Miten aivot toimivat? Tämän kysymyksen äärellä on vietetty varmasti enemmän aikaa kuin minkään muun ihmistieteisiin liittyvän pohdinnan. Aivoista tiedetään jo paljon, ja moderni aivotutkimus uusine kuvantamismenetelmineen tuottaa jatkuvasti uutta tietoa. Silti läheskään kaikkea ei vielä tiedetä.
– Olemme suunnilleen samassa tilanteessa kuin Kolumbus, joka lähti löytöretkille 1400-luvulla. Tuolloin jotkin osat maapallosta oli tutkittu jo hyvin tarkasti, mutta kartassa oli myös isoja valkoisia läiskiä, kuvailee professori, aivotutkija Minna Huotilainen Helsingin yliopistosta.
Aivojen hienorakenne on biologisista järjestelmistä kaikkein monimutkaisin, kerta kaikkiaan valtava verkosto. Aivoissa on monta osaa ja kerrosta ja kullakin osalla useita tehtäviä. Siksi on liiallista yksinkertaistamista väittää, että tietyt ajattelu- tai havaintotoiminnot tapahtuisivat vain tietyssä paikassa.
Tiesitkö, että aivot kaipaavat palauttavaa tekemistä - millaisesta tekemisestä on kyse?
– Vaikka aivokuorella on nimetty esimerkiksi näköaivokuori, näkeminen ei ”tapahdu” vain siellä. Näkemiseen tarvitaan paljon monimutkaista viestintää aivojen eri osissa, Huotilainen sanoo.
Sata miljardia hermosolua lähettää ärsykkeitä sähköisesti ja kemiallisesti. Jokainen hermosolu voi ulottaa haaransa jopa 10 000 kohtaan hermostossa ja muodostaa yhteyksiä eli synapseja toisten hermosolujen kanssa.
Tästä kaikesta rakentuva verkosto on monimutkaisempi kuin yksikään ihmisen rakentama tietokone. Jokainen ihminen on aivoiltaan ainutkertainen.
– Aivoja voi ajatella myös siitä näkökulmasta, että ne ovat hyvin vanhat verrattuna meidän nopeasti muuttuvaan elämäntapaamme. Aivojen nuorimmatkin osat ovat kehittyneet metsästäjä-keräilijäkaudella, Minna Huotilainen muistuttaa.
Kun jalkapallotähti kuljettaa palloa taitavasti pelikentän läpi vastustajia väistellen, hän käyttää samoja taitoja, joita metsästäjä-keräilijä tarvitsi saalista jahdatessaan. Kun yrität painaa mieleesi, mille puolelle parkkihallia jätit autosi, käytät samoja aivojen paikkatiedon toimintoja kuin tammenterhoja piilottava orava.
Kärsitkö stressistä? Näin stressi muuttaa aivojasi
Lapsella on syntyessään suuri osa kaikista niistä hermosoluista, joita hänellä on koko elämänsä aikana. Hermosolujen massa, niin sanottu harmaa aine, saavuttaa maksiminsa 10–12 vuoden iässä.
Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että ihminen olisi silloin fiksuimmillaan. Suuri määrä hermosoluja merkitsee monimutkaista hermoverkostoa, eikä se taas saa aikaan erityisen järkevää käytöstä.
Iän myötä hermosolujen yhteyksien järjestäytyminen lisääntyy: turhat yhteydet karsiutuvat ja tärkeät vahvistuvat. Tämä on aivojen älykästä toimintaa. Siihen vaikuttaa kaikki se, mitä elämän aikana tekee.
– Aivojen etuotsalohko säätelee kaikkein vaativinta aivotyötä eli päätöksentekoa, tunteiden ohjausta, monivaiheista tiedonkäsittelyä ja abstraktia ajattelua. Tämä osa aivoista kehittyy vasta noin 25 ikävuoteen mennessä, professori Minna Huotilainen sanoo.
