Kun aivosi näkevät, mutta sinä et: Sokeanäkö

Yllä olevassa videossa sokea mies kävelee kiertäen kaikki edessä olevat esteet. Kyseessä on sokeanäöksi (blindsight) kutsuttu ilmiö, joka esiintyy aivojen näkökuoren vaurion takia sokeutuneilla. Näköaististamme huolehtii takaraivolohkossa sijaitseva V1-niminen aivojen alue. Näköärsyke välittyy molemmista silmistä näköaivokuorelle, jossa silmien tieto yhdistetään ja muodostetaan kuva näkemästämme. Alueen vaurioituessa esimerkiksi hapen puutteen takia kuvaa ei muodostu, ja seurauksena on ns kortikaalinen sokeus. Verrattuna silmien viasta johtuvaan sokeuteen tilanne on pääosin sama, henkilö on sokea, ei siis näe mitään, mutta jännittävä eroavaisuuskin on olemassa.

V1-näköaivokuori muodostaa näkemämme kuvan, mutta ei kuitenkaan ole ainoa alue johon silmien keräämää informaatiota välittyy, vaan matkalla näköalueelle hermoratoja haarautuu aivojen syvempiin osiin, joiden toiminta liittyy muun muassa tunnereaktioihin ja silmien liikkeiden ohjaamiseen. Kun näköaistimusta prosessoivista alueista tärkein, varsinaisen kuvan muodostava V1-alue on tuhoutunut, mutta muut alueet toimivat, syntyy sokeanäkö-ilmiö.

Koetilanteessa tällä tavoin sokeutunut koehenkilö voi esimerkiksi ruudulla näytetystä kuvasta arvata sen värin tai liikkeen suunnan, vaikka ei näe minkäänlaista kuvaa. Näyttämällä hymyileviä kasvoja saadaan sokea henkilö hymyilemään, vaikka tämä ei tiedä minkä takia alkoi hymyillä. Samaan ilmiöön perustuu videossa nähty esteiden väistely. Kävelijä ei tietoisesti näe esteitä ollenkaan näkökuoren puuttumisen takia, mutta muut näköön liittyvät alueet saavat henkilön alitajuisesti väistelemään niitä.

Ilmiö liittyy läheisesti Déjà vu -ilmiöön, josta kirjoitin joulukuussa. Tuossa tekstissä on myös hieman tarkemmin käyty läpi näköratojen syvempiä osia, joissa sokeanäkö siis syntyy. Déjà vun arvellaan syntyvän, kun näköaistimuksesta saadaan ensin jonkinlaista tuntumaa näistä samoista aivojen syvistä osista, ja varsinainen kuva jostain syystä vasta viiveen jälkeen. Voisi siis ajatella, että Déjà vu -ilmiössä normaalisti näkevä on ennen tietoista silmien välittämää kuvaa sokeanähnyt saman asian tiedostamattomasti, jolloin näkymä näyttää hämmentävästi tutulta.

Sokeanäkö on aktiivinen tutkimuksen kohde tietoisuutta pohdiskelevien tutkijoiden keskuudessa, sillä se näyttää yhdistävän tietoista ja tiedostamatonta aivotoimintaa.
Transkraniaalisella magneettistimulaatiolla voidaan terveistäkin aivoista ”sammuttaa” V1-näköaivokuori hetkeksi koetilanteita varten. Itse haluaisin ehdottomasti päästä kokeilemaan omaa sokeanäköäni. Onko muita joille tulee aina sama halu näistä mielenkiintoisista aivotoiminnan tutkimusasetelmista?

Mistä johtuu Déjà-vu?

Déjà-vu eli entiselämys on tunne tilanteen tuttuudesta. Tuntuu, kuin sama tilanne olisi tapahtunut joskus aiemmin. Sitä esiintyy 60-70 prosentilla ihmisistä, alkaen hieman ennen 10 vuoden ikää. Eniten Déjà-vu-ilmiötä tapahtuu 15-30 vuoden iässä, minkä jälkeen sen esiintyvyys laskee. Esiintyvyys on suurempi koulutetuilla ja korkeassa sosioekonomisessa asemassa olevilla. Ne ovat myös yleisempiä väsyneenä, strassaantuneena tai alkoholin vaikutuksen alaisena. Erityisen usein entiselämyksiä kokevilla on todettu vauriota aivojen ohimolohkoissa.

