoen ollut lainkaan aivoja. CAT -kuvaus osoitti, että kallon sisäseinämää reunusti vain ohut, alle millimetrin vahvuinen kerros aivosoluja. Muu aivotila oli täynnä aivonestettä. Tästä huolimatta nuorukainen eli normaalia elämää.

Lääketieteellinen kirjallisuus sisältää joitakin mainintoja vastaavista yksittäistapauksista, mutta Lorber oli ensimmäinen, joka esitti niistä systemaattisia tutkimustuloksia. Hän on dokumentoinut yli 600 tapausta ihmisistä, joiden aivoja hän on kuvannut. Hän jakaa tapaukset neljään ryhmään sen mukaan, miten suuri osa kallon tilavuudesta on aivonestettä:

  • lähes normaalit aivot
  • 50 - 70% kallon tilavuudesta aivonestettä
  • 70 - 90% kallon tilavuudesta aivonestettä
  • 95% kallon tilavuudesta aivonestettä

Viimeisessä ryhmässä, joita oli alle 10% tutkituista, puolet oli kehityksessään vahvasti jälkeenjääneitä. Puolet oli niitä, joiden älykkyysosamäärä oli yli 100.

Epäilijät ovat väittäneet, että kyseessä on virhetulkinta johtuen kuvantamismenetelmän epätarkkuudesta. Lorber myöntää CAT -skannauksen ongelmat, mutta sanoo myös, ettei hän voisi esittää sellaisia väitteitä ilman todisteita. Vastauksena niille, jotka sanovat, ettei hän ole voinut mitata aivokudoksen määriä tarkasti, hän lisää:

"En voi sanoa onko matematiikan opiskelijan päässä 50 vai 150 gramman aivot, mutta se on varmaa, etteivät ne ole lähelläkään normaalia 1,5 kg. "

Monet aivotutkijat pitävät tätä osoituksena 'turhien' aivosolujen olemassaolosta ja toisaalta aivojen hämmästyttävästä kyvystä järjestää uudelleen toimintojaan. Toiset eivät ole yhtä varmoja. Anatomian professori Patrick Wall toteaa:

"Puhe turhista [aivosoluista] on kiertelyä, jolla yritetään sivuuttaa sellainen, mitä ei ymmärretä."

Neurologi Norman Geschwind on samoilla linjoilla:

"Aivoilla on varmasti huomattava kyky järjestää toimintonsa trauman jäljiltä uudestaan, mutta tiettyjä puutoksia ei oikeilla testeillä voi poimia esiin, ei edes ilmeisen täyden palautumisen jälkeen."

Lorber itsekin myöntää, että hänen väitteensä "Virtually no brain" oli hieman liioitteleva, vain puoliksi totta. "Täytyy dramatisoida saadakseen ihmiset kuuntelemaan."

Joka tapauksessa tällaiset erikoiset esimerkit aivojen sopeutumiskyvystä ovat paljon yleisempiä kuin ajatellaan. Tunnetaan lukuisia tapauksia, joissa ihmisellä on tai on syntyessään ollut vajavaisesti kehittyneet aivot tai joiden aivoista suuri osa on vahingoittunut onnettomuuden seurauksena, mutta jotka ovat silti kyenneet elämään normaalia elämää. Eri puolilta maailmaa tunnetaan satoja 'vesipää' -tapauksia. Joissakin tapauksissa nesteen täyttämät alueet voivat muodostaa jopa 95% aivomassasta. Erityistapauksissa varsinaista aivokudosta voi olla vain alle 1 mm, kun isoaivokerroksen normaalivahvuus on 45 mm. Tällaisissa tapauksissa on usein turvauduttu raskauden keskeytyksiin, mikäli vamma on todettu ennen syntymää, koska se usein johtaa kuolemaan tai vakavaan invaliditeettiin.

Huolimatta tilanteen vakavuudesta, jotkut näyttävät selviytyvän siitä ilman, että se vaikuttaisi paljoakaan heidän älyllisiin kykyihinsä. Eräässä professori Lorberin tutkimuksessa oli 253 vesipää-tapausta. Yhdeksällä tutkituista oli aivokudosta vain 5% normaalista, siitä huolimatta neljällä heistä älykkyysosamäärä oli yli 100 ja kahdella jopa yli 126.

Joidenkin mukaan yksi mahdollinen selitys voisi olla ns. neopallium, joka muodostaa aivojen uloimman kerroksen. Koska tätä sairautta potevilla on normaalia suurempi aivotila, heillä tämä kerros on laajempi, mikä saattaisi osaksi selittää asiaa. Tätä kerrosta pidetään joidenkin tärkeimpien henkisten toimintojen alueena.