Aivojen vanhimmat osat ohjaavat meitä monin tavoin. Esimerkiksi tunteet ja monet vaistomaiset reaktiot ohjautuvat niin sanotuista liskoaivoista: kun säikähdät ja vetäiset kätesi pois polttavan kuumasta kattilasta, ennen kuin ehdit ”ajatella” mitään, liskoaivot ovat pelastaneet sinut polttamasta kättäsi pahemmin.
Ja kun stressaantuneena juokset kuin päätön kana, toimit taistele tai pakene -tilassa, jota ohjaavat kauan sitten kehittyneet aivojen osat. Pulssi kiihtyy, ja veri virtaa lihaksiin, jotta pääset karkuun sinua uhkaavaa petoa – vaikka peto olisi ärsyttävä asiakas tai huono talousuutinen.
Kurkistus aivoihin lisää ymmärtämystä monilla elämänalueilla. Aivoihin liittyvät muun muassa oppimisen ongelmat, neurologiset sairaudet ja muistamisen haasteet. Meiltä vaaditaan jatkuvasti uusia taitoja, joihin tarvitaan aivoja. Esimerkiksi digilaitteiden käyttö tuottaa aivoillemme uusia haasteita harva se päivä.
Tiesitkö? Suomalaisten aivot väsyvät arjessa – joka viides kärsii infokondriasta
– Kaikista sairauksista eniten pelätään varmaankin niitä, jotka liittyvät aivoihin. Aivot liittyvät minuuteen, ja minuuden menettäminen on peloista suurin. Siksi aivojen toiminnan ymmärtäminen on niin tärkeää ja loputtoman kiehtovaa, Minna Huotilainen sanoo.
Lääketiede pitää meidät elossa yhä pidempään. Vanhuus on sitä tyydyttävämpää, mitä paremmassa kunnossa aivot pysyvät. Koskaan ei ole liian myöhäistä alkaa pitää aivoistaan parempaa huolta.
Lähteet: Minna Huotilainen ja Leeni Peltonen: Tunne aivosi (Otava 2017), Markku T. Hyyppä: Ikääntyvän muistikirja (Duodecim 2018) Petri Paavilainen: Toimivat aivot (Edita 2016).
Paljon vääriä luuloja aivoista
Vasenta aivopuoliskoa kutsutaan usein loogiseksi ja oikeaa luovaksi – mutta käsitys ei pidä paikkansa. Aivojen toiminnasta elää muitakin sitkeitä harhaluuloja.
Plastiset vai pysyvät aivot?
Moni uskoo, ettei aivoja voi muuttaa: ”Jos on lusikalla annettu, ei voi kauhalla ammentaa.” Tämä on täysin väärä käsitys. Aivot muuntuvat koko elämän ajan, ja niissä tapahtuu muutosta aina, kun oppii jotakin uutta tai vaikkapa muodostaa mielikuvia ajatuksissaan. Synapseja eli hermosolujen välisiä yhteyksiä syntyy jatkuvasti, mutta vanhoja ja tarpeettomia yhteyksiä myös karsiutuu pois.
Aivoissa vahvistuvat ne toiminnot ja ominaisuudet, joita käytetään. Tämä näkyy jopa fyysisenä kasvuna aktiivisesti käytetyissä aivojen osissa. Osa muutoksista liittyy aivojen normaaliin käyttöön, osa poikkeustilanteisiin kuten aivovaurioon.
Jos jokin aivojen osa vaurioituu, sen toimintaa voivat toisinaan korvata toiset osat. Tällöin koko kyseistä toimintoa ohjaava verkosto muovautuu uudelleen. Aivojen plastisuus auttaa siis esimerkiksi aivoinfarktin jälkeisessä kuntoutumisessa.
Uudet aivosolut
Pitkään on kiistelty siitä, syntyykö aikuisella enää uusia aivosoluja. Aiemmin ajateltiin, että suurin osa aivosoluista on olemassa jo ihmisen syntyessä eikä uusia aivosoluja synny ainakaan enää aikuisena. Tämä tieto on kumottu 2000-luvulla.