Yleisimmät teoriat ilmiön selittämiseksi liittyvät yhteyshäiriöön aivojen tietoisten ja tiedostamattomien prosessien välillä. Näköaistimus kulkee silmistä näköratoja pitkin aivojen takaosissa olevalle näkökuorelle, missä syntyy varsinainen kuva, tietoinen näköhavainto.

Samalla näköradasta haarautuu reittejä kuitenkin moniin syvempiin aivojen rakenteisiin, esimerkiksi colliculus superioriin (ylempi nelikukkula) ja amygdalaan (mantelitumake). Nämä käsittelevät tiedostamattomia prosesseja: colliculus superior säätelee silmien liikkeitä ja amygdala työstää tunnereaktioita.

Déjà-vu-tuntemuksen synty selitetään siten, että tapahtumasta saatava tieto prosessoituu tavallisella nopeudella tiedostamattomissa aivojen osissa, mutta paikallisen häiriön (esimerkiksi epileptisen toiminnan) vuoksi tapahtuman käsittely tiedostetun ajattelun aivokuorella hidastuu ja jää jälkeen automaattisista järjestelmistä. Tällöin uusi tilanne tuntuu siltä, kuin sen olisi kokenut jo aiemmin.

On olemassa myös muita vu-ilmiöitä:

Presque vu on varmasti Déjà-vutakin tutumpi tilanne, jossa jokin muistista haettava asia on "kielen päällä". Asia on tuttu, mutta nimi ei millään tule mieleen. Presque vun aiheuttaa mahdollisesti ilmiö, jossa aivot estävät haettavan asian kanssa samankaltaisten sanojen ajattelun, jolloin myös haettu sana peittyy. Tämä selittäisi miksi ilmiö toimii usein myös ryhmässä. Jos ryhmä kuulee samat läheltä liippaavat estävät sanat, koko ryhmällä voi olla haettu sana "kielen päällä".

Jamais vu on Déjà-vun vastakohta, tilanne jossa täysin tuttu asia tuntuu vieraalta. Se on helppo aikaansaada valitsemalla jokin sana ja toistamalla sitä sata kertaa. Aivot alkavat estää kyseisen sanan huomioimista, ja hetken päästä sana tuntuu vieraalta, aivan kuin se ei tarkoittaisi mitään.

Miksi toinen sierain on aina tukossa?

Meillä on kaksi silmää, jotka näkevät katselemamme maiseman hieman eri kuvakulmista luoden kolmiulotteisen näkymän. Kaksi korvaamme kuulee äänet hieman eriaikaisesti, minkä perusteella voimme automaattisesti päätellä äänen suunnan.

Mutta miksi nenässämme on kaksi sierainta? Pystymmekö päättelemään hajun suunnan tai haistelemaan kolmiulotteisesti? Ja miksi nenän kautta hengittäessä aina huomaa, että toinen sierain vetää paljon huonommin kuin toinen? Eikö olisi järkevämpää olla yksi isompi reikä, jonka kautta ilma kulkisi kunnolla?

Kahden sieraimen arvoitus alkoi ratketa Stanfordin yliopiston tutkijoiden marraskuussa 1999 Nature-lehdessä julkaiseman tutkimuksen myötä. Siinä osoitettiin, että kahdella sieraimella, joista toinen on enemmän tukossa kuin toinen, hajuaistimus saadaan paremmaksi.

