Näkemisen ihme

Näköaistimus syntyy aivoissa. Vaikka näkeminen tuntuu helpolta, se vaatii aivoilta paljon työtä: Silmiin tuleva valo täytyy mykiötä liikuttavien lihasten avulla kohdistaa verkkokalvolle, noin sadan miljoonan näkösolun vastaanottamat signaalit on koordinoitava, yhdistettävä kahden silmän tuomat viestit yhdeksi ja käännettävä vielä kuva oikeinpäin. Ja tämä kaikki on vain osa näköaistimukseen liittyvästä aivotyöstä. Aivojen on tunnistettava myös liike, muoto, väri, koko, syvyys, mitä mikin on ja missä. Kaikki tämä rakentuu aivoissa ja silti se tapahtuu silmänräpäyksessä.

"Mitä enemmän näköaistista tiedetään, sitä enemmän se tuntuu poikkeavan nykykäsityksestä. Silmiin tuleva tieto pirstoutuu ja rakentuu niin tehokkaasti, ettemme tajua mitä itse asiassa tapahtuu. Sitä mukaa kun näkemisen mekanismeja selvitetään näyttää yhä enemmän siltä, että kuva maailmasta ei olekaan tosi. Voisiko näköaistimus ollakin vain mutkikas harha?", kysyy tutkija Susan Greenfield.

Liikkeen näkeminen.

Harvinaisia aivovaurioita tutkimalla on saatu tietoa myös siitä miten näköaisti toimii. Gisela Leibold - nimisellä naisella on aivohalvauksen seurauksena eräs harvinainen aivovaurio, hän ei näe liikettä. Hän näkee vain sen mikä ei liiku, vaikka muut aistit kertovat, että kaikkialla on liikettä. Hän kokee liikkuvan kohteen katsomisen hyvin epämiellyttävänä: "Yritän olla katsomatta, jos joku liikkuu lähellä", hän sanoo.

Silmien kautta aivoihin tuleva tietomäärä on niin valtava, että näkeminen on aivoissa jakautunut osatoimintoihin. Gisela on menettänyt yhden oleellisen osatoiminnon: aivovaurio on vahingoittanut sitä näköaivokuoren aluetta, jossa liike rekisteröidään.

"Silmät vangitsevat vain pysäytyskuvia. Liikkeen rekisteröiminen tapahtuu näkökuoressa. Näkemisen eri puolista vastaavat erikoistuneet alatoiminnot. Ei tiedetä, miksi aivot toimivat näin, mutta työnjako on paras tapa selvitä näköärsykkeiden tulvasta."

Greenfield tässä itse asiassa vastaa omaan kysymykseensä. Eri aivoalueiden rinnakkainen prosessointi on juuri se tekijä, joka mahdollistaa näköaistimuksissa liikkuvan valtavan informaatiomäärän nopean käsittelyn.

Gisela Leiboldia 20 vuotta tutkinut prof. Josef Zihl sanoo:

"Jos näköärsykkeiden käsittelyä varten olisi vain yksi mekanismi tai rakenne, käsittely kestäisi paljon pitempään. Ratkaisuna ovat pienemmät näköaluemekanismit, jotka vastaavat näkemisen yhdestä puolesta kuten muodosta, väristä, syvyydestä tai liikkeestä."

Aivoissa useita näköalueita.

Tutkijat ovat löytäneet tähän mennessä yli 30 aivoaluetta, jotka käsittelevät näitä näkemisen osa-alueita. Kovin tarkkaan ei kuitenkaan tiedetä, mitä niissä kaikissa tapahtuu. Näköaistia on tutkittu myös erilaisten kokeiden avulla, mm. rakentamalla aivojen hämäämiseksi eri tyyppisiä perspektiiviharhautuksia. Kun esim. kaksi saman pituista tappia asetetaan alustalle, jossa oleva ruudukko kapenee ja pienenee koehenkilöstä poispäin, kauempana oleva tappi näyttää perspektiiviharhan takia pitemmältä. Kuitenkin, kun koehenkilön käsketään nostaa kumpaakin tappia erikseen, erikoiskameran ottamat kuvat osoittavat, että sormien ote on sama eli yhtä laaja molempien tappien kohdalla. Vaikka tapit näyttävät eri pituisilta, sormet pitävät niitä yhtä pitkinä!

