Kannattaako aivoista etsiä "mieltä"?
Aivojen toimintaa pyritään usein ymmärtämään psykologian käsitteiden kautta. Tutkija György Buzsákin mielestä tämä lähestymistapa johtaa meidät kuitenkin harhateille.
Aivojen toimintaa kuvataan maallikoille tyypillisesti kutakuinkin näin: aivojen hermosolut vastaavat aistitiedon käsittelystä sekä monimutkaisemmista psyykkisistä toiminnoista, kuten muistista, tarkkaavaisuudesta ja päättelykyvystä. Aivotutkijat kuvaavat näitä prosesseja huomattavasti yksityiskohtaisemmin, mutta perusidea on usein sama. Tutkimuksen kohteena olevan aivotoiminnan ajatellaan heijastelevan näitä psykologisia prosesseja. Joskus tutkitaan toki myös aivojen roolia motoristen liikkeiden säätelyssä, mutta liikkeet kuvataan usein ikään kuin toissijaisina reaktioina, jotka perustuvat aistihavaintoihin tai havaintojen pohjalta syntyneisiin tavoitteisiin.
Osa tutkijoista kyseenalaistaa tämänkaltaisen kuvauksen aivojen toiminnasta. Neurotieteen tutkija György Buzsáki on näistä kriitikoista merkittävimpiä. Hän on käsitellyt aihetta kattavasti toissavuonna julkaistussa kirjassaan The Brain From Inside Out. Buzsákin mukaan useimpien tutkijoiden tapa lähestyä ihmisaivojen tutkimusta on jokseenkin kummallinen.
Monet teoriat aivojen toiminnasta pohjaavat näet satoja vuosia vanhoihin psykologian käsitteisiin, jotka ovat syntyneet ennen kuin meillä oli nykyisenkaltaista ymmärrystä ihmisaivojen tai ylipäänsä hermosolujen rakenteesta ja toiminnasta. Tällaiset käsitteet, kuten ”muisti” tai ”tarkkaavaisuus” ovat pysyneet aktiivisessa käytössä vuosisatoja, vaikka käsityksemme aivojen toiminnasta on tuona aikana muuttunut täysin. Kuvaavaa on, että suurin osa tämän päivän kognitiivisen neurotieteen keskeisistä tutkimuskohteista mainitaan nimeltä psykologisen tutkimuksen pioneerin William Jamesin vuonna 1890 julkaisemasta The Principles of Psychology -opuksen sisällysluettelossa.
Käsitteiden pitkä historia ei toki itsessään tee niistä nykypäivän tutkimustyöhön sopimattomia. Lisäksi on selvää, että monien käsitteiden merkitys on jollain tapaa muuttunut tai niitä on täsmennetty erilaisilla alakäsitteillä. Buzsákin mielestä aivotutkimuksen lähtökohtana ei kuitenkaan pitäisi olla psykologian käsitteiden vastineiden etsiminen aivoista, vaan aivotutkimuksen tulisi pyrkiä selittämään aivotoimintaa itsessään.
Buzsáki korostaa, että tutkimusten perusteella huomattava osa aivotoiminnasta vaikuttaisi olevan spontaania: aivot eivät koskaan ole lepotilassa ja yleensä vain rajallinen osa aivojen aktivaation vaihtelusta on yhteydessä tutkittaville esitettyihin ärsykkeisiin. Buzsáki onkin esittänyt, että aivojen toiminnassa ei ole ensisijaisesti kyse siitä, että tietynlaiset aistihavainnot synnyttäisivät tietynlaista aivoaktivaatiota.
Tutkimusten perusteella aivojen aktivaatiossa esiintyy luonnostaan säännönmukaisuutta, eräänlaisia rytmejä. Buzsákin teoria on, että ajan myötä nämä säännönmukaisina toistuvien aivorytmit saavat “merkityksen”. Teorian mukaan ärsykkeet eivät siis synnytä uudenlaista aivotoimintaa vaan aivot oppivat yhdistämään tietyt olemassaolevat rytmit tiettyihin ulkoapäin tuleviin signaaleihin.
