Aalto-yliopistossa tutkitaan aivojen toimintaa monitieteisessä tutkimusryhmässä
15.03.2010
AivoAALLON tutkijat esittelivät Aalto-yliopiston monitieteistä aivotutkimusta yleisöluennolla torstaina 11.3. Otaniemessä. Tilaisuuden avasi aivoAALTO-projektin vetäjä akatemiaprofessori Riitta Hari kertomalla aivokuvantamisen menetelmistä. Tilaisuudessa kuultiin myös aivojen muovautumiskyvystä sekä taloustieteen menetelmien ja elokuvan käytöstä aivotutkimuksessa.
Laajimmin tunnettu aivokuvantamismenetelmä on magneettikuvaus, joka perustuu vety-ydinten ominaisuuksiin.
– Vety-ytimien liikettä magneettikentässä voi verrata hyrrän keinahteluun. Ilmiöön pohjautuvalla menetelmällä saadaan monimutkaisia ja informatiivisia kuvia aivojen rakenteesta ja toiminnasta. Tietokoneella aivot voidaan ”puhaltaa auki” kuin ilmapallo. Näin saadaan esiin poimuihin piiloutunut aivojen pinta, kertoo Riitta Hari.
Hari kertoo, että Teknillisessä korkeakoulussa on pitkään kehitetty toista aivotutkimusmenetelmää, magnetoenkefalografiaa (MEG). Sillä mitataan aivojen sähkövirtojen aikaansaamia pieniä magneettikenttiä ja voidaan tutkia aivojen aktivaatiota millisekuntien tarkkuudella. Maailmassa koko pään kattavia MEG-laitteita on Harin mukaan reilu 100. Suomessa niitä on kaksi – Teknillisessä korkeakoulussa ja HUS:ssa, molemmat Aivotutkimusyksikön spinoff-firman (nykyään Elekta Neuromag Oy) valmistamia.
Ympäristö muokkaa aivoja
Hari ja muut tilaisuudessa puhuneet asiantuntijat korostavat, että aivot eivät ole tyhjiössä, vaan ne kehittyvät ja muovautuvat ympäristön vaikutuksista. Aivot ovat kehittyneet pitkään ja niiden rakenteen pääpiirteet ovat kymmeniä tuhansia vuosia vanhoja.
Professori Synnöve Carlson perehdytti kuulijansa aivojen muovautumiskykyyn teemalla ”vanhakin koira oppii istumaan”. Carlson toimii tutkijana sekä Helsingin yliopistossa että Aalto-yliopistossa ja kuuluu aivoAALTO-hankkeeseen.
Aivojen muovautumiskyvystä on useita kokeellisilla tutkimuksilla todennettuja esimerkkejä.
– Jos lapsi syntyy sokeana tai sokeutuu hyvin nuorena, aivot sopeutuvat tilanteeseen ja muiden aistien ärsykkeet oppivat löytämään tiensä näköalueelle. Esimerkiksi sokean lukiessa sormillaan pistekirjoitusta, aivojen näköalue aktivoituu. Näin ei käy, kun näkevä tunnustelee pistekirjoitusta.
Aivot kehittyvät nopeimmin pienestä vauvasta noin pariin ikävuoteen, mutta kehitys jatkuu pitkälle varhaisaikuisuuteen asti. Ikääntyessä aivoissa tapahtuu lieviä muutoksia, jotka vaikeuttavat muun muassa oppimista. Muutokset eivät kuitenkaan ole niin radikaaleja kuin aiemmin on uskottu.
– Nykyään tiedetään, että hermosolujen määrä vähenee ihmisen eliniän aikana vain 10 %. Hermosolujen haarakkeetkin harvenevat vai tietyillä alueilla. Uskotaan myös, että uusia hermosoluja syntyy vanhemmissakin aivoissa, kertoo Carlson.