Tämä osoittaa käsiä ohjaavan näköaistin osan toimivan itsenäisesti, riippumatta tietoisuuteen tulevasta näköaistimuksesta. Erikoistuneet näköalueet käyttävät kahta eri rataa joiden tehtävät ovat hyvin erilaiset. Kättä säätelevä osa auttaa reagoimaan ulkomaailmaan; sen kautta tulevat käskyt säätelevät kaikkia liikkeitämme. Mutkikkaammat, tunnistamista vaativat toiminnot tapahtuvat eri kohdassa. Yksinkertaisia toimintoja varten ei tarvitse odottaa kohteen tunnistamista, voidakseen reagoida siihen. Käsi siis näyttää sivuuttavan sen mitä silmä näkee, koska nämä toiminnot käsitellään aivoissa erikseen.

Kasvojen tunnistaminen.

Kohteen tunnistaminen on näköaistin oleellinen osa, ihmiskasvot puolestaan tunnistamisen oleellinen ja tärkein kohde. Siksi kasvojen tunnistamiseen osallistuu suuri joukko aivoalueita ja -rakenteita. Lincoln Holmes -niminen mies sai kolarissa aivovaurion joka teki hänestä täysin "kasvosokean". Hän tunnistaa esineet mutta ei kasvoja, ei edes vaimonsa kasvoja. Jopa omaa kuvaansa hän ei tunnistanut.

"Ihmisten on vaikea käsittää, että näen, mutta en tunnista. Ihmiset saattavat kysyä, näyttävätkö (kaikki) kasvot samoilta. Vastaan että eivät näytä. Ja he kysyvät, miksi en sitten tunnista. Vaikka ne eivät näytä samoilta, ne eivät näytä tutuilta. Ne ovat vain kasvoja, mutta eivät kenenkään kasvoja."

Lincoln näkee kylläkin kasvojen yksilölliset piirteet, mutta ei näe niitä kokonaisuutena, mikä olisi tunnistamisen välttämätön edellytys. Tämä Lincolnin tapaus osoittaa, että aivoissa on kasvojen tunnistamista varten aivan oma toimintonsa, joka käynnistyy silloin, kun katsoo jonkun kasvoja.

Esineiden ja muotojen tunnistaminen.

Lisävalaisua tähän seikkaan tuo Kevin Chappel -nimisen miehen tapaus. Auto-onnettomuuden jälkeen hän kylläkin tunnistaa hyvin kasvot, mutta ei esineitä. Hänkin näkee selvästi esineiden yksityiskohdat mutta ei kokonaisuuksia. Hän joutuu järkeilemällä päättelemään esim. että jos näköalueen yläosassa on sinistä, niin se on ehkä taivasta, vihreät ulokkeet voivat olla puita ja tasainen vihreä ruohoa. "Tällä tavalla päättelen missä olen, ja monasti erehdyn" hän sanoo.

Tutkijoiden mukaan Kevinin silmät ottavat tietoa normaalisti vastaan, mutta hän ei pysty tulkitsemaan näitä viestejä saadakseen käsityksen näkemästään. Hän pystyy nimeämään esineet, joten hänellä on tallella tieto siitä mikä mikin on ja esimerkiksi pystyy piirtämään muistissaan olevia esineitä hyvinkin tarkasti ja yksityiskohtaisesti. Hän ei kuitenkaan tunnista myöhemmin näitä piirtämiään esinettä. "Näköärsykkeet eivät pääse kosketuksiin sen tiedon kanssa, joka hänen aivoissaan on niistä ennestään", sanoo tutkija.

"Aivot siis ilmeisesti käsittelevät erikseen esineitä ja kasvoja. Ei kuitenkaan täysin ymmärretä miten tai miksi. Mikä kasvoissa on niin erityistä, että siihen tarvitaan oma aivoalueensa?", kysyy Susan Greenfield ja vastaa itse: "Ehkä siksi, että kasvot voivat näyttää samanlaisilta. Tarvitaan tarkempaa ja tehokkaampaa käsittelyä. Muuten näkisimme kyllä kasvot, mutta emme tunnistaisi niitä."

