Oppimisen kyky

Olemme sekoitus perittyjä sekä ympäristöstä saatuja ominaisuuksia. Yksilöllisyytemme muovautuminen tapahtuu aivoissa niihin kehittyvien hermosoluyhteyksien perusteella. Yksilön ainutlaatuisuus syntyy siitä, millaisiksi nuo hermosoluyhteydet muodostuvat.

"Jokainen ihminen on kokemuksiensa summa aivojen mukautuessa jatkuvasti ympäröivään maailmaan." (Aivotutkija Susan Greenfield)

Lapsen aivot.

Aivot kehittyvät geenien sääteleminä. Sikiöstä otetuissa kuvissa voidaan nähdä miten aivokuori vähitellen kasvaessaan poimuttuu. Mutta missä määrin geenit määräävät aivojen hermosoluyhteyksien muodostumisesta? Aivot eivät ole ole vielä valmiit syntymähetkellä. Vaikka niin voisi luulla, kasvojen tunnistuskykykään ei ole synnynnäinen. Tutkimuksissa on kuitenkin havaittu, että vastasyntynyt kiinnostuu pian kasvoista ja kohdistaa huomionsa niihin ennemmin kuin johonkin muuhun. Hän reagoi kasvokuviin samoin riippumatta siitä ovatko ne ylösalaisin vai oikeinpäin, mutta jo kahdeksan kuukauden ikäisellä reaktio on erilainen; silloin aivot osaavat käsitellä kasvoja kokonaisuutena niiden ollessa oikeinpäin, ylösalaiset kasvot ovat vain tiettyjä muotoja, eivät kasvoja. Tutkijoiden mukaan kasvojen tunnistamistaito ei kehity automaattisesti. Vasta kasvojen toistuva näkeminen vaikuttaa aivoihin.

"Geeneissä lapsi saa älylliset edellytykset, mutta kokemus ratkaisee, kehittyvätkö taidot. Vauvan aivot ovat tulosta siitä, mitä vauva tekee. Hän siis rakentaa omat aivonsa".

Lapsella on jo syntyessään kaikki aivosolut mutta niiden väliset hermosoluyhteydet puuttuvat. Aivot ovat koko ajan muuttuva miljardien solujen verkosto. Jokainen aivosolu muodostaa tuhansia yhteyksiä toisten kanssa. Ensimmäisinä elinvuosina noita yhteyksiä muodostuu räjähdysmäisesti.

"Jokainen pienikin kokemus jättää aivoihin merkin stimuloimalla yhä uusia hermoyhteyksiä. Jokainen uusi kokemus vahvistaa toisia yhteyksiä ja heikentää toisia. Aivan kuten oikea ärsyke synnyttää yhteyksiä, niitä voidaan myös hylätä. Toimettomia yhteyksiä ei tarvita, joten aivot katkaisevat sellaisia joita ei koko ajan käytetä. Se, miten aivot muotoutuvat riippuu siitä, mitä yhteyksiä syntyy ja mitä häviää." (Susan Greenfield)

Joustavat aivot.

Tuloksena ovat dynaamiset, joustavat aivot. Vasta nyt aletaan ymmärtää, miten joustavat ne ovat. Tästä hyvän esimerkin antaa 6 -vuotiaan Harrison Wardin tapaus:
Harrison sai pian syntymänsä jälkeen aivovaurion, kun hänen päässään katkesi verisuoni. Hänellä oli vuosien ajan jatkuvasti pieniä epileptisiä kohtauksia, hänen luonteensa muuttui vähitellen rauhattomaksi ja agressiiviseksi. Kun hänen aivonsa tutkittiin, niiden sähkökäyrässä havaittiin noin sekunnin välein esiintyviä "pieniä aivomyrskyjä", voimakkaita aivoaaltoja . Aivokuvasta nähtiin, että Harrisonin vasen aivopuolisko oli suurelta osin tuhoutunut.

Tri Frank Bizakin mukaan epileptiset kohtaukset johtuivat vioittuneelta aivoalueelta lähtevistä sähköpurkauksista, jotka häiritsivät pahoin aivojen normaalin osan toimintaa. Ainoa hoitokeino tähän oli radikaali koko vasemman aivopuoliskon poisto. Leikkaukseen liittyvästä suuresta riskistä huolimatta se päätettiin suorittaa, koska Harrison olisi muuten voinut kuolla paheneviin kohtauksiin.

Koska aivojen vasen puoli normaalisti huolehtii puheesta ja oikean puolen liikkeistä, oli pelättävissä näiden toimintojen ehkä pahakin vaikeutuminen kun niistä huolehtivaa aivopuoliskoa ei enää olisi. Mutta kun Harrison kolmen päivän kuluttua leikkauksesta heräsi koomasta, hän alkoi heti puhua, jopa paremmin kuin aikaisemmin! Oikean puolen liikkeet kuitenkin vaikeutuivat, mutta eivät parantumattomasti.

