Insulaarinen aivokuori: kivuliaista kokemuksista oppiminen

28 lokakuu, 2020
Erilaiset ruumiilliset rangaistukset olivat ennen yleinen tapa "motivoida" koululaisia oppimaan uusia asioita. Ajatuksena on, että kivun kautta kerätty tieto olisi jollain tavalla intensiivisempää ja sen muistaminen pitkäkestoisempaa. Miltä tämä prosessi näyttää aivojen tasolla?

Kumpi muisto palautuu kirkkaampana mieleesi: se, kun söit ensimmäistä kertaa karkkia, vaiko se, kun kaaduit pyörällä ja loukkasit itsesi? Lähes jokainen valitsee jälkimmäisen vaihtoehdon. Näyttää siltä, että ihmiset muistavat paremmin kivuliaita kokemuksia kuin positiivisia asioita. Viimeaikaisten tutkimusten perusteella aivoissa oleva insulaarinen aivokuori (kivun prosessoinnista vastuussa oleva alue) toimii tämänkaltaisen oppimisen toimeenpanijana.

Tämän tutkimuksen ansiosta neurotieteessä on pystytty rakentamaan neuro-anatominen perusta jo valmiiksi määritellyille kognitiivisille prosesseille. Suomeksi kivun käsittelystä aivoissa voit lukea tarkemmin esimerkiksi tästä artikkelista.

Aivokuori eli korteksi on aivojen pinnalla oleva harmaan aineen kerros. Primaaristen aivokuorialueiden lisäksi aivokuoressa on sekundaarisia aivokuorialueita, jotka toimivat aivokuoreen tulevan informaation yhdistämisessä ja tulkitsemisessa.

Kivuliaiden kokemusten prosessoinnin sekä siitä opittujen asioiden yhteys näyttäisi olevan insulaarisessa aivokuoressa, jota kutsutaan myös aivosaarekkeeksi. Se sijaitsee syvällä ohimo- ja otsalohkon poimujen välisellä alueella ja erottaa ohimolohkon ja päälaen- ja etulohkon toisistaan.

insulaarinen aivokuori

Kivuliaista kokemuksista oppimisen tärkeys

Evoluutio on antanut ihmiskunnalle tehokkaan selviytymiskeinon, jota kutsutaan “uhasta oppimiseksi”. Lajimme selviytyminen on ollut juuri tämän tyyppisestä oppimisesta kiinni. Muutkin lajit kokevat jonkinasteista “uhasta oppimista” oman lajikohtaisen hermojärjestelmänsä kautta.

Tämä menetelmä suojelee sinua muistamalla menneitä haittaa aiheuttaneita tilanteita. Muistaminen puolestaan auttaa sinua välttämään tulevaisuudessa samanlaisia mahdollisesti haittaa aiheuttavia tai jopa kivuliaita tilanteita. Käytännössä se siis estää sinua tekemästä samaa virhettä kahdesti.

Sääresi lyöminen pöydän jalkaan on kivuliasta. Kipu opettaa sinulle konkreettisesti: mikäli haluat välttää tällaista kipua tulevaisuudessa, älä lyö säärtäsi pöydän jalkaan. 

Insulaarinen aivokuori ja sen rooli

Tiedemiehet ovat pitkään pohtineet, mikä aivojen alue hälyttää muita aivojen osia kivuliaasta kokemusta laukaistaakseen “uhasta oppimisen” -prosessin. Siitä huolimatta, että tutkijat ovat jo jonkin aikaa tienneet että ainakin mantelitumakkeella on jonkinlainen rooli tässä, heiltä on puuttui yhä joitain yhteyksiä.

Tutkimusten mukaan mantelitumake on keskeisessä asemassa tunnereaktion arvioimisessa saatuun ärsykkeeseen. Tutkijat eivät siitä huolimatta olleet löytäneet sitä aivojen osaa, joka toimii ikään kuin orkesterin kapellimestarina. He halusivat selvittää, mikä yhdistää kaikkia aivoissa tapahtuvia prosesseja ja luo niistä ihmiselle merkittävän ja kokonaisvaltaisen oppitunnin.

Pitkällisten tutkimusten jälkeen löydettiin viimein insulaarinen aivokuori, joka sijaitsee syvässä piilossa lateraalisessa eli sivussa olevassa aivojen poimussa ja joka on vastuussa hälytysmerkkien lähettämisestä epämiellyttävien tapahtumien johdosta. Huolimatta siitä, että mantelitumakkeen hermosolut ja insulaariset hermosolut vaikuttaisivat olevan yhteydessä toisiinsa, ovat tutkijat vasta viime aikoina alkaneet tutkia näiden varsinaista toimintaa.