Esineiden tunnistamiseen ei tarvita yhtä tarkkaa käsittelyä; useimmiten pelkkä muodon tunnistaminen riittää. Esineiden jokaisen yksityiskohdan tarkka käsittely vaatisi aivoilta valtavasti ylimääräistä työtä; siksi aivot eivät teekään niin.

Keskittyminen ja valikoiva näkeminen.

Ihminen pystyy valikoimaan näkemästään avainkohdat ja keskittymään yhteen asiaan; muu jää taustalle. Kaikki tämä tapahtuu automaattisesti ja huomaamatta. Aivot seulovat näkemäänsä jatkuvasti ja oleellista hakien. Tästä hyvänä esimerkkinä on eräs Harvardissa järjestetty koe. Kokeeseen osallistuvat vapaaehtoiset osoitettiin ensin tiskille, jossa heille annettiin suostumuslomake allekirjoitettavaksi. Allekirjoitettuaan lomakkeen koehenkilö antoi sen tiskin takana olevalle miehelle, joka kumartui alas ottaakseen sieltä kokeeseen liittyvän tietopaketin. Kumartuessaan alas hän poistui salaa (koehenkilö ei nähnyt tiskin taakse) ja hänen tilalleen tuli toinen henkilö, joka sitten nousi esille tiskin takaa ja ojensi koehenkilölle tietopaketin ja näytti oven, josta tämän tuli seuraavaksi mennä sisään.

Kokeen tulos oli, että 75 % koehenkilöistä ei huomannut lainkaan tiskin takana olevan henkilön vaihtumista, vaikka näiden kahden henkilön kasvot, hiukset ja paitakin olivat selvästi erilaiset. Heidän huomionsa oli keskittynyt olennaisempiin asioihin. Koe osoitti, että aivot eivät käsittele kaikkea näkemäänsä. Emme huomaa muutoksia, joita emme osaa odottaa. Tätä tarkkaavuuden keskittymistä käyttävät myös temppujen tekijät ja "silmänkääntäjät" taitavasti hyväkseen. Keskittymisen mekanismin selittäminen on kuitenkin osoittautunut hankalaksi.

Toinen puoli maailmaa kateissa?

Tarkkaavuusjärjestelmä voi vahingoittua aivovaurioiden yhteydessä eri tavoin. Eräänä seurauksena voi olla ns. neglect -oire. Siinä toinen puoli maailmasta on ikäänkuin lakannut olemasta. Oire liittyy useimmiten oikean aivopuoliskon vaurioon ja ilmenee vasemman puolen huomiotta jättämisenä. Potilas esim. pukee vaatteet ylleen asiallisesti vain oikealta tai kirjoittaa sivun oikeaan puoliskoon.

Peggy Palmer -niminen nainen sai aivohalvauksen, jonka seurauksena hänellä on paha vasemman puolen huomiotta jättäminen. Kun Peggyä tutkiva Peter Halligan näyttää hänelle kissaa esittävän kuvan ja pyytää piirtämään samanlaisen, Peggy piirtää vain kissan oikean puoliskon. Hän kuitenkin luulee piirtäneensä koko kissan. Neglect- häiriö ei Halliganin mukaan johdu silmistä vaan ulkomailmaan kohdistuvan tarkkailujärjestelmän häiriöstä. Tarkkailujärjestelmä "käskee" silmiä, määrää mitä ne näkevät. Peggy näkee koko kissan ja huomaa, jos toinen piirtää puolikkaan. Mutta hänen itse piirtäessään aivot lisäävät puuttuvat osat ja hän tuntee piirtäneensä koko kuvan. Mielikuvitus siis täydentää näkemistä. Mutta se voi myös vääristää sitä ja keksiä siihen lisää.

Aivojen viestiIiikenne kaksisuuntaista.

"Aivotutkijat ovat vähitellen alkaneet ymmärtää miten tämä oma sisäinen maailmamme muodostuu. Kun katsoo ympärilleen kaikki näkyy tarkasti, lähes valokuvantarkkana ja täydellisenä. Mutta tietoisuuteen siitä menee vain vähän. Näkeminen on paljolti täydentämistä muistista - siitä, mikä on muistissa aiemmista kokemuksista." (Greenfield)

Tutkijat ovat hiljattain todenneet aivojen näkökuoreen tulevan tietoa yhtä paljon muistista kuin silmistä. Kuvittelemme aiemmin nähdyn perusteella, mistä on kysymys. Aivoissa tiedetään olevan 32 näköaluetta jotka vaihtavat tietoa toistensa kanssa. Tapahtuu siis valtavasti tiedon takaisinsyöttöä.