Lapsen kehittyvät aivot näyttävät siis olevan niin joustavat, että kun jokin aivoalue vaurioituu, muut alueet voivat ottaa sen tehtävät hoitaakseen. Jos sen sijaan aikuisen aivoista suuri alue tuhoutuu, menetetyt toiminnot eivät enää täysin palaudu. Sen sijaan on todettu, että menetetyn aistitoiminnon johdosta usein muut aistitoiminnot vahvistuvat korvaten osittain menetystä.

Mutta aivojen joustavuus ei kuitenkaan täysin lopu lapsuuden jälkeen; aivot muovautuvat jatkuvasti:

"Aivot eivät ole kiinteä rakenne, joka kasvun päätyttyä on sellainen kuin on. Hermosoluyhteydet muuttuvat koko elämän ajan. Se on oppimisen ja muistin perusta."

Oppimisen kyky.

Ihminen ei siis ikääntyessään menetä kykyään oppia uutta. Uuden yrittäminen saa aikaan muutoksia aivojen hermosoluyhteyksissä, ne vahvistuvat joka yrityksellä ja viimein homma sujuu: asia on opittu! Monet perustaidot ovat kuitenkin sellaisia, jotka pitäisi oppia jo lapsuudessa jolloin aivot ovat joustavimmillaan. Uusien taitojen opettelun vaikutusta aivoihin on tutkittu mm. lukemishäiriöisillä lapsilla. Psykologi Bruce McCandliss, joka on perehtynyt lukemishäiriöisten lasten opettamiseen, sanoo:

"Aivot muuntavat kirjaimet automaattisesti äänteiksi ja kokonaisiksi sanoiksi. Ellei tätä opita lukemisen varhaisvaiheessa, silloin taitoa ruvetaan korvaamaan muilla keinoilla".

Tästä on seurauksena, ettei lukutaito enää kehity. Lukeminen on mutkikas taito, joka vaatii kuuloa, näköä, muistia ja puhetta (jotka kukin jo yksinäänkin ovat erittäin mutkikkaita). McCandliss on kartoittanut hyvien lukijoiden aivoja, ja löytänyt alueen joka näyttää aktivoituvan lukiessa. Hän uskoo sen olevan alueen, jossa kirjaimet muunnetaan äänteiksi. Tukea käsitykselleen hän sai tutkittuaan erästä Mark- nimistä poikaa, joka ei osannut lainkaan lukea. Markin aivot kuvattiin, jonka jälkeen McCandliss opetti häntä kunnes poika osasi lukea lähes normaalisti. Sitten Markin aivot kuvattiin uudelleen ja niissä todettiin selvä muutos juuri sillä alueella, minkä McCandliss uskoi olevan ratkaisevan tärkeä lukutaidolle. Aivot olivat muodostaneet uusia hermosoluyteyksiä.

Muistijärjestelmien kehittyminen.

Aikuistuessamme aivot saavuttavat ainutlaatuisen yksilöllisyytensä. Se, mitä meistä tulee, riippuu paljolti ympäristöstä. Ympäristön vaikutus on usein tiedostamatonta, mutta merkittävät tapahtumat jättävät vahvan muistijäljen aivoihimme. Koko muistiinpainamis- ja mieleenpalauttamisjärjestelmä kehittyy jo ensimmäisten elinvuosien aikana. Useimpien varhaisimmat muistot ovat kuitenkin vasta 2-4 vuoden iästä. Lapsen muistin kehitystä Minnesotassa tutkinut Charles Nelson sanoo:

"Lapsella on jo syntyessään muistijärjestelmä. Se on hyvin kehittymätön, mutta siitä on osoituksena esim. se, että vauva tunnistaa äitinsä äänen".

Tutkimuksissa otetut aivokuvat osoittivat jo kuukauden ikäisen vauvan tunnistavan äitinsä äänen muiden äänten joukosta. Äidin ääni oli siis vauvan muistissa, joten myös muisti- ja tunnistamisjärjestelmän täytyi olla jo olemassa. 3-vuotiaan aivot pystyivät tallentamaan jo huomattavasti mutkikkaampaa näkö- ja tunnetason tietoa, kuten muistamaan vieraillakin kasvoilla nähdyt erilaiset ilmeet.

"Kehittyessään aivot reagoivat voimakkaimmin tuttuun, ja yhä laajemmat aivoalueet tallentavat ja palauttavat mieleen muistoja. Lopullinen voitto on se, että tiedostamme, mitä muistamme." (Greenfield)

Aivojen aktiviteetti on erilaista eri ikäisillä. Aivojen kehitystä voidaan seurata määrittelemällä lapsen aivoaktiviteetti eri ikävuosina ja seuraamalla miten aivot kulloinkin reagoivat tuttuun ärsykkeeseen.

