Kuuloaivokuori sopeutuu ketterästi keskittyessä
23.05.2012
Ihmisen aistihavaintojen syntymistä aivokuorella ei osata vielä selittää täysin. Aivokuoren alueet toimivat yhdessä eikä mikään havainto ole vain yhden alueen työstämä. Väitöstutkimuksessaan Aalto-yliopiston lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen tieteen laitokselle Jaakko Kauramäki osoittaa, että kuuloaivokuori ei sekään toimi yksin.
Kauramäki tutki kognitiivisen neurotieteen alan väitöskirjassaan aivoista peräisin olevia top-down-prosesseja eli sitä, miten aivot järjestelmänä käsittelevät ohimolohkossa sijaitsevalle kuuloaivokuorelle saapuvaa ääntä. Osista kokonaisuuteen kulkevissa bottom-up-prosesseissa aivot analysoivat ääntä pilkkomalla sitä hierarkkisina ketjureaktioina pienistä ja hienostuneista osista laajempiin muodostaakseen eheän ja ymmärrettävän ääniaistimuksen.
– Järjestelmän toimintaan kokonaisuutena pystyy taas vaikuttamaan keskittymällä johonkin tiettyyn tehtävään tai ääneen. Väitöksessäni tarkastelin juuri, miten top-down-vaikutukset näkyvät kuuloaivokuorella, Kauramäki avaa tutkimustaan.
Oikeanlainen häly helpottaa keskittymistä ja vahvistaa havaintoja?
Kauramäki tutki kuuloaivokuorta kahdessa erilaisessa tehtävässä: valikoivan tarkkaavaisuuden vaikutuksia ääniä tunnistettaessa sekä huuliltaluvun laukaisemia reaktioita. Tutkimuksessa mitattiin aivosähkökäyriä ja aivojen tuottamia magneettikenttiä.
– Jo 40 vuotta sitten on osoitettu niin sanottu gain-vaikutus: tarkkaavaisuuden kohdentaminen vahvistaa herätevasteita kuuloaivokuorella, eli keskittyminen auttaa havaitsemaan ääniärsykkeitä paremmin, Kauramäki kertoo.
Tarkkaavaisuuskokeissa Kauramäki peitti testihenkilöille soitetut äänet erilaisiin taustakohinoihin ja päätyi uuteen havaintoon. Valikoivan tarkkaavaisuuden aikana kasvavat kuuloaivokuoren herätevasteet riippuivat käytetystä kohinasta. Kohinan taajuussisältö vaikutti vasteiden laatuun kuuloaivokuorella. Vasteet eivät siis ainoastaan suurene, vaan myös tarkentuvat tehtäväkohtaisesti.
– Vastaavia tuloksia ei ole aikaisemmin saatu, koska kokeissa on käytetty liian yksinkertaisia ärsykkeitä. Kohinapeite lisäsi yhteisvaikutuksen, joka sai taajuuden tarkentumisvaikutuksen esille.
– Rikkaassa ääniympäristössä keskittyminen saattaa siis olla helpompaa. Täydellinen hiljaisuus on toki ääriesimerkki, mutta kuuloaivokuori alkaa äänettömässä tilassa vähitellen luoda itse yhteyksiä tyhjästä, sepittää aistimuksia.
– Toisaalta mitä enemmän ärsykkeitä ympäristössä on, sitä vaikeammaksi keskittyminen muuttuu. Keskittymishäiriöissä, esimerkiksi ADHD:ssa juuri top-down-kyky suodattaa ääniä saattaa puuttua, Kauramäki arvioi.
Meluisissa kokouksissa kannattaa keskittyä puhujan kasvoihin
Huuliltalukutehtävissä vastaavaa riippuvuutta taajuudesta Kauramäki ei havainnut. Sen sijaan huuliltaluku vaimensi kuuloaivokuoren reagointikykyä. Syy on puheentuottojärjestelmän hermovasteissa.
– Vaimentavuus johtuu kuuloaivokuoren puheääniin erikoistuneiden alueiden mukautumisesta. Näin käy jopa silloin kun varsinaista puheääntä ei kuulla – pelkät suun liikkeet aktivoivat kuuloaivokuoren osia.
Tulos viittaa Kauramäen mukaan siihen, että puheentuottojärjestelmän hermovasteet yltävät kuuloaivokuorelle ja että ne edistävät havaitsemista.
– Esimerkiksi meluisissa kokouksissa kannattaa keskittyä puhujan kasvoihin: huuliltaluku auttaa prosessoinnissa. Se saattaa vaimentaa kuuloaivokuoren toimintaa mutta kokonaiskuva paranee.
Lisätietoja:
Jaakko Kauramäki
jaakko.kauramaki [at] aalto [dot] fi
puh. 040 538 6871