On osoitettu, että ainakin rottien hippokampuksessa syntyy uusia hermosoluja läpi elämän. Myös ihmisen hippokampus kasvaa liikunnan seurauksena. Hippokampus on oppimisen ja muistin kannalta tärkeä aivojen osa. Uusien solujen syntymistä kutsutaan neurogeneesiksi. Sitä tutkitaan – ja siitä myös kiistellään – kiivaasti.
Oikea ja vasen aivopuolisko
Ylhäältä päin katsottuna aivot jakautuvat oikeaan ja vasempaan aivopuoliskoon. Näillä puoliskoilla on jossain määrin toisistaan poikkeavia tehtäviä, ja niiden välillä tieto kulkee 250 miljoonasta hermosyystä koostuvan aivokurkiaisen kautta. Vasen aivopuolisko ohjaa kehon oikeaa puolta ja oikea aivopuolisko vasenta.
Vuosikymmeniä on sitkeästi elänyt väite, että vasen aivopuolisko hoitaa loogisen, erittelevän ajattelun ja oikea puoli taas luovan ja kokonaisvaltaisen. On jopa jaettu ihmisiä luoviin ja loogisiin sen perusteella, kumpaa aivopuoliskoa he käyttävät enemmän. Tämä on täyttä puppua. Aivopuoliskot toimivat toisiaan täydentäen.
Miehen ja naisen aivot
Miehen aivot ovat kyllä isommat kuin naisen, mutta tämä ei näyttäisi liittyvän sukupuoleen vaan ruumiin isompaan kokoon. Samankokoisilla ihmisillä on samankokoiset aivot.
Miehen ja naisen aivot ovat rakenteellisesti samanlaiset. Yhteyksien rakentumisessa on pieniä eroja. Naisilla on hieman enemmän rakenteellisia yhteyksiä aivojen isoissa radastoissa, kun taas miehillä lähialueiden väliset yhteydet ovat hieman voimakkaammat. Tutkijoilla ei ole vielä tarkkaa tietoa siitä, millaisia vaikutuksia näillä eroilla kenties on. Erot erilaisissa tehtävissä suoriutumisessa näyttävät johtuvan enemmän kulttuurisista tekijöistä kuin sukupuolesta. Yksilöiden välillä on enemmän eroavaisuuksia kuin sukupuolten välillä.
Aivojen kapasiteetin käyttö
Usein kuulee väitettävän, että käytämme aivojen kapasiteetista vain pientä osaa. Tämä ei pidä paikkaansa: mikään aivoalue ei jää käyttämättä. Toisaalta aivojen kapasiteetilla ei ole havaittu olevan mitään tiettyä rajaa, jos vain harjaannutamme aivojamme ja olosuhteet oppimiselle ovat hyvät.
Aivojen rakenne
Olet luultavasti nähnyt lukemattomia kertoja kuvan aivoista: pinnaltaan tiheästi poimuttuneen, pähkinää tai rusinaa muistuttavan möykyn. Poimuinen pinta kuuluu isojen aivojen kuorikerrokseen. Jos aivokuori levitettäisiin eli jokainen poimu avattaisiin, aivokuoren pinta-ala olisi noin kaksi A3-arkkia.
Aivokuoren osia kutsutaan lohkoiksi, ja kullakin lohkolla on omia tehtäviään. Takaraivonlohko vastaa näköaistista, ohimolohko kuuloaistista, päälaenlohko tuntoaistista ja otsalohko liikkeiden säätelystä ja toiminnan ohjauksesta.
Tietoa muistiongelmista: Muisti pätkii - pitääkö huolestua?
Aivokuoren alla on monia muita tärkeitä aivojen osia, jotka huolehtivat esimerkiksi tunteisiin, pitkäkestoiseen muistiin ja elintoimintojen säätelyyn liittyvistä toiminnoista.
Aivojen rakenteen kuvaamiseen käytetään joskus myös evoluutionäkökulmaa. Tällöin puhutaan liskoaivoista, nisäkäsaivoista ja kädellisaivoista. Nimitykset kuvaavat samankaltaisuuksia muiden eläinlajien kanssa ja vaihetta, jolloin kyseiset aivojen osat ovat kehittyneet.
Juttu on julkaistu Apu Terveys -lehdessä 1/2019.