"Näiden ratojen löytyminen on mullistanut käsityksen näkemisen aivomekanismeista. Näkeminen ei olekaan yksisuuntaista, eli silmiin tulevien näköärsykkeiden tulkintaa. Se on kaksisuuntaista ja siihen osallistuu muistissa olevan tiedon syöttö." (Greenfield)

Näkemisen prosessi on siis ikäänkuin älykäs arvausjärjestelmä: jos silmien kautta tulevalle informaatiolle ei löydy tarkkaa vastinetta muistista, valitaan todennäköisin vaihtoehto, jotta vältytään käsittelemästä prosessia hidastavaa tarpeetonta tietoa. Näköaistimuksessa nopeus on ratkaisevan tärkeä seikka.

Tutkijan mielestä tämä on kuin kaksiteräinen miekka. Toisaalta se säästää detaljien tarkkaamiselta mutta vaarana on se, että nähdään sellaista, mitä ei ole. Tunnettu koe-esimerkki tällaisesta on huone, johon erilaisilla sisustusjärjestelyillä, mm. tarkoitusta varten tehdyillä huonekaluilla ja sijoittamalla yksi nurkka alemmas ja kauemmas on saatu aikaan perspektiiviharha. Harhautusten johdosta aivot eivät näe huonetta sellaisena kuin se on, sen sijaan huoneessa liikkuvan henkilön koko näyttää muuttuvan hänen vaihtaessaan paikkaa.

Onko aivoissa jokin paikka, jossa ulkoiset ja sisäiset viestit yhdistyvät? Eräs tutkija sanoo:

"Aivoissa ei tunnu olevan mitään selvää aluetta, jossa ulkoa tulevat ja aivoista syöksyvät viestit yhdistyvät ja yhtäkkiä syntyy järkevä tulkinta ympäristöstä. Sellaista aluetta ei ehkä olekaan, ja vaikka pystyisimme mittaamaan näitä toimintoja tuskin sellaista aluetta pystyttäisiin löytämään."

Onko näkeminen vain unta?

Vaikka näköaisti on aisteista tutkituin, tutkijat myöntävät sen olevan vielä suurelta osin arvoitus. Yhä kauemmas on kuitenkin etäännytty käsityksestä, että näemme yksinkertaisesti sen, mitä on edessämme. Newyorkilainen professori Rudolfo Llinas on esittänyt mullistavia teorioita näkemisestä. Hänen mielestään näkeminen on vain unta!

"Unessa voi tuntea niin kipua kuin hämmästystä, näkee ja kuulee asioita, keskustelee ihmisten kanssa. Uni ja valvetila ovat sukua toisilleen, elleivät sama asia. Jos tämä olettamus pitää paikkansa, silloin alamme ymmärtää aivoja. Aivot tuottavat kuvia."

Prof. Llinus jopa uskoo, että kaikki tapahtuu "takaperin", eli aivot synnyttävät mielikuvia jotka muuttuvat todelliseksi tiedoksi silmien kautta tulevan tiedon perusteella.

"Aivot ovat uneksimiskone. Aivot synnyttävät todellisuuden - se on ikäänkuin niiden eritettä. Todellisuus on muunnettua, aistit rajoittavat sitä. Meidän on nähtävä, aistittava ja uneksittava aktiivisesti koska vain siten pystymme tajuamaan maailmankaikkeuden ja saamme sen pikku päähämme. Me poimutamme sen kuvaksi ja heijastamme sen ulos."

Susan Greenfield toteaa: "Alamme vasta ymmärtää, miten näkeminen aivoissa tapahtuu. Jos prof. Llinus on oikeassa, aivoissa tapahtuva on ulkopuolella tapahtuvaa tärkeämpää. Näkeminen ei ole vain tiedon vastaanottamista ulkopuolelta. Se on aktiivinen tapahtuma, jossa tulevia kuvia keksitään, sivuutetaan ja vääristellään. Ulkopuolinen on vain höystettä, merkitystä on vain sillä, mitä aivoissa tapahtuu. Ja se on yksilöllistä. Näkeminen ei olekaan vain käsityksen saamista ulkopuolisesta tilasta. Se on oman maailman ja todellisuuden rakentamista."

