Neurotiede: tapa ymmärtää kuinka mieli toimii
Neurotieteen tavoitteena on perinteisesti ollut ymmärtää kuinka hermojärjestelmä toimii, sekä funktionaalisesti että rakenteellisesti. Tässä tieteenhaarassa halutaan tietää kuinka aivot on järjestetty. Se on edennyt viime aikoina halusta tietää kuinka aivot toimivat myös siihen kuinka ne vaikuttavat käyttäytymiseemme, ajatuksiimme ja tunteisiimme.
Fyysisten aivojen yhdistäminen käsitteelliseen mieleen on sitä mitä kognitiivinen neurotiede tekee. Se on sekoitus neurotiedettä ja kognitiivista psykologiaa. Jälkimmäinen on tekemisissä korkeampien toimintojen tiedon kanssa, kuten muistin, kielen ja huomiokyvyn. Joten kognitiivisen neurotieteen päätavoitteena on yhdistää aivojen toiminta meidän kognitiivisiin kykyihimme ja käytöksiimme.
Vastikään kehitetyt tekniikat ovat mahdollistaneet uusia tutkimuksia tällä alalla. Tutkimukset hermoston kuvaamisessa ovat helpottaneet konkreettisten rakenteiden yhdistämistä erilaisiin toimintoihin. Yksi apukeino on tässä erityisen hyödyllinen: funktionaalinen magneettikuvaus (fMRI). Erilaisia työvälineitä, kuten häiritsemätön transkraniaalinen magneettistimulointi, on myös kehitetty hoitamaan erilaisia patologisia olosuhteita.
Neurotieteen alku
Neurotieteen alusta ei voi olla puhumatta mainitsematta Santiago Ramon y Cajalia, neuroniopin kehittäjää. Hänen työpanoksensa hermojärjestelmän ongelmissa kuten kehityksessä, rappeutumisessa ja uudistumisessa on tärkeää yhä tänä päivänä, ja tieteilijät lisäävät jatkuvasti tietoa hänen työhönsä. Jos neurotieteen alulle pitäisi laittaa päivämäärä, olisi se 1800-luku.
Tämä tieteenhaara kehittyi samaan aikaan mikroskoopin kehityksen kanssa. Kokeilevat menetelmät kuten kudosten värjääminen sekä hermojärjestelmän rakenteen ja toiminnallisuuden tutkiminen auttoi myös.
Neurotiede ja aivojemme toiminnan ymmärtäminen on kuitenkin kasvanut monesta eri tiedon alueesta. Voitaisiin sanoa, että monet neurotieteen tutkintatulokset ovat monitieteellisiä.
Anatomia, joka on vastuussa kaikkien monimutkaisten sisäisten kehonosien paikantamisesta, oli merkittävästi osana tätä. Fysiologia on keskittynyt siihen kuinka keho toimii. Farmakologia sen sijaan on keskittynyt ulkoisiin aineisiin ja niiden jälkiseurauksiin kehossa ja meidän biokemiassamme käyttäen kehon itsensä piilottamia aineita kuten aivojen välittäjäaineita.
Psykologia on myös ollut tärkeässä osassa neurotiedettä käytökseen ja ajatteluun liittyvien teorioiden avulla. Vuosien saatossa psykologia on siirtynyt eteenpäin sellaisesta paikallistamisen näkökulmasta. Tässä näkökulmassa uskottiin, että jokaisella aivojen osa-alueella oli erityinen tehtävä. Nykyään tutkijat ovat ottaneet funktionaalisemman näkökulman tavoitteena ymmärtää aivojen kokonaistoimintaa.
Kognitiivinen neurotiede
Neurotiede on laaja tieteen tutkimusala. Siihen sisältyvät kaikki tutkimukset perustavanlaatuisista soveltaviin, jotka toimivat piilevien käytöksellisten toimintojen seurausten kanssa. Neurotieteen sisällä oleva kognitiivinen neurotiede yrittää ymmärtää kuinka korkeammat toiminnot kuten kieli, muisti ja päätöksenteko toimivat.
Kognitiivinen neurotiede keskittyy neuronien kasvualustaan henkisissä prosesseissa. Toisin sanoen, mikä vaikutus meidän käyttäytymisellä ja ajatuksilla on aivoihimme? Olemme paljastaneet tiettyjä aivojen osa-alueita, jotka ovat vastuussa aistinvaraisista ja motorisista toiminnoista, mutta nämä osa-alueet edustavat vain neljäsosaa koko aivokuoresta.
