Ihmismielen aivoitukset

Peruskysymyksiä.

Mikä tekee meistä sellaisia kuin olemme? Ihmismielen, tajunnan, tietoisuuden ja ajattelun syvintä olemusta on pohdittu vuosituhansia lähinnä filosofisista ja uskonnollisista lähtökohdista. Vasta nykyaikaisten tutkimusmenetelmien ja -laitteiden avulla aihetta on pystytty lähestymään myös tieteellisesti. Uusimpiin tutkimustuloksiin perustuva TV-dokumentti Ihmismielen aivoitukset , johon nämä muistiinpanot enimmäkseen perustuvat, on selkeä kokonaisesitys tieteen nykykäsityksistä. Tein nämä muistiinpanot siksi, että kuudesta lähes tunnin mittaisesta dokumentista ei yhdellä katsomalla jää paljon mieleen ja toisaalta tekstin selaaminen on huomattavasti nopeampaa ja helpompaa kuin videokasettien edestakainen kelaaminen.



Aivojen toiminta haaste tieteelle.

Perinteisesti on ajateltu (ja ajatellaan yhä vieläkin), että meissä on muutakin kuin lihaa ja verta. Erotellaan henki ja ruumis. Monet nykytutkijat näkevät asian toisin. Aivotutkija Susan Greenfield, joka on tutkinut mm. Parkinsonin tautia lähes 30 vuotta, sanoo:

"Aivotutkijana kuitenkin uskon, että kaikki voidaan selittää aivotoimintoina. ..Ihmisessä ei ole mitään, mikä ei riippuisi aivojen hyytelömäisestä massasta. Jonakin päivänä pystytään selittämään jopa voimakkaimmat henkiset kokemukset aivotoimintoina."

Viime aikoina tietämys aivojen fysiologisista perusprosesseista onkin lisääntynyt huomattavasti. On mm. kehitetty herkkiä laitteita, jotka mittaavat aivojen aktivoituessa syntyviä sähkoisiä impulsseja. Vaikka niiden perusteella ei voida tietää, mitä aivoissa todella tapahtuu, niistä voidaan kuitenkin nähdä, mitkä aivojen osat kulloinkin aktivoituvat, ja siten päätellä, mikä tai mitkä aivoalueet vastaavat mistäkin toiminnosta tai kehon alueesta.

Ajatus on fysiologinen ilmiö.

Eräs tapa selvittää aivojen toimintaa on tutkia henkilöitä, joilla on normaalista poikkeavia ominaisuuksia tai jokin aivoperäinen sairaus tai vamma. Tällaisia ovat esim. henkilöt, joiden persoonallisuus on jakautunut, joiden näkö- tai kuuloaisti toimii poikkeuksellisesti, jotka sairastavat epilepsiaa tai joilta on amputoitu raaja. Myös aivoleikkausten yhteydessä voidaan aivojen toimintaa tutkia. Potilas pidetään hereillä leikkauksen aikana ja hänen käsketään esim. luetella numeroita samalla kun kirurgi antaa heikkoja sähköimpulsseja kasvainta ympäröivään alueeseen. Tällöin voidaan potilasta havainnoimalla seurata miten eri aivokohtien koskettelu vaikuttaa häneen ja siten kartoittaa tarkasti alueet, joiden vahingoittuminen olisi potilaalle kohtalokasta. Kriittisten kohtien vahingoittumisesta voi seurauksena olla halvaus tai puhekyvyn menetys. Millään muulla menetelmällä ei päästä yhtä tarkkaan kartoitukseen.