Tapaus 'James'

Vuonna 1996 tehtiin eräälle 8-vuotiaalle pojalle, josta tässä käytetään nimeä James, uhkarohkea leikkaus. Poika sairasti Sturge-Weberin oireyhtymää, minkä johdosta hänen aivojensa vasemman puolen verisuonisto oli epämuodostunut. Sen seurauksena hän sai epileptisiä kohtauksia ja oli henkisesti alikehittynyt. Ainoa sana, minkä hän osasi oli 'Mama'.

Lääkärit päättivät lopulta suorittaa vaarallisen operaation, poistaa kokonaan aivojen vasemman puoliskon. Koska vasen aivopuolisko kontrolloi kehon oikeaa puolta, leikkausryhmä tiesi että vaikka operaatio pelastaisi Jameksen, se tekisi hänestä puoliksi liikuntavammaisen. Mitä he eivät odottaneet, oli se nopea kehitys, mikä tapahtui leikkauksen jälkeen. Viikon kuluttua James alkoi puhua ja kaksi vuotta myöhemmin hän oli ikäisekseen jo lähes normaali. Toisen aivopuoliskon poisto näytti siis hämmästyttävästi parantaneen hänen oppimisvaikeutensa.

Aivoton poika

Andrew Vandal syntyi 12.7.1984. Jo äidin kohtututkimuksissa hänen päässään todettiin kasvain, ns. kysta. Se tuhosi lopulta kaiken aivokudoksen, joten pojalla ei syntyessään ollut päässään muuta kuin nestettä. Hän oli täysin aivoton. Vaikka tällaiset tapaukset johtavat usein aborttiin, tällä kertaa poika syntyi ja pian sen jälkeen hänet adoptoitiin. Adoptiovanhempana oli pediatrihoitaja Kaye Vandal (Wallingford, Conn. USA). Kun häneltä jonkin ajan kuluttua tiedusteltiin pojan tilannetta, hän sanoi, että Andrew oli parasta mitä hänen elämässään oli tapahtunut.

Vastoin lääkärien odotuksia Andrew osasi hymyillä, nauraa ja kikattaa ja hänestä oli kasvamassa seurallinen ja pirteä persoonallisuus. Kaye totesi nuoren hoidokkinsa kykenevän myös vastaamaan ärsykkeisiin ja osoittavan tunteita; kumpikin seikkoja joita lääkärit olivat pitäneet mahdottomina, koska hänellä ei ollut aivoja. Adrew ei kuitenkaan kyennyt puhumaan ja oli kortikaalisesti sokea; hän saattoi kyllä nähdä silmillään, mutta oli kykenemätön tulkitsemaan sitä. Hän ei myöskään osannut kävellä, mutta yritti raahautua selällään. Tällaiset tapaukset tosielämästa ovat osoitus biologisten elintemme hämmästyttävästä mukautumiskyvysta

Hieman erilainen elämänkaari oli eräällä newyorkilaisella miehellä. Hänen opintonsa olivat jääneet kesken, mutta hän oli osoittautunut hyvin lahjakkaaksi usealla käytännön alalla. Hän oli myös ollut pidetty henkilö naapuriensa keskuudessa, mikä oli osoitus sosiaalisesta älykkyydestä. Hän oli kuollessaan vain 35 vuotias ja kuolinsyytutkinnan yhteydessä todettiin, ettei hänellä ollut lainkaan 'havaittavia aivoja'.

Miten se on mahdollista?

Ei tiedetä, kuinka on mahdollista, että ihmiset, joilla ei ole aivoja 'havaittavissa määrin', pystyvät lainkaan toimimaan, puhumattakaan matematiikan opiskelusta. Joitakin hypoteeseja on kylläkin esitetty. Erään teorian mukaan olisi olemassa jokin korkeamman tason toiminta, jolla ei ehkä ole suurta merkitystä normaaleille aivoille, mutta joka tällaisissa erikoistapauksissa pystyisi saamaan aivojen vähäiset jäänteet omaksumaan puuttuvan aivokudoksen toimintoja.

Toinen, samantyyppinen oletus perustuu vanhaan käsitykseen, minkä mukaan normaalisti käytämme vain murto-osaa aivoistamme. Tämä 1930 -luvun tutkimuksiin perustuva käsitys on kuitenkin vanhentunut ja viimeisimmät tutkimukset näyttävät olevan ristiriidassa sen kanssa. Aivotoimintojen kartoitus on osoittanut aivoissa olevan erilaisiin tehtäviin keskittyneitä alueita, jotka kuitenkin toimivat tiiviissä yhteistyössä ja vuorovaikutuksessa.

