Aivot järjestäytyvät tarvittaessa uudelleen

Aivojen ääretön tarina. David Eagleman. Suom. Nina Mäki-Kihniä. Atena, 2022.

Elävät kytkennät 

On henkilöitä, joilta puuttuu tai on jouduttu poistamaan aivojen toinen puolisko, mutta jotka silti kykenevät lähes normaaliin elämään.

Toipuminen vaatii määrätietoista kuntoutusta sekä fysio- ja puheterapiaa.

Aivojen hermosolut kuitenkin kykenevät järjestäytymään uudelleen. Jäljelle jäänyt puolisko ottaa vastuun myös poistetun puolen toimintojen ohjauksesta.  

Kyse on aivojen plastisuudesta, kun aistisyötteiden muutokset saavat aikaan aivokuoressa uudelleen järjestäytymistä. Plastisuus näyttää kuitenkin kirjoittajan mukaan olevan nyt jo vanhentunut paradigma. 

Muovautuvuutta parempi termi aivoille on 'livewired', joka kuvaa aivoja mukautuvana, dynaamisena ja tietoa etsivänä järjestelmänä. 

Aivoissa ei voida erottaa softaa ja rautaa kuten tietokoneissa. Tietokone ei ole nykytiedon mukaan pätevä aivojen analogia. 

Jos raaja joudutaan poistamaan, potilas voi tuntea aavesärkyä ikään kuin raaja olisikin vielä olemassa. Toisaalta, jos kehosta jokin osa ei enää lähetä syötettä aivoihin, vierusosat valtaavat tuon aivojen alueen. 

Sokeutuneen ihmisen aivoissa muut aistit valtaavat näköaistin tilan. Siinä on myös selitys, miksi sokea voi jatkossa aistia muilla aisteilla herkemmin kuin aikaisemmin. 

Aavesärky johtuu siitä, että vaikka muutos alueiden valtaamisesta on nopeaa aivokuoren tasolla, järjestelmän alemmilla tasoilla muutokset ovat hitaampia.

Unet

Miksi ihminen näkee unia? Neurotieteen kannalta unien näkeminen liittyy maapallon pyörimisliikkeeseen, jonka seurauksena pimeys on vallinnut noin puolet vuorokaudesta. 

Jos näköaisti ei anna syötettä aivoille, muut aistit eli vierusalueet aivoissa ovat valmiina valtaamaan näköaivokuoren. Näköaivokuori puolustautuu unilla.

Hippokampus ja etuotsalohko eivät unien aikaan ole niin aktiivisia kuin valveilla. Tämä selittää, miksi unia on vaikea muistaa. Niitä ei ole tarkoitettu muistettavaksi, unien tehtävä on pitää näköaivokuori toiminnassa.

Aistit

Aivoilla on hämmästyttävä kyky oppia ymmärtämään erilaisia informaatiosyötteitä. Kirjoittaja ennustaa, että yksittäinen aistikanava saadaan vielä välittämään jonkun toisen aistin tietoa, kuten esim. videokameran datavirta voitaisiin kokea iholla kosketuksena. 

Kirjassa esitellään useita neurologisia apuvälineitä.  Tasapainoaistin menettäneille suunnitellaan kypärää, joka antureillaan mittaa pään asentoa. Tämä tieto ohjataan kielessä olevaan elektrodimattoon, jolloin tasapainon kokeminen olisi jälleen mahdollista.

Apuvälineiden avulla voidaan korjata aistivammoja, mutta lisäksi niitä tulevaisuudessa käytetään myös tehostamaan aisteja.

Samoin joskus vielä varmaan kehitetään aivan uusia aisteja.

Leikkaussalissa potilasdataa voitaisiin syöttää kirurgille siten, että hän tuntisi datan kehossaan. Monitoreita ei tarvitsisi seurata.

Ihminen voisi seurata jatkuvasti kehollaan omaa lämpöään, verenpainetta, sykettä ja paljon muuta. Puolisot voisivat seurata toistensa dataa omassa kehossaan. 

Globaalilla tasolla politiikan tarkkailija voisi tuntea kehossaan yhtäkkiä poliittisen kriisin toisella puolen maapalloa. Tämä voitaisiin toteuttaa tiivistämällä riittävä määrä tviittejä yhteen hetkeen ja ohjaamalla tiivistelmä kehon tuntemukseksi. 

Vain mielikuvitus olisi rajana, miten aisteja voisi laajentaa: tekijä mainitsee näkökyvyn venyttämisen sähkömagmeettisen spektrin molempiin päihin tai ultraäänikuulon kehittämisen.

Toinen suunta olisi miettiä,  miten ihminen voisi saada nykyistä paremman kehon. Halvaantuneille on hahmoteltu koko vartalon pukua,  joka tottelee aivojen käskyjä eli tavoitteena on päästä liikkumaan ajatuksen voimalla. Idea toteutettaisiin istuttamalla tiheä ryväs mikroelektrodeja aivoihin, joiden aktivaatiota kanavoimalla voisi hallita monimutkaista robottia.

Vaihtoehtoinen ratkaisu olisi sellainen, kun halvaantunut ajattelee liikuttavansa kättään, signaali ohjataan ensin tulkattavaksi koneoppimista käyttäville algoritmeille. Vaurioitunut selkäydin ohitettaisiin ja sen sijaan signaali kulkisi lihassimulaattoriin tavoitteena saada halvaantunut potilas liikuttamaan kättään.

Muistot

Miksi dementian vaivaamana muistaa vanhoja asioita lapsuudesta, mutta ei tuoreita tapahtumia? Kun potilaalta poistettiin hippokampukset toiveena saada epilepsiakohtaukset kuriin, leikkauksen jälkeen huomattiin, että potilaalla oli säilynyt vanhoja muistoja, mutta uusia muistoja ei enää syntynyt.

Hippokampus on tärkeä muistin kannalta. Se on olennainen oppimiselle, mutta ei aikaisemmin opitun muistamiselle.

Hippokampus on välipysäke, opitut asiat välitetään eri puolille aivokuorta, minne muistot tallentuvat. 

Kirjaa lukiessa käy välillä mielessä, onko tämä tietokirja vai scifiä.