Neurokirurgi Henry Marshin suorittaessa tällaista kasvaimen poistoa, potilas ei tiettyjä aivokohtia häirittäessä pystynyt sanomaan seuraavaa numeroa. Puheen häiriintyminen ei Marshin mukaan johtunut siitä, että äänihuulten toiminta olisi estynyt, vaan siitä, että aivot eivät kyenneet muuttamaan ajatusta sanaksi. Marshin mielestä

"on uskomatonta katsoa leikattavia aivoja ja ajatella leikkaavansa ajattelua ja tunnetta.... Tämä osoittaa, että ajatus on fysiologinen ilmiö. Vanhemmiltamme ja kulttuuriperintönä olemme oppineet, että sanat vain jotenkin leijuvat ilmassa - että henki on aineen vastakohta. Tässä nähtiin potilaan puhuvan ja samalla nähtiin puhetta säätelevä aivoalue, ja se todella herättää ajatuksia."

Susan Greenfieldin mukaan "Aivojen toiminta on kuitenkin paljon enemmän kuin tajuamme. Pidämme niin monia asioita itsestäänselvyyksinä."

Aivoissa on kuva ruumiistamme.

Miten psyyken eri puolet, ajatukset ja tunteet tai kokemus omasta kehostamme syntyvät aivoissa?
Tutkimukset ovat osoittaneet, että kuva ruumiistamme syntyy aivoissa tuntoaistumusten yhdistyessä aivokohtiin, joissa ne aistitaan ja tunnistetaan. Tätä havainnollistaa hyvin mm. tri Peter Halliganin suorittama tutkimus naispotilaasta, jonka toinen käsi oli amputoitu. Potilaasta tuntui kuin käsi olisi edelleen jäljellä. Kun amputoituun tynkään annettiin sähköisiä impulsseja, hän tunsi sen puuttuvien sormiensa liikkumisena. Nämä tuntemukset eivät kuitenkaan Halliganin mukaan syntyneet käden tyngässä vaan aivojen kättä edustavassa alueessa.

Aivoissa on ruumiin kartta, jossa eri puolilta tulevat hermoston viestit tulkitaan aistimuksiksi. Tätä asiaa selvensi vielä se, että potilas koki eräisiin kasvojensa alueisiin kohdistuneet sähköärsykkeet samanlaisina tuntemuksina kuin kädentynkää kosketeltaessa; hänestä tuntui että sormet liikkuvat! Halliganin mukaan raajan menettäminen aiheuttaa aivoissa uudelleenjärjestymistä. Koska kättä huoltava aivoalue ei saa enää kädestä ärsykkeitä, sen vieressä oleva kasvojen alue levittäytyy sinne ja kasvoista tulevat ärsykkeet liitetäänkin nyt käteen, jota ei enää ole. Tämä haamuraaja-ilmiö osoittaa, että tietyn ruumiinkohdan aistimus tapahtuu tietyllä aivoalueella. Mutta onko asia näin yksinkertainen? Koskeeko sama kaikkia toimintojamme?

"Aivoissa on siis erikoistuneita ja perustoiminto-alueita. Mutta entä yksilöllinen ajattelu? Vastaako jokin aivoalue kustakin ominaispiirteestämme? 200 vuotta sitten tutkijat arvelivat niin olevan. Nyt tiedämme, että asia on paljon mutkikkaampi." (Greenfield)

Erikoistuneita alueita ja yhteistoimintaa.

Isabel Rye - niminen nainen on menettänyt kykynsä tunnistaa musiikkia; tästä toiminnasta vastaava aivojen osa on vaurioitunut. Vaikka samaa kappaletta soitetaan monta kertaa peräkkäin, joka kerta se tuntuu hänestä yhtä vieraalta. Toisaalta hän pystyy kuitenkin erottamaan musiikin tiettyjä osa-alueita ja sävyjä, kuten onko se iloista vai surullista. Tämä osoittaa paitsi sen, että musiikin tajuaminen perustuu aivotoimintaan, myös sen että musiikin käsittely aivoissa on mutkikasta. Mutkikkaisiin kokemuksiin osallistuu useita aivoalueita, joiden on toimittava yhdessä. Susan Greenfield toteaakin:

"Yritykset hakea kokemuksen selitystä yhdeltä aivoalueelta ovat aina rauenneet. Vaikka aivoissa onkin eri toiminnoista vastaavia alueita, ei tiedetä varmasti, missä kohdassa aivoja mitäkin tapahtuu."