Näillä osa-alueilla ei ole erityistä tehtävää. Sen sijaan ne ovat vastuussa johtopäätösten tekemisestä, yhdentymisestä sekä aistinvaraisten ja motoristen toimintojen sovittamisesta yhteen. Tämä aiheuttaa sen, että ne ovat vastuussa ylempiarvoisista henkisistä toiminnoista. Aivojen alueita, jotka ohjaavat toimintoja kuten muistia, ajattelua, tunteita, tietoisuutta ja luonnetta, on paljon vaikeampi paikantaa.
Muisti on yhdistetty aivotursoon, joka sijaitsee aivojen keskellä. Mitä tulee tunteisiin, tiedämme että limbinen järjestelmä säätelee janoa ja nälkää (hypotalamus), aggressioita (mantelitumake) sekä tunteita yleisesti. Aivokuori on se paikka, missä aivot yhdentyvät kognitiivisten kykyjen kanssa. Siellä kehittyy tietoisuutemme, missä perustamme ihmissuhteita ja teemme monimutkaisia päättelyjä.
Aivot ja tunteet
Yksi osa-alue, jota kognitiivinen neurotiede on auttanut meitä ymmärtämään, on tunteet. Tunteet ovat korvaamattomia ihmisten elämässä. Me kaikki koemme niitä. Me ilmaisemme kaikkia tunteita sisäelinten muutosten välityksellä sekä stereotyyppisten somaattisten ja motoristen vastausten, erityisesti kasvojen lihasten liikkeen, avulla.
Perinteisesti tutkimukset laskivat tunteet limbisen järjestelmän ansioksi. Tätä pidetään edelleen totena, mutta olemme huomanneet että myös aivojen muut alueet ovat osallisena.
Näihin muihin alueisiin kuuluvat mantelitumake sekä otsalohkon elektroni- ja sisäkuori. Nämä alueet työskentelevät yhdessä muodostaakseen tunteisiin perustuvan motorisen järjestelmän. Samat rakenteet, jotka prosessoivat tunteisiin perustuvia merkkejä, osallistuvat myös muihin tehtäviin, kuten järkiperäiseen päätöksentekoon ja jopa moraaliseen arvosteluun.
Sisäelinten motoorinen päätelevy ja somaattiset motoorineuronit koordinoivat sitä kuinka ilmaisemme tunteitamme. Tunteet ja autonomisen hermojärjestelmän aktivointi ovat läheisesti yhdistyneitä siihen.
Minkä tahansa tunteen tunteminen, kuten pelon tai yllättymisen tunteen, olisi mahdotonta kokematta kohonnutta sydämen sykettä, hikoilua, tärinää… Se on osa sitä mikä tekee näistä tunteista niin rikastuttavia.
Tunteet ovat mukautuvia apuvälineitä, jotka tiedottavat muille meidän mielentilamme. Samankaltaisuuksia on osoitettu siinä kuinka ihmiset ilmaisevat iloa, surua, vihaa ja niin edelleen. Itse asiassa tutkimukset ovat huomanneet samankaltaisuuksia eri kulttuurien välillä. Se on yksi meillä olevista tavoista kommunikoida ja eläytyä muiden kanssa.
Lähteet
Cavada, C. Sociedad Española de Neurociencia: Historia de la neurociencia. Recuperado de http://www.senc.es/es/antecedentes
Eriksson, P.S., Perfilieva E., Bjork-Eriksson T., Alborn A. M., Nordborg C., Peterson D.A., Gage F.H. (1998). Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus. Nature Medicine.4(11), 1313–1317.
Kandell E.R., Schwartz J.H. y Jessell T.M.(2001) Principios de Neurociencia. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana.
Lupien S.J., King S., Meaney M.J., McEwen B.S.(2000). Child’s stress hormone levels correlate with mother’s socioeconomic status and depressive state. Biological Psychiatry. 48, 976–980.
Purves, Augustine, Fitzpatrick, Hall, Lamantia, McNamara y Williams. (2007). Neurociencia(Tercera edición).Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.
Rizzolatti G., Craighero L. (2004).The mirror-neuron system. Annual Review of Neuroscience. 27, 169–192.
Stern, Y. (2009). Cognitive reserve. Neuropsychologia, 47(10), 2015–2028. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2009.03.004