Hajuaistimus syntyy, kun haisteltavan ilmavirran mukana tulevat molekyylit tarttuvat nenän limakalvolle ja imeytyy kalvon läpi hajureseptoreihin. Hajua tuottavia molekyylejä on kuitenkin tuhansia erilaisia, ja toiset niistä imeytyvät limakalvon läpi nopeammin, toiset hitaammin. Sieraimessa, jossa ilma liikkuu nopeasti, nenään tulee runsaasti molekyylejä, mutta niillä on lyhyt aika imeytyä limakalvon läpi aistinsoluihin, joten sierain haistaa lähinnä nopeasti imeytyviä hajuja. Tukkoisemmassa sieraimessa ilma liikkuu hitaammin, jolloin vaikeammin imeytyvillä molekyyleillä on enemmän aikaa saavuttaa hajureseptorit, joten niiden haju tulee paremmin esiin. Näin sieraimet täydentävät toisiaan saaden aikaan laajemman hajuaistimuksen.

Nenä voi siis haistaa eri hajun riippuen kummalla sieraimella haistelee. Ero ei ole suuri; Jos toinen sieraimesi haistaa mansikan, toinen ei haista maksapihviä. Sopivalla koejärjestelyllä ero kuitenkin tulee esiin.

Tätä tekstiä aloittaessa oikea sieraimeni hoiti nopean ilmavirtauksen roolia vasemman ollessa tukkoisempi, mutta nyt loppuvaiheessa osat ovat jo vaihtuneet. Millainen on omien sieraintenne työnjako lukuhetkellä?

Kapsaisiini - Makua vai kuumuutta?

Chileiksi kutsutaan niitä paprikoita, joiden kapsaisiinipitoisuus on suuri. Kapsaisiini saa aikaan chileille ominaisen tulisuuden suussa. Mutta mitä tulisuus oikeastaan on? Maistuuko chili tuliselta vai saako se aikaan polttavaa lämpöä suussa?

Ihminen ja muut nisäkkäät erottavat viisi perusmakua: Makea, suolainen, hapan, karvas ja umami. Kuten huomataan, listassa ei ole tulista. Täytyy siis hieman yllättäen todeta, että chilin tulisuus ei johdu sen mausta. Tähän viittaa tietysti myös se, että polte tuntuu myös huulissa, muissa limakalvoissa ja ihollakin, joissa ei makuja voi tuntea.

Chiliä syödessä suun lämpötila ei myöskään muutu sen korkeammaksi kuin muutakaan ruokaa syödessä, joten tulisuus ei johdu limakalvojen kuumenemisesta, eikä palovammojen vaaraa ole.

Sen sijaan kapsaisiini vaikuttaa limakalvolla sitoutumalla kemiallisesti VR1-reseptoriin, ionikanavaan joka tavallisesti aktivoituu kuumuudesta. Tämä reseptori taas aktivoi hermosäikeen, joka viestii kuuman tuntemuksen keskushermostoon. Kapsaisiini siis laukaisee saman hermopäätteen, joka tavallisesti reagoi kuumuuden aiheuttamalle kudostuholle, ja siten aiheuttaa aivoille saman tuntemuksen kuin suun sisällä palava tuli aiheuttaisi.

Kapsaisiinia käytetään myös lääketieteellisissä tarkoituksissa esimerkiksi neuropaattisen kivun lievitykseen ja psoriasiksen tai fibromyalgian hoitoon. Sen on myös todettu olevan ensimmäinen täysin luonnollinen kliinisissä tutkimuksissa allergiseen nuhaan tehoava nenäsuihke.

Chilien tulisuutta mitataan Scovillen asteikolla, jossa tavallinen paprika saa arvon nolla Tabasco-kastike noin 5000. Teollisesti tuotetun puhtaan kapsaisiinin arvo on yli 15 000 000 yksikköä. Asteikon ideana on, että arvo kertoo suhteen, jossa chiliä pitää laimentaa, jotta tulisuus ei enää maistuisi. Jos esimerkiksi Habaneron tulisuus on 200 000 yksikköä, tulee yksi sormenpään kokoinen pala (1cm^3) laimentaa noin 200 litraan sokerivettä, jotta tulisuus häviää kokonaan.

Päivän nippelitieto, jolla voit päteä lounaspöydässä: Chilin hedelmä on kasvitieteellisesti marja.