Tämä lausuma selventää, miksi hän käytti sanaa uskon, väittäessään kaiken olevan selitettävissä aivotoiminnoilla. Vielä ei tiedetä läheskään kaikkea, paljon on edelleen uskon varassa. Sama koskee kaikkea muutakin tutkimusta.

Kemikaaleilla voidaan vaikuttaa.

Greenfield itse on erikoistunut tutkimaan Parkinsonin tautia. Taudin ydin on pieni aivoalue, substantia nigra , jonka vaurio estää liikekäskyn muuttamisen liikkeeksi. Aivoista ei siis tässä tapauksessa kulje liikekäskyjä lihaksiin. Parkinsonin tautiin liittyvää lihasten lamaantumista voidaan lievittää dopamiiniksi kutsutulla aineella, joka on yksi niistä useista kymmenistä ns. välittäjäaineista , joita aivoissa normaalisti on. Sen vaikutus lääkkeenä ei ole kuitenkaan pysyvä. Joka tapauksessa dopamiini osoittaa, että kemikaalit vaikuttavat aivotoimintaan. Kun hermosolun päähän tulee sähköimpulssi, välittäjäainetta vapautuu hermosolujen väliseen synapsirakoon saaden aikaan impulssin siirtymisen seuraavaan hermosoluun. Tutkijoiden mukaan kaikki aivotoiminta tapahtuu tällä tavoin, joten sillä on siis sähköinen ja kemiallinen perusta.

Eri aivoalueiden yhteistoimintoja voidaan seurata magneettienkefalografia- menetelmällä (MEG), joka rekisteröi aivoalueiden aktiivisuuden synnyttämät pienet magneettikentät. Sillä ikäänkuin nähdään ajattelu - tai tarkemmin sanoen - nähdään mitä alueita aivot käyttävät jonkin tietyn tehtävän suorittamisessa. Tällä menetelmällä pystytään kuitenkin testaamaan vain hyvin yksinkertaisia toimintoja, koska vähänkin monimutkaisempien toimintojen antamia tuloksia on vaikea tulkita. Jo aivan alkeellisen laskutoimituksen (yhteenlasku) suorittamisessakin aktivoituvat useat aivoalueet.

"Miten aivot yhdistelevät nämä toiminnot saumattomaksi toiminnaksi, jota sanotaan elämäksi? Mikä tekee meistä yksilöitä? Mikä on muistojen, tunteiden, ajatusten, persoonallisuuden perusta?" (Greenfield )

Otsalohko, luovuus ja persoonallisuus.

Erään vihjeen tästä antaa sairaus joka vaurioittaa otsalohkoa, aivojen kehittyneintä osaa. Kun Dick Lingham sairastui siihen, hänen persoonallisuutensa alkoi muuttua. Aiemmin sopuisasta miehestä tuli kärsimätön ja omapäinen ja hänen empaattisuutensa katosi. Tutkijan mukaan juuri otsalohkoon sijoittuvat ne aivotoiminnot, jotka vastaavat yksilöllisyydestä, persoonallisuudesta, temperamentista ja sosiaalisista valmiuksista. Siksi vaurio niissä muuttaa ihmisen persoonallisuutta; hänestä tulee kuin eri ihminen. Dickin tapauksessa persoonallisuuden muutos ilmeni myös siten, että hänessä heräsi kiinnostus tehdä maalauksia; hän jopa osoitti siinä yllättävää luovuutta ja taitoa. Tutkijan mielestä myös luovuutta ja persoonallisuutta voidaan selittää aivojen fysiologisten toimintojen kautta:

"Aivoja on ajateltava keskenään toimivina moduuleina joista jotkut estävät toisten toimintaa. Jos estävä aivoalue joutuu pois toiminnasta, silloin jotkut muut aivoalueet voivat toimia paremmin."

