Simpanssi vs ihminen vs savant

Luuletko olevasi simpanssia älykkäämpi? Yksi tärkeimmistä älykkyyden osista on työmuisti. Sitä tarvitsemme, kun aistimme ympäristöä ja yritämme painaa asioita mieleemme. Aistimuksemme ympäröivästä maailmasta säilyvät lyhytaikaisesti työmustissa, ennen kuin aivot poimivat siitä oleelliset osat säilöttäväksi pitkäaikaiseen mustiin. Niinpä meidän ei tarvitse esimerkiksi ottaa puhelinnumero talteen numero kerrallaan, vaan voimme kuulla koko numerosarjan, ja sitten kirjoittaa sen paperille alusta loppuun.

Lyhytaikaista työmuistia on tutkittu myös simpansseilla. Koeasetelmassa simpanssi pelaa peliä, jossa ruudulla näkyy numeroita sattumanvaraisissa paikoissa. Tehtävänä on painaa numeroita oikeassa järjestyksessä pienimmästä suurimpaan, mutta ensimmäisen painalluksen jälkeen numerot peittyvät neliöillä, joten oikea järjestys on oltava työmustissa. Tehtävä näyttää hyvin vaikealta, mutta osoittautui, että simpansseilla on ilmiömäisen hyvä työmuisti, sillä ne suorituvat tehtävästä ihmistä paremmin.
 Tässä video simpanssista tekemässä koetta.

Voit itse kokeilla samankaltaista peliä täällä. Ainakin itse huomaan tulosteni paranevan selvästi muutaman kierroksen harjoittelulla, mikä voi tehdä tutkimuksen luotettavuudesta kyseenalaisen, mutta simpanssin suorituksen erinomaisuutta se ei vähennä.

Miksi tällainen tehtävä sitten on meille haastava, vaikka simpanssikin suoriutuu siitä muitta mutkitta? Tehtävähän on kuitenkin varsin yksinkertainen; silmämme varmasti näkevät kaikki numerot, eikä muutaman numeron järjestyksen muistaminen ole temppu eikä mikään verrattuna niihin kaikkiin monimutkaisiin asioihin, jotka aivomme osaavat painaa muistiin.

Salaisuus piilee jossain silmien ja muistiin painamisen välillä. Ympärillämme tapahtuu koko ajan asioita, joita aistimme pystyvät havaitsemaan. Laajassa näkökentässä vilisee esineitä, värejä ja liikettä. Korvamme kuulevat montaa eri puhetta ja lisäksi muuta taustahälyä samaan aikaan. Ihomme tuntee liikkuesamme vaatteiden hankauksen, pienet ilmavirrat ja lämpötilojen muutokset. Nivelistämme tulee jatkuvasti tietoa raajojemme asennoista. Emme kuitenkaan ole tietoisia kuin murto-osasta tästä kaikesta, koska ylivertaisen kehittyneet aivomme osaavat suodaattaa jatkuvasta informaatiotulvasta vain ne kunkin hetken kannalta kaikkein tärkeimmät asiat tietoisuuteemme. Kaikki epäolennainen jää taustalle, jolloin keskittymisemme ja työmuistimme voi keskittyä siihen tietoon, joka juuri nyt on hyödyllistä.

Simpanssi näppäryydestä muistitehtävässä voisi päätellä, että simpanssilla ei ole samalla tavalla toimivaa tiedon esikäsittelyä näkemisen ja muistin välissä, vaan se saa näkökentässä olevan tiedon suoraan työmuistiinsa. Näistä kyvyistä tulee helposti kateelliseksi simpanssille, mutta täytyy muistaa, että tämä ihmisaivojen ominaisuus on varmasti kehittynyt hyvää tarkoitusta varten. Aistimusten valikointi ja esikäsittely jo ennen niiden tiedostamista tekee mahdolliseksi keskittymisen oleellisiin tapahtumiin, tiedon jäsentämisen ja muistin tarkoituksenmukaiseen käytön.