Oleellista on se, että tämä prosessi ei perustu passiiviisiin aistihavaintoihin vaan aktiiviseen toimintaan. Buzsáki muistuttaa, että tietyn ulkomaailman kohteen yhdistäminen tietynlaiseen hermosolujen aktivaatioon edellyttää tietoa sekä ulkomaailmasta että hermosolujen aktivaatiosta. Aivotutkija voi luonnollisesti tutkimuksen aikana seurata niin tutkittavalle esitettäviä ärsykkeitä kuin tämän aivotoimintaakin. Tutkija voi esimerkiksi näyttää tutkittavalle henkilölle erilaisia kuvia ja mitata samalla tämän aivojen aktivaatiota. Tällöin on mahdollista tutkia, ovatko tietyt piirteet kuvissa yhteydessä tietynlaisiin muutoksiin aivojen aktivaatiossa.
Tutkittavan henkilön aivosolut ovat kuitenkin tietoisia vain hermoston kautta välittyvistä signaaleista. Mihin nämä solut voivat yhdistää näköhermon kautta välittyvän signaalin, kun ne eivät koskaan näe itse kuvaa? Aivosolujen saamat signaalit toki vaihtelevat kuvasta toiseen, mutta tällaisessa tilanteessa signaalien vertailu on kuin vertailisi toisiinsa sanoja, joiden merkitystä ei tunne. Koodin murtaminen edellyttäisi toista tiedonlähdettä näköhermon tarjoaman informaation rinnalle.
Jotta aivosolut voisivat oikeasti tulkita saamiaan signaaleja, ne tarvitsevat jonkinlaisen keinon yhdistää saamansa signaalit ulkomaailman tapahtumiin – aivan kuten tietyn sanan ymmärtäminen edellyttää sitä, että voimme yhdistää sen tiettyyn ulkomaailman asiaan tai ilmiöön. Buzsákin mukaan tämä tapahtuu liikkeiden kautta. Suurin osa aivoalueista vastaanottaa tietoa sekä aistikanavista että kehon liikkeistä. Tämä tuo hermosoluille rinnakkaista informaatiota ulkomaailmasta. Esimerkiksi näköaistimme tuoma tieto saa merkityksensä vasta, kun suhteutamme sen tietoon silmiemme ja kehomme liikkeistä sekä tämänhetkisestä sijainnistamme.
Buzsákin teorian mukaan aivojen tavoitteena on ympäristön tutkiminen toiminnan avulla sekä tämän toiminnan seurausten rekisteröinti, jotta yksilö kykenisi jatkossa toimimaan entistä tehokkaammin. Toiminta ei siis hänen mukaansa ole aistihavaintojen ja niihin pohjaavien monimutkaisempien psykologisten prosessien seuraus, vaan aistien välittämä tieto saa merkityksensä vasta toiminnan kautta. Eliö, joka ei kykene minkäänlaiseen toimintaan, ei hyödy millään tavalla kehittyneestä havainnointikyvystä.
Tarvitaan vielä kosolti lisätutkimusta, ennen kuin voimme luotettavasti arvioida Buzsákin teorian paikkansapitävyyttä. Perusajatus siitä, että vuosisatoja vanhojen psykologisten käsitteiden jahtaamisen sijaan aivotutkijoiden tulisi ottaa nykyistä selkeämmin lähtökohdaksi aivojen toiminnan ymmärtäminen sen omilla ehdoilla, on joka tapauksessa kiinnostava. Vaihtoehtoinen – usein sovellettu – toimintamalli, jossa päätetään ensin, mitä aivoista halutaan löytää ja siirrytään vasta sitten tutkimaan itse elimen toimintaa, tuntuu jossain määrin nurinkuriselta.
Se, että psykologian käsitteet ovat hyödyllisiä, kun halutaan kuvata ihmisten välisiä yksilöllisiä eroja käyttäytymisessä ja tiedonkäsittelyssä, ei suoraan tarkoita sitä, että nämä sama käsitteet sopisivat myös aivojen toiminnan ymmärtämiseen. Vähän samaan tapaan kuin musiikin teorian käsitteet voivat auttaa hahmottamaan älypuhelimesta soivia kappaleita, mutta eivät ole kovinkaan hyödyllisiä itse älypuhelimen toiminnan selittämisessä.
Lähteet
Buzsáki, G. (2019). The brain from inside out. Oxford University Press.
Buzsáki, G., & Watson, B. O. (2012). Brain rhythms and neural syntax: Implications for efficient coding of cognitive content and neuropsychiatric disease. Dialogues in Clinical neuroscience, 14(4), 345 –367. https://doi.org/10.31887/DCNS.2012.14.4/gbuzsaki
James, W. (1890). The principles of psychology. Henry Holt and Company.