Mystiset ja uskonnolliset kokemukset.

Sairaus voi siis aiheuttaa aivojen uudelleenorganisoitumista. Tutkijan mielestä tätä ei kuitenkaan voida varmuudella tietää; luovuuden hermostollinen tausta on mutkikas. Kuuluisalla taidemaalarilla Vincent van Goghilla tiedetään olleen ohimolohko- eli temporaaliepilepsia. Hänen erikoisten maalaustensa johdosta on pohdittu, miten sairaus vaikutti hänen maalauksiinsa. Näkikö hän kenties maailman erilaisena kuin ns. normaali ihminen? Tämä kysymys on aiheellinen, sillä tiedetään näkö- ja kuuloärsykkeiden yhdistelemisen tapahtuvan juuri ohimolohkoissa.

Reen Carter- nimisellä naisella ohimolohkoepilepsia muuttaa esim. väriaistimuksia siten, että aivan tavalliset värit tuntuvat hänestä hyvin kirkkailta ja kauniilta. Hän kertoi kerran ajelleensa hissillä kolme tuntia edestakaisin vain voidakseen ihailla hississä olevien punaisen ja vihreän nuolen ihania värejä valon osuessa niihin ja muuttaen niiden sävyjä. Tohtori Khoshbin, joka on tutkinut tällaisia tapauksia, sanoo muidenkin potilaidensa kertoneen samantapaisista oireista: värit ovat kirkkaampia, varjot eivät ole harmaita vaan teräviä ja muutkin aistimukset ovat erillisempiä, elävämpiä ja selkeämpiä.

Toistuvat epileptiset kohtaukset saattavat muuttaa kokemusmaailmaa pysyvästi; voi jopa ilmetä hengellisiä kokemuksia. Vaikka ei ole varmaa, johtuvatko nämä seikat epilepsiasta, ne herättävät kuitenkin kysymyksen: voisivatko myös hengelliset kokemukset selittyä hermosolutasolla?
 Reen Carter on koko elämänsä ajan kokenut uskonnollisia näkyjä, mm. näyn Jeesuksesta ristillä tuore orjantappurakruunu päässään. Vaikka hän uskoi Jumalan antaneen hänelle tuon näyn, hän kuitenkin toisaalta epäili olleensa tuolloin epilepsiakohtauksen alaisena. Tutkijan mukaan ei voida varmasti sanoa, että hänen uskonnollisuutensa johtuu epilepsiasta, mutta varmaa on, että epilepsia vaikuttaa siihen.

"Mutta voidaanko kaikki uskonnolliset kokemukset selittää aivotoimintojen kautta? Tuhansia vuosia olemme etsineet vastausta taivaista. Moniin uskonnon kysymyksiin tiede ei pysty vastaamaan. Mikä on sielu? Onko kuolemanjälkeistä elämää? Onko Jumala olemassa. Silti aivoja voidaan tutkia myös uskonnollisen kokemuksen aikana. Tutkimuskohde on ristiriitainen, mutta jos tahdotaan ymmärtää ihmisaivojen toimintaa, silloin ei tätäkään puolta voi sivuuttaa." (Susan Greenfield)

Tutkimuskohteen ristiriitaisuudella Greenfield kaiketi viittaa vaikeuteen tulkita tai määritellä milloin jokin kokemus on aidosti uskonnollinen. Onko esim. tutkimuslaboratoriossa suoritettavalla tutkimuksella mitään tekemistä aidon uskonnollisen kokemuksen kanssa? Ja onko toisaalta mahdollista tutkia aidossa tilanteessa tapahtuvia kokemuksia? Miten esim. jollekin näyn vallassa olevalle henkilölle voidaan asetella mittalaitteita päähän ilman että näky häiriytyy tai peräti katoaa?