Tajunta ja muisti edelleen mysteerejä

Lorberin havainnot ovat kiinnostavia myös siksi, että ne herättävät kysymyksen muistin mysteeristä. Alkuun ajateltiin, että muistilla olisi aivoissa jonkinlainen fysikaalinen perusta, tietokoneen muistiyksikön tavoin. Lähemmät tutkimukset ovat kuitenkin yllättäen osoittaneet, ettei muisti sijoitu vain yhdelle alueelle tai tiettyyn rakenteeseen. Pikemminkin näyttää siltä, kuten eräs neurologi totesi, että "muisti on aivoissa kaikkialla eikä missään."

Mutta entä jos ihmisellä ei ole 'havaittavia' aivoja? Eivätkö aivot siis olekaan se mekanismi, mikä luokittelee, varastoi - ja tarpeen mukaan analysoi - havaintomme, tietomme ja kokemuksemme, ja tekee siten mahdolliseksi normaalin toimintamme ja elämisemme? Ellei tämä tapahdu aivoissa, missä se tapahtuu? Mitä tehtäviä aivoilla sitten on? Entä missä muisti sijaitsee?

Jotkut tutkijat ovat päätyneet olettamaan, että muisti sijaitsee osittain kaikkialla elimistössämme. Vielä pitemmälle menee tri Rupert Sheldrake, jonka mielestä aivot ovat vain eräänlainen vastaanotin, joka resonoi meitä ympäröivän morfologisen kentän kanssa. Tähän kenttään hänen mukaansa sisältyisi niin muistimme kuin tajuntammekin.

Päätelmiä

Joka tapauksessa nämä Lorberin havainnot osoittavat, että tajunta ja muisti ovat edelleen suuria arvoituksia. Ei ole ihme, että yhä useammat tutkijat tuntevat kiinnostusta näiden mysteerien selvittämiseen. Monet haluaisivat lisäksi löytää niille jonkinlaisen evoluutioperustaisen, 'mekaanisen' selitysmallin. Muistin kohdalla jokin mekanismi lieneekin todennäköinen, mutta laadultaan varmasti sellainen, mihin sokea ja aivoton evoluutio ei kykene. Vielä vaikeampaa on löytää evolutiivista selitystä tajunnan olemukselle. Lorberin havainnot ovat 'vastaisku' sitä yleistä käsitystä vastaan, että aivojen koko olisi pätevä kriteeri älykkyyden vertailussa ja että niiden oletettu kasvu olisi todiste evoluutiosta. Se seikka, että lähes olemattomillakin aivoilla tulee toimeen, viittaa kuitenkin siihen, että normaalien aivojen kapasiteetti saattaa olla käsittämättömän suuri. Voimme vain aavistaa, mihin kaikkeen ne täysitehoisesti toimiessaan joskus kykenisivät.

Lisäyksiä:

Jonkinlaisen viitteen asiasta antoi TV1:n Prisma -dokumentti 12.09.05. Siinä kerrottiin Daniel Tammet -nimisestä miehestä, jolla on ilmiömäinen muisti. Hän puhuu yhdeksää kieltä ja oppi puhumaan vaikeana pidettyä Islannin kieltäkin viikossa. Hän muistaa ulkoa piin arvon 22 500 desimaalin tarkkuudella. Jonkinlaisen käsityksen asiasta saa, kun tietää, että numeroiden luetteleminen kesti n. 9 tuntia! Tämä savant-ominaisuudeksi nimetty ilmiö tunnetaan eräillä muillakin henkilöillä. Osittain kehitysvammainen Kim Peek muistaa ulkoa Yhdysvaltain historian, presidenttien ja muiden huomattavien henkilöiden syntymä- ja kuolinvuodet, kaupungit ja niiden suuntanumerot, sanoo empimättä, mikä viikonpäivä oli jonkin satunnaisesti annetun vuoden tietty päivämäärä ym. Hän muistaa lähes kaiken kertalukemalta. Tutkijoita tällaiset harvinaiset kyvyt askarruttavat . Eräs heistä totesikin: "Savant-ilmiö haastaa meidät ajattelemaan älykkyyttä ja sen olemusta uudella tavalla."