Muutokset ikääntyvän aivoissa tapahtuvat pääasiallisesti otsalohkon etuosan ja hippokampuksen rakenteissa. Nämä alueet vastaavat muun muassa oppimisesta, päättelystä ja muistamisesta. Vanhemmalla iällä oppiminen on hitaampaa ja työläämpää. Carlson muistutti yleisöään, että omalla toiminnalla ja elintavoillaan voi vaikuttaa aivojen hyvinvointiin.
– Aivot tarvitsevat jumppaa samoin kuin ihmiskeho fyysistä treeniä. Esimerkiksi jonglöörauksen on todettu kehittävän aivojen tiettyjä alueita. Ei ole kuitenkaan olemassa yhtä keinoa, jolla aivot voi pitää vireänä. Aivojen toimivuus on monen tekijän summa, johon vaikuttaa esimerkiksi ravinto ja liikunta.
Taide aivotutkimuksen välineenä
Professori Mikko Sams työskentelee lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen tieteen laitoksella Mind and Brain -laboratoriossa ja on mukana aivoAALLOssa. Hän tutkii monien muiden aivoAALTOlaisten kanssa aivojen toimintaa käyttäen apunaan elokuvaa.
– Elokuva on mielenkiintoinen ärsyke aivotutkimuksen kannalta. Elokuva herättää ihmisissä suuria emootioita. Se on dynaaminen ja pitkäkestoinen ärsyke, jossa on erimittaisia aikajänteitä. Tämä tekee tutkimuksesta erittäin mielenkiintoisen ja lisäksi koehenkilöt viihtyvät tutkimuksissa hyviä elokuvia katsellen, kertoo Sams.
Parhaimmillaan elokuva ohjaa katsojan mieltä tiettyyn suuntaan. Tässä on Samsin mukaan parhaiten onnistunut Alfred Hitchcock, jonka elokuvia eräs yhdysvaltalainen ryhmä on käyttänyt tutkimuksissaan. Tulokset ovat osoittaneet, että Hitchcockin elokuvat synkronoivat aivoja erityisen tehokkaasti.
Ryhmä jatkaa tutkimusta elokuvien parissa innokkaasti. Jää nähtäväksi, miten tulokset tulevat hyödyttämään esimerkiksi elokuvantekijöitä. AivoAALLOssa mukana oleva taiteen tohtori ja elokuvantekijä Pia Tikka Taideteollisesta korkeakoulusta arvioi, että myös mainosmaailma tulee kiinnostumaan aivoAALLOn tutkimuksista.
Aivotutkimus ja taloustiede kohtaavat
Kauppakorkeakoulun laskentatoimen ja rahoituksen laitoksella toimiva valtiotieteen tohtori Marja-Liisa Halko on aivoAALLOssa erikoistunut neurotaloustieteeseen. Halko yhdistää tutkimuksissaan neurotiedettä, taloustiedettä ja psykologiaa. Neurotiede valottaa aiemmin taloustieteilijöille pimeää kohtaa, ihmisen aivoja.
– Neurotaloustieteessä tutkimme, mitä ihmisen aivoissa tapahtuu esimerkiksi päätöksenteossa, vaihtoehtoja vertailtaessa ja riskinotossa. Tutkimuksilla saamme selville aivoaktivaatioiden ja tehtyjen valintojen yhteyksiä, kertoo Halko.
Päätöstä tehdessään ihminen laittaa vaihtoehdot paremmuusjärjestykseen ja valitsee sen, joka vastaa parhaiten hänen mieltymyksiään.
– Päätöksenteossa ovat kuitenkin pelissä sekä järki että tunteet. Aivot ovat niin monimutkainen kokonaisuus, että yksinkertaisesti järkeilemällä ihminen ei pärjää. Monessa yhteydessä voimme puhua ns. tunneperäisestä rationaalisuudesta, ”tunnejärjestä”, päättää Halko.
Lisätietoja
dos. Elina Pihko, aivoAALTO-koordinaattori
pihko [at] neuro [dot] hut [dot] fi, 050-3442713