Tutkijoiden intoa tämä ei kuitenkaan lannista. He ovat hyvin toiveikkaita ja paremman puutteessa yrittävät aivoja stimuloimalla saada aikaan uskonnollisia kokemuksia. Kanadassa suoritetuissa tutkimuksissa koehenkilöt vietiin äänieristettyyn huoneeseen silmät sidottuina ja päässään kypärä, jonka kautta heidän aivojensa ohimolohkoihin annettiin magneettisia impulsseja vaihtelevilla tehoilla. Koehenkilöitä (jotka eivät tienneet, mitä tutkitaan) pyydettiin kertomaan tuntemuksistaan. Ilmeni, että koehenkilöt saatiin kokemaan erilaisia näkyjä kuten tulipalo, lähestyvä silmä, kirkas valo, kirkas tunneli, jonkun läsnäolo, kasvot, nopea eteneminen, poukkoilu veden päällä.

Tutkija Persinger, kokeen suorittaja, myönsi ettei näillä ärsykkeillä ole vielä saatu aikaan uskonnollista kokemusta. Hän kuitenkin uskoi voivansa aikaansaada myös uskonnollisuuteen liittyviä kokemuksia, vaikka tiedostikin sen erilaisuuden, mikä vallitsee koetilanteessa ja aidossa tilanteessa. Hän toi esiin myös näiden kokemusten tulkinnan subjektiivisen luonteen: koetilanteessa kokemus on helppo selittää, mutta toisenlaisessa tilanteessa kokemuksen selitystä haetaan jumalista tai muusta yliluonnollisesta.

"Tiedetään, että mystiset kokemukset Jumalasta ovat peräisin aivoista, ja nyt niitä voidaan ainakin osittain todistaa kokeellisesti. Niitä voidaan siis ymmärtää paremmin, eivätkä ne ole vain joidenkin etuoikeus eivätkä näiden kokemusten tulkitsijoiden yksinoikeus. Niitä on kaikilla, ne ovat osa aivotoimintaa kuten lahjakkuus. Joillakin niitä on enemmän kuin toisilla. Nyt voidaan tieteen keinoin selvittää, mitä näissä kokemuksissa itse asiassa tapahtuu".

Rationaalisen tieteellisestä näkemyksestään huolimatta Susan Greenfieldkin epäsuorasti myöntää, että elämä saattaa ehkä sittenkin ollla jotain hieman enemmän kuin pelkän fysiikan ja kemian avulla voidaan selittää:

"Tuskin lienee liian hämmentävää ajatella, että ihmisen perusta onkin vain muodostelma hermosoluja. Elämän ihme on silti yhtä suuri. On todellinen ihme, että 100 miljardia aivosolua pystyy yhdessä tähän kaikkeen."

 

HUOMAUTUKSIA.

1. Aivojen uudelleenjärjestäytyminen.

Tutkijoiden pohdittavaksi on viime aikoina tullut kysymys, onko ruumiinkartta valmis jo syntymässä, koska haamuraaja-ilmiö on todettu myös henkilöllä, jolta raajat puuttuvat synnynnäisesti. Tämä tapaus herättää myös kysymyksiä aivoalueiden uudelleenjärjestäytymisteorian suhteen.   Ks. Tiede 2000-lehden uutinen asiasta.

2. Liikekäskyistä.

Vaikka onkin saatu selville aivoalueita jotka osallistuvat liikekäskyihin, ei edelleenkään tiedetä miten nuo liikekäskyt aivoissa syntyvät. Tätä asiaa pohditaan enemmän sarjan kuudennessa osassa.

3. Uskonnolliset kokemukset

Mielestäni Persinger on vain osittain oikeassa. Kuten hän itsekin myönsi, suoranaisia uskonnollisia kokemuksia ei koetilanteissa ole saatu aikaan, joten väite, että kokemukset Jumalasta olisivat peräisin aivoista, on vähintäänkin epätarkka ilmaisu. Toisaalta se, että mystisluontoisia kokemuksia pystytään saamaan aikaan aivoja käsittelemällä tai vaikkapa tietyillä huumeilla osoittaa sen, että ihmisellä on fyysiset valmiudet ottaa vastaan ja tiedostaa normaalin aistitoiminnan ulkopuolelta tulevia impulsseja. On sitten asia erikseen mikä kussakin tapauksessa on mystisten kokemusten varsinainen aiheuttaja.