"Aivoissa muistin olemus on aina sama. Kun jokin tulee tutuksi, hermosoluyhteydet voimistuvat. Jokainen muistiärsytys saa aikaan aivojen aktivoitumisen." (Greenfield)

Jos perusmuistot, kuten muistikuvat äidin äänestä tai kasvoista, syntyvät jo ennen kuin tiedostamme niitä, miksi niitä ei voi palauttaa muistiin myöhemmällä iällä? Charles Nelsonin mielestä on mahdollista, että ne pyyhkiytyvät pois mielestämme. Sitähän tapahtuu monien aikuisenakin koettujen tapahtumien suhteen. Toisena mahdollisuutena hän näkee, että jostain syystä emme pysty avaamaan sitä aivokohtaa, missä varhaislapsuuden muistot sijaitsevat. "Arkisto on ikäänkuin lukossa ja avain hukassa". Myöhemmän lapsuuden ja aikuisuuden ajalta jokaisella on muistoja sieltä täältä, toisilla enemmän, toisilla vähemmän. Varsinkin erikoiset, kiinnostavat ja merkitykselliset tapahtumat jäävät mieleen.

Elämä ilman muistia.

Millaista olisi elämä ilman muistia? Sen tietää eräs John -niminen nuorimies, joka lapsena tapahtuneen aivovamman seurauksena menetti lähes täysin kykynsä muistaa asioita. Hän ei muista esim. nimiä, paikkoja ja tapahtumia. Hän saattaa eksyä jo matkalla bussipysäkille, kotona hän ei muista paikkaansa ruokapöydässä. Hän pystyy toimimaan vain rutiinien ja tarkkojen ja vaiheittaisten ohjeiden mukaan. Hänen sanavarastonsa on kuitenkin ihan normaali; sanoja hän ei ole unohtanut. Hän myös puhuu selkeästi ja loogisesti:

"Normaaleilla ihmisillä päässä pyörii monta juttua ja he painavat asioita mieleensä eivätkä unohda niitä. He tekevät asioita ja ajattelevat jotain muuta, ja jos heiltä kysyy jotain, he muistavat heti. Minun taas on vaikea muistaa asioita; on kuin muistojeni kirjassa ei olisi sisällysluetteloa ja sieltä hävitettäisiin mitä sattuu...Olen kuin juna; joudun raiteiltani kun jotain odottamatonta sattuu".

Johnin aivokartoituksessa vaurion todettiin sijaitsevan pienellä hippokampus- nimisellä aivoalueella. Hippokampus on tarkeä tunne- ja aistikokemusten muistiinpainamisessa ja mieleenpalauttamisessa. Ilman normaalia hippokampusta John ei kykene muistamaan niin, että sillä olisi hänelle henkilökohtaista merkitystä. Näkö- ja kuuloaistimuksiin liittyvä tunnekokemus puuttuu. Siksi hän ei pysty yhdistelemään muistin eri komponentteja eikä tarkastelemaan mennyttä.

Aivojen kyky valikoida.

Mutta me kaikki muutkin unohdamme asioita; muistamme jonkun tärkeän päivän tapahtumat, mutta emme sitä, mitä tapahtui sen edellisenä tai jälkeisenä päivänä.

"Yksi uskomattomimmista seikoista muistijärjestelmissä on, että aivot valikoivat, mitä muistamme. Kaiken muistaminen olisi yhtä hankalaa kuin muistamattomuus. Aivot säilyttävät automaattisesti tärkeät muistot ja hylkäävät muut." (Greenfield)

Aivot eivät kuitenkaan tallenna vain merkityksellisiä tapahtumia. Meillä on toinenkin, erillinen muistijärjestelmä johon oppiminen perustuu. Aivoihimme tallentuu ympäröivästä maailmasta valtava tietokanta faktoja, tosiasioita siitä, millaisina ympäristömme koemme. Sen perusteella aivot ymmärtävät maailmaa. Se on elävä ja kasvava tietokanta siitä, mikä on kukan ja puun, pyörän ja auton, koiran ja kissan ero. Sitä kutsutaan semanttiseksi muistiksi, ja se tallentuu aivojemme hermosoluverkostoon päivitettävällä tavalla.

Dementia.