 
HUOMAUTUKSIA

1. Mitä aivoihimme oikeastaan tallentuu?

Jotkut seikat näyttäisivät viittaavan siihen, että aivoihin tallentuu sellaisiakin asioita joita emme ole tiedostaneet. Esim. hypnoosissa väitetään saadun esiin seikkoja, joista hypnotisoitu ei ollut lainkaan tietoinen.

Ns. kuoleman rajalla käyneet osaavat usein tarkasti kuvailla kaiken, mitä leikkaussalissa tapahtuu sinä aikana kun heitä yritetään palauttaa henkiin. Miten aivot saavat tietoja ympäristöstä potilaan ollessa tajuttomana ja lisäksi sellaisista näkökulmista joihin leikkauspöydällä makaavan ei pitäisi pystyä? Selitykset, joiden mukaan potilas osaisi kuvata tapahtumia aiempien sairaalakäyntiensä perusteella, eivät tunnu vakuuttavilta. Tuskin monikaan potilas kiinnittää huomionsa leikkaussalin laitteisiin ja niiden sijaintiin, mikäli sattuisi sinne joutumaan. Itsekin olen jonkun kerran ollut leikkaussalissa, jopa kerran operoitavana, mutta en pystyisi kuvailemaan sen esineiden ja laitteiden sijaintia edes suurin piirtein oikein.

Entä kuinka yksityiskohtaisesti asiat voivat tallentua aivoihin? Jotkut muistavat ulkoa kokonaisia teoksia, näyttelijät lukemattomia rooleja. Jos aivot suorittavat valikoivaa keskittymistä vain tärkeisiin sanoihin, miten sanojen oikea järjestys säilyy? Eräs sokea autistinen poika osasi jo nelivuotiaana soittaa pianolla vain kerran kuulemansa melodian. Myöhemmin hän hallitsi ulkoa tuhansia sävellyksiä.

2. Aivojen kuvatallennus:

Kuten jokainen tietokonegrafiikkaan vähänkään perehtynyt tietää, yksi hyvälaatuinen (pakkaamaton) kuva voi viedä jo niin paljon muistitilaa, ettei se mahdu yhdelle levykkeelle. Parhaimmassakin kuvissa on kuitenkin vain joitakin tuhansia kuvapisteitä tuumalle. Silmän verkkokalvolla kuvapisteita sen sijaan on yli sata miljoonaa tuumalle. Aivojen tallennus- ja "pakkaus" -järjestelmien täytyy olla uskomattoman tehokkaita!

Entä miten on selitettävissä ns. savanti-ihmisten uskomaton kuvamuisti. Näillä ihmisillä on sekä autismia että taiteellista lahjakkuutta. Eräs lontoolainen poika piirsi jo lapsena valokuvantarkkoja kuvia ympäristöstään ulkomuistista. Hän saattoi esim. kerran nähtyään piirtää tarkan kuvan monimuotoisesta rakennuksesta kymmenine kerroksineen, parvekkeineen, ulokkeineen, torneineen ja satoine ikkunoineen. Hänen aivoihinsa täytyi siis tallentua erittäin yksityiskohtaisia kuvia, mikä ei sovi teoriaan, että aivot itse tuottaisivat suurimman osan kuvainformaatiosta.

3. Vielä kasvojen tunnistamisesta:

Eräät tutkijat ovat tulleet johtopäätökseen, että aivot tunnistavat kasvoja hiukan samalla periaatteella kuin karrikatyyrin piirtäjä. Ne tallentavat lokeroihinsa miljoonia sellaisia kasvonpiirteitä jotka jollain tavalla eroavat toisista. Näitä erottavia piirteitä sitten käytetetään kasvojen tunnistamisessa. Tähän viittaa mm. se, että tunnistamme kasvot helposti sellaisestakin karrikatyyristä, jossa niiden tunnusomaiset piirteet ovat vahvasti liioiteltuja. Tietokone ei tähän pysty.