4. Tajunta, ajattelu ja aivot

Tätä aihetta käsittelee myös Pekka Pihlanto eräässä artikkelissaan. Hän kirjoittaa mm. seuraavaa:

"Tiede-lehdessä (7/2001) julkaistun Bob Holmesin artikkelin otsikossa kysytään, onko uskonnollinen kokemus tunneaivojemme luomus. Alaotsikko kertoo neurobiologien yrittävän selittää pyhimpien elämystemme alkuperää ja katsovan niiden todennäköisesti syntyvän limbisessä järjestelmässä, aivojen sisimmässä osassa, joka tuottaa tunteita. Mielestäni artikkelin otsikko ja eräät sen painotuksetkin antavat aivoille liian ensisijaisen roolin. Tätä voitaisiin kuvata toteamuksella: "aivoni ajattelevat". Itse ilmaisisin saman asian sanomalla, että ihminen kokee ilmiöt tajunnassaan aivojensa avulla. Eräs syy aivotutkimuksen horjuvalle ja epäselvälle sanomalle on juuri tuo aivojen korostus ja samalla ihmisen tajunnan sekä tajunnallisuuden sivuuttaminen. ...

Joku voi pitää tajunnallisuuden ja aivojen erottelua toisistaan saivarteluna. Sitä se ei kuitenkaan ole, sillä tajunta ja tajunnallisuus tarvitaan kuvaamaan niitä ajatteluprosesseja, jotka ihminen voi itsekin havaita ja ohjatakin sekä jollakin tarkkuudella kertoa niistä toisille. Ajatteluprosessit ja ymmärtäminen edellyttävät tietysti mm. aivoja, mutta me emme pysty havaitsemaan, mitä aivoissa tapahtuu ­ ellemme turvaudu neurobiologien ja lääkäreiden käyttämiin kuvantamismenetelmiin. Ymmärtämisen tulosta ja välinettä, merkityksiä, ei kuitenkaan kyetä näillä menetelmillä sisällöllisesti kuvaamaan. Sen voi tehdä vain ihminen itse.

Tältä kannalta katsoen emme voi siis perustellusti väittää, että mystiset tai uskonnolliset kokemukset saavat alkunsa aivoissa tai että tuntemuksen lähteinä ovat niin sanotut tunneaivot eli limbinen järjestelmä. Lähes yhtä epätarkkaa olisi sanoa, että näköhavainnon lähteinä ovat ihmisen silmät tai että jalat tuottavat kävelyn. On ilmeistä, että ihminen pystyy varsin suuressa määrin vaikuttamaan siihen, mitä hän kokee. Toisin sanoen hänen tajunnallisuudessaan ilmenevä tahtonsa voi saada aikaan kokemuksen, niin uskonnollisen kuin muutkin. Aivojen tietyt alueet osallistuvat tietenkin kokemuksen syntymiseen, mutta siihen vaikuttavat samalla ihmisen tajunnallisuuteen ­ sen "tietovarastoon", maailmankuvaan ­ uponneet kokemukset, uskomukset, jne. eli aikaisempi ymmärrys. Myös maailmankuvan olemassaolo on tietysti mahdollinen vain aivojen avulla."

Pihlannon koko artikkeli löytyy osoitt. www.paranet.fi/paradocs/pihlanto2001.html
 
Bob Holmesin artikkeli: www.tiede.fi/arkisto/artikkeli.php?id=442&vl

Tiedeuutinen:
Tietokoneet kalpenevat aivojen rinnalla

 

Tunteiden olemus
Seuraava


12.10.2000 (päivitetty 23.1.2003)