Vanhemmiten ihmisen muisti ja mieleenpainamiskyky heikkenevät normaalistikin, mutta dementian johdosta nämä kyvyt heikkenevät normaalia voimakkaammin. Dementian eri muodoissa aivojen vauriot ovat erilaisia ja aiheuttavat sen mukaisesti myös erilaisia oireita. Ivor -nimisen miehen tapauksessa soluvaurio oli vasemmassa ohimolohkossa, mikä aiheutti hänelle semanttisen dementian. Hän alkoi vähitellen menettää kykynsä erottaa asioita toisistaan. Kun hänelle esim. näytettiin erilaisten eläinten kuvia, ne olivat hänelle vain joko kissoja tai koiria. Tutkijan mukaan tämä johtuu siitä, että aivosolujen tuhoutuessa tapahtuu päinvastaista kuin lapsella hermosoluyhteyksien kehittyessä. Muistitoiminnot heikkenevät ja viimeksi jäljelle jäävät lapsuuden muistot. Kissa, koira ja hevonen ovat ne eläimet, jotka lapsi yleensä ensimmäisenä oppii. Dementiassa kaikki tiedon alueet eivät kuitenkaan heikkene yhtä paljon. Tämä näkyi Ivorin kohdalla mm. siinä, että hän edelleen pelasi korttipelejä melko hyvin ja muisti korttien nimet ja pelien säännöt.

Vanhuus ja viisaus?

"Ehkä vanhuuden viisaus onkin aivojen selektiivisyyttä. Elämä jättää edelleen merkkinsä aivoihin mutta aivot käsittelevät asioita henkilökohtaisemmin. Elämänpiiri pienenee, mutta siitä tehdään 'kauniimpi'.

"Aivomme muuttuvat viimeiseen asti reaktiona ympäristöön. Ne heijastavat elettyä elämää. Kyvyt, muistot, tieto, perustuvat kaikki hermosoluyhteyksiin. Tämä tietoinen sisäinen olemus on ihmisen mieli.... Alamme ymmärtää aivojen hermosoluprosesseja jotka liittyvät yksilöllisen mielen kehittymiseen. Jokainen tärkeä hetki, kaikki opittu, jättää biologisen jäljen. Aivojen ihme on se, että hermosoluyhteyksien muutoksista huolimatta säilytämme identiteettimme, aivojen mukautumisen tuloksena syntyneen ainutlaatuisen minuuden."

 
 

Huomautuksia:

Muisti meni uusiksi.

Näin otsikoi Tiede2000 -lehti numerossaan 6/2000. Kirjoitus käsitteli uusia tutkimustuloksia, joiden mukaan aivosoluja syntyykin jatkuvasti kuten mitä tahansa soluja. Aivojen "solutehtaaksi" on osoittautunut hippokampus, jota on pidetty mieleen painamisen ydinalueena. Sieltä ainakin osa uusista neuroneista vaeltaa etuaivokuorelle, joka tunnetaan säilömuistin alueena. Koska tähän asti on uskottu muistijälkien syntyvän pelkästään uusien neuronien välisten kytkentöjen avulla, tutkijoiden pohdittavaksi on tullut, mitä ja miten nämä tuoreet neuronit vaikuttavat muistamiseen. Tutkija Charles Stevens totesikin :

"Emme tiedä muistista paljonkaan enempää kuin tiesimme kymmenen vuotta sitten. Itse asiassa jossakin mielessä tiedämme nyt vähemmän."

Kirjoituksen mukaan ongelmaksi on noussut myös kysymys siitä, miten neuroniyhteydet oikein muodostuvat; siinäkään suhteessa vanhat käsitykset reseptoreista eivät näytä enää pitävän paikkaansa. (7.12.2000 MP)

Lapsineroja

  Eräässä TV-dokumentissa äiti kertoi 3-vuotiaan poikansa oppineen lukemaan muutamassa päivässä! Äiti oli lukiessaan näyttänyt pojalle kulloinkin luetun sanan ja kun hän muutaman päivän kuluttua taas pyysi poikaa seuraamaan lukemistaan, tämä sanoi, ettei tarvitse enää äitinsä apua! Hän pystyi jo lukemaan ihan itse!
  Susan Polgar -niminen tyttö puolestaan oli jo teini-iässä shakkipelin suurmestari! Hänen isänsä huomasi tytön kiinnostuksen jo lapsena, ja uskoi, että tytöt voivat oppia pelin yhtä hyvin kuin pojatkin. Hän alkoi opettaa tyttöä säännöllisesti, ja ei aikaakaan, kun tämä oli jo täysin oppinut pelin hienoudet ja voitti vastustajan toisensa jälkeen. Jo 12-vuotiaana hän voitti jokaisen pelin, johon osallistui. Myös hänen sisarensa olivat mestarillisia pelaajia.
  Kun tyttö myöhemmin tuli äidiksi, hänen pojastaan tuli jo 6-vuotiaana Amerikan mestari! (25.04.2009)

 
Näkemisen ihme   Kulttuuri ja sivilisaatio
Edellinen     Seuraava


8.11.2000