On myös todettu ettei kasvonpiirteiden tunnistaminen yksistään riitä tekemään ihmistä tutuksi. Ellei havaintoomme liity tunnetta siitä, että näkemämme on joku, jonka tunnemme, hän vaikuttaa vieraalta. Tämä seikka tuli esiin erään autokolarissa aivovaurion saaneen miehen kohdalla. Vaikka hän tunnisti vanhempiensa kasvot, hän uskoi näiden olevan vieraita ihmisiä, jotka vain sattumalta olivat samannäköisiä. Ja kun äiti esim. poistui huoneesta ja palasi hetken kuluttua takaisin, poika luuli tätä eri henkilöksi. Tutkijoiden mukaan hänen aivoissaan oli vaurioitunut yhteys näkö- ja tunnekeskuksen välillä. Hänen kuntouduttuaan yhteys alkoi toimia, ja hän tunnisti jälleen ihmiset kuten ennen onnettomuutta. Osittain samasta asiasta lienee kysymys silloin, kun dementoitunut vanhus lakkaa tunnistamasta omaisensa; sillä erotuksella etteivät aivovauriot tällöin enää yleensä korjaannu.   (TV1, PRISMA, 7.11.01)

4. Synestesia

Viime aikoina jotkut tutkijat ovat kiinnostuneet ns. synestesia -ilmiöstä, jossa näköaistimukseen liittyy värejä. On koko joukko ihmisiä, jotka näkevät esim. kirjaimet tai numerot eri värisinä. Eräät jopa kokevat luvut värikkäinä, kolmiulotteisina, päällekkäisinä jonoina. Joillakin synesteetikoilla näköhavaintoihin liittyy hajuaistimuksia. Värit voivat liittyä myös kuuloaistimuksiin; tällöin henkilö kokee eri korkuiset sävelet eri värisinä. Synestesiassa on kyse siitä, että aivojen eri osat ovat yhteydessä toisiinsa, jolloin aistimukset sekoittuvat. Jotkut tutkijat uskovat, että synestesiaa esiintyy vähäisessä määrin lähes kaikilla, ja että sillä on osuutensa intuitoiden ja luovien ideoiden syntyyn. Synesteetikoilla nämä aivotoimintojen väliset yhteydet ovat tavallista vahvempia.   (PRISMA, 20.02.06)

Lisäys:
  Teeman dokumenttisarjassa 'Aistit' , sen näkemistä käsittelevässä osassa todettiin mm., että aivot ovat muovautuvia ja että vaikka näköaistiin tarvitaan näköaivokuorta, sen tarvitsema informaatio voidaan saada kuuloaistin välityksellä. Uutta tietoa oli, että nykyään on jo kehitetty laitteita, joiden avulla sokeutunut ihminenkin voi nähdä suhteellisen hyvin.

  Luonnollisesti ei nytkään vältytty muistuttamasta evoluution 'totuudesta'. Todettiin mm. että
"Näkö on niin hämmästyttävä asia, että sitä on jopa yritetty käyttää evoluutioteoriaa vastaan!"

    'Tiedettiin' myös, että:
  • "Värit ovat aivojen luoma illuusio!"
  • "Näköaistin todellinen perusta ovat hämmästyttävän kyvykkäät aivot .. ne synnyttävät värit ..
    värejä ei olisi ilman aivoja ja silmiä"
  Vaikka ihmiset erottavat eri värit näköaistinsa avulla, ja eri ihmiset ehkä hieman eri tavoin, on liioiteltua väittää, ettei niitä olisi olemassa sitä ilman. Värit ovat fysikaalinen, valon taittumisesta
johtuva ilmiö ja olemass havainnoistamme riippumatta.

Varsinaista evoluutio-uskoa edustivat sitten lausumat:

  • "Näköaisti mahdollisti älyn kehittymisen ..ja aivot vapautuivat tulemaan älykkäiksi"
  • "Näköaisti kehittyi ihmisen aisteista viimeisenä"
  • "Kasvonilmeet periytyvät miljoonien vuosien takaa"

 

Järki ja tunteet   Oppimisen kyky
Edellinen     Seuraava


24.10.2000 (päiv. 20.02.06)