Sama toteamus pätee myös seuraavaan tapaukseen, josta kerrottiin ohjelmassa '60 minuuttia' (TV4 11.12.05). Siinä esiteltiin eri ikäisiä sokeita kehitysvammaisia, jotka osoittivat hämmästyttävää musikaalista lahjakkuutta. Vaikuttavin tapaus oli nuorehko jazz- pianisti, jonka älykkyyden arvioitiin olevan korkeintaan 3-vuotiaan tasolla. Hän ei esim. osannut pukeutua ja tarvitsi avustajaa VC:ssä asioimiseensa. Silti hän soitti taiturimaisesti niin klassista kuin muutakin musiikkia ja kykeni improvisoimaan eri tyylisuuntia. Hän pystyi myös toistamaan pianolla virheettömästi jopa 12 samanaikaisesti soitettua säveltä. Useimmille muusikoille jo puoletkin tästä määrästä tuottaa vaikeuksia. Sokeudestaan huolimatta hänen ei tarvinnut hapuilla oikeita koskettimia, hän tiesi heti, missä kyseiset äänet ovat. Kun häneltä kysyttiin: "Miten sinä pystyt tähän kaikkeen?", oli vastaus lapsenomainen: "En muista!"

Esko Rintala kertoo laajahkossa tutkielmassaan Valtaustilojen parantaminen:

"1940-luvulla oletettiin yleisesti, että muistot rekisteröityvät jollakin tavoin biokemiallisesti ns. engrammeina aivojen kuorikerroksen neuroneihin, mutta mekanismia ei tunnettu. Neurofysiologi Karl Lashley työskenteli yli kolmenkymmenen vuoden ajan löytääkseen tämän mekanismin. Paikallistaakseen muistiaineksen sijainnin hän poisti koe-eläiminä käyttämiltään rotilta osia aivoista. Minkään osan poisto ei hävittänyt muistiaineksesta mitään. Saman tapaisia kokeita suoritti myöhemmin Indianan yliopiston biologi Paul Pietsch, joka teki enemmän kuin 700 leikkausta salamantereille. Hän leikkeli aivojen osia pois, sijoitti aivot ylösalaisin, jopa sekoitti liskoparan aivot tehosekoittimella ja pani ne takaisin. Salamanterin muisti ja käyttäytyminen palasivat aina entiselleen.

Neurofysiologi Karl Pribram päätteli, että muistiaines onkin jollain tavoin jakautunut ei-paikallisesti kautta aivoaineksen, mutta ei voinut käsittää miten se voisi olla mahdollista – kunnes 1960-luvun puolivälin vaiheilla luki Scientific American lehdestä holografiasta. Silloin hän oivalsi, että muistiaines kenties kiinnittyy aivoihin hologrammin tapaan, mahdollisesti aivoissa risteilevien hitaiden sähköisten aaltojen interferensseinä. Häntä alkoi askarruttaa kysymys, jos aivojemme kuva todellisuudesta onkin hologrammi, minkä hologrammi se on. Ovatko mystikot olleet oikeassa väittäessään, että havaintomaailmasta saamamme kuva onkin maya, illusio?"

TV1:n Prisma-dokumentissa "Sydämen salaisuudet" (14.11.2011) tuotiin esiin mielenkiintoinen näkemys. Useat tutkijat ovat viime aikoina (lähinnä kasvaneista sydänsairauksista johtuen) kiinnittäneet huomiota sydämen toimintaan ja todenneet sen olevan muutakin kuin pelkkä verta pumppaava elin. Eräät jopa uskovat, että sydän osaa 'ajatella' , koska sen pinnalta on löytynyt hermokimppuja, jotka ovat yhteydessä aivoihin ja toimivat hyvin samalla tavoin. Näistä hermokimpuista jotkut käyttävätkin nimitystä 'pikkuaivot' ja uskovat niiden toimivan aivojen tavoin.
  Eräät henkilöt ovat sydänsiirron jälkeen kokeneet persoonallisuutensa muuttuneen täysin. Eräs ohjelmassa esiintynyt mies kertoi olleensa ennen leikkausta karski ja tunteeton tyyppi, mutta alkoi sen jälkeen kirjoitella vaimolleen rakkausrunoja tämän suureksi hämmästykseksi. Hän ei tiennyt sydämen luovuttajasta mitään, ennen kuin sai päähänsä tutustua tähän. Tällöin hän totesi, että tämä oli eläessään harrastanut samanlaista runojen kirjoittelua. Mies piti sitä osoituksena siitä, että luovuttajan sydämen mukana häneen siirtyi myös tämän persoonallisuus - tai ainakin osa siitä.
  Joka tapauksessa tämä näyttäisi selittävän, miksi lähes aivotonkin voi elää suht. normaalia elämää ja että aivot eivät ole niin ratkaisevassa osassa, kuin on luultu.

 
Lisää aiheesta:
Is the Brain Really Necessary?  
 
12.07.05 (päiv. 14.11.11)