Yleensä autismiin liittyvä savant on oireyhtymä, johon liittyy henkisen kehityshäiriön ohella jokin poikkeuksellinen lahjakkuus. Savantit voivat esimerkiksi muistaa koko kirjan ulkoa yhdellä selauksella, maalata valokuvatarkkoja kuvia maisemista, jotka ovat nähneet vain kerran tai muistaa tarkasti joka ikisen päivän elämästään. Savantismin voi ajatella johtuvan häiriöstä aiemmin kuvatussa aivojen ominaisuudessa, jonka tehtävä on valikoida kaikesta aistimastamme informaatiosta vain oleellinen, ja muodostaa siitä helposti ymmärrettää kokonaisuus. Savantilla kaikki tieto virtaa muuttumattomana suoraan tajuntaan.

Yksinkertaistettuna voisi asiaa kuvata seuraavalla esimerkillä:
-Mitä savant näkee: Mustia karvoja, neljän tukipylvään varassa oleva metrin pituinen putkula, jonka takaosassa kapea 2Hz taajuudella heiluva letku ja etuosassa suippo uloke, jossa kaksi ruskeaa silmää ja kostea kärki.
-Mitä normaalisti nähdään: Labradorinnoutaja

Savant-tyyppisiä poikkeuksellisia kykyjä voidaan saadaan aikaan myös normaaleille terveille ihmisille käyttämällä transkraniaalista magneettistimulaatiota. Kokeissa on kallon luiden läpi aivoihin suunnatulla magneettipulssilla vaikutettu tiettyyn aivojen osaan siten, että aistimustemme esikäsittelyä ei tapahdu, vaan informaatio tulee tietoisuuteemme "raakana". Suosittelen katsomaan kokeen vaikutukset youtube-videosta.

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?

Etologiaa: Miksi haukottelu tarttuu?

Jokainen on varmaankin joskus huomannut, että haukottelu tarttuu helposti. Tarkka syy tähän on vielä epäselvä, mutta tässä muutamia lupaavina pidettyjä hypoteeseja:

Ensimmäisen teorian mukaan haukotus on hermostoomme rakenteellisesti kuuluva kiinteä liikekaava (fixed action pattern) , eli toimintamalli, joka alkaa aina tietystä ärsykkeestä ja alettuaan kulkee liikemallin loppuun asti. Tämän teorian mukaisesti toisen ihmisen haukotus on ärsyke, joka johtaa suun avaamiseen, leukojen venytykseen ja syvään sisäänhengitykseen, ilman että liikesarjaa pystyisi lopettamaan sen alettua. Muualla eläinmaailmassa fixed action pattern esiintyy esimerkiksi uroslintujen soidintanssissa; kun ärsykkeeksi ilmaantuu naaraslintu, on pakko tanssia.

Toinen teoria perustuu tiedostamattomaan matkimiseen, jota esiintyy muuhunkin kuin haukotteluun liittyen. Kahden ihmisen esimerkiksi istuessa vierekkäin, he tiedostamattomasti vaihtavat asentoaan samanlaisiksi ja matkivat toistensa liikkeitä. Tämän saa aikaan aivojen peilineuroneiksi nimetetyt solut, joiden on funktionaalisen magneettikuvauksen avulla todettu aktivoituvan samalla tavalla sekä silloin kun nähdään tietty liike toisen tekemänä, että silloin kun liike tehdään itse.

Psykologiselta kannalta empatian kokemisella näyttää olevan selvä yhteys haukottelun tarttumiseen. Aiemmin mainituista peilineuroneista osa on erikoistunut toisen ihmisen tunteisiin eläytymiseen. Haukottelu alkaa tarttua ihmiseen noin 4-5 vuoden iässä, jolloin myös lapsen empaattiset kyvyt alkavat kypsyä. Myös koirat ovat alttiita tartunnalle, ja mielenkiintoisesti kokeissa on huomattu, että omistajan tai tutun ihmisen haukottelu tarttuu koiraan vierasta ihmistä vahvemmin. Myös ihmisillä ystävien joukossa haukotus tarttuu useammin kuin vieraiden joukossa.

Miksi me sitten ylipäätään haukottelemme? Mitä siitä hyötyy? Siitä mahdollisesti lisää jossain myöhemmässä jaksossa.

PS. Tarttuiko haukotus?