Asiantuntijat olivat pitkään sitä mieltä, että insulaarinen aivokuori on vastuussa tunteiden ja mielialojen koodaamisesta.

Alussa mainitussa tutkimuksessa käytettiin koe-eläiminä rottia, sillä tämän eläimen insulaarinen aivokuori vastaa hyvin pitkälti ihmisen aivokuorta. Tutkijat huomasivat, että mikäli he katkaisivat eläimen insulaarisen aivokuoren yhteyden epämiellyttävän tapahtuman aikana, eivät rotat enää suhtautuneet pelokkaasti vastaaviin mahdollisiin tuleviin kivuliaisiin tapahtumiin.

Tutkijat huomasivat myös, että laboratorissa olevat rotat, joiden insulaarinen aivokuori oli katkaistu, kokivat vaikeuksia oppia aiemmista kivuliaista kokemuksista.

“Me muodostumme siitä, mitä me toistuvasti teemme. Ylivertaisuus ei tämän vuoksi ole yksittäinen toiminta vaan totuttu tapa.”

-Aristoteles-

Insulaarinen aivokuori ja tunteiden prosessointi

Tutkijat ovat osoittaneet, että insulaarisella aivokuorella on tärkeä rooli kivuliaiden kokemusten aikana. Se on kuitenkin myös merkittävällä tavalla mukana monen perustunteen kokemisessa. Insulaarinen aivokuori käsittelee yhtä lailla rakkautta, vihaa, inhoa, kipua, surua sekä onnellisuutta. Anatomisesta näkökulmasta katsottuna on insulaarinen aivokuori täydellisessä paikassa osallistuakseen kahteen erityiseen tapahtumaan:

  • Kehon tilaan liittyvän informaation välittäminen erilaisten emotionaalisten prosessien aikana.
  • Monenlaiset korkean tason kognitiiviset prosessit.

Välittäjänä toimii tässä kehon muutosten (erilaisten tunnetilojen laukaisemana) yhteys siihen, miten ihminen itse kokee kvalitatiivisesti ja subjektiivisesti nämä muutokset. Toisin sanoen insulaarinen aivokuori ilmoittaa aivoillesi, mitä kehosi tekee ja mitä sille kuuluu.

insulaarinen aivokuori

Mitä nämä uudet tulokset kertovat meille?

Tutkijat ovat osoittaneet, että insulaarinen aivokuori lähettää aivoille tietoa kehon tilasta. Se voi kuitenkin myös lähettää voimakkaita varoitusmerkkejä aivojen muihin osiin. Nämä kyseessä olevat alueet osallistuvat kaikki epämiellyttävien tai kivuliaiden tapahtumien muistojen muodostamisessa.

Neurotieteilijät uskovat, että insulaariset hermosolut saattavat olla vastuussa subjektiivisesta kivun kokemuksesta. Tämän seurauksena ne olisivat myös vastuussa epämiellyttävien tuntemusten lisäämisestä kivuliaisiin kokemuksiin. Insulaarinen aivokuori kehottaa aivojen muita osa-alueita toteuttamaan omia tehtäviään uhasta oppimisen prosessin aikana.

Tämä kaikki on saanut tutkijat uskomaan, että insulaarisen aivokuoren toiminnalla on erittäin tärkeä merkitys kaikissa niissä toiminnoissa, jotka liittyvät aivojen eri osa-alueiden välisiin yhteyksiin. Tämä löytö sopii myös siihen tietoon, että mikä tahansa insulaariseen aivokuoreen tuleva vamma voi johtaa moninaisiin psykologisiin ongelmiin.

Yhteenvetona haluamme todeta, että sellaiset tutkimukset, jotka selvittävät hermosolujen yhteyksiä ja erilaisia joustavuuden mekanismeja aivojen kivun koodaamiseen, voivat tulevaisuudessa toimia erilaisten merkittävien psykiatristen teorioiden perustana. Sellaisista mielen häiriöistä kuten traumaperäisestä stressihäiriöistä ja ahdistuneisuuden häiriöistä kärsivät ihmiset voisivat tulevaisuudessa hyötyä merkittävästi tällaisista tieteen tekemistä kehitysaskeleista.

  • Coffeen, U.Pellicer, F. y López-Muñoz, F. (2011). La Corteza insular en el dolor: un estudio neurofisiológico básico. EAE Editorial Academia Española Internacional.
  • Tirapu, J., García, A., Ríos, M. y Ardila, A. (2012). Neuropsicología de la corteza frontal y las funciones ejecutivas. Barcelona: Viguera Eds.