Nuori muistaa näkemänsä, vanha näkee muistamansa. Miksi?

Nuori muistaa näkemänsä, vanha näkee muistamansa. Miksi?

Nuori muistaa näkemänsä, vanha näkee muistamansa. Miksi?

Aivoilla on kiehtova kyky luoda tapahtumista yhtenäisiä elokuvamaisia muistikuvia. Juuri tämä  tapahtumamuisti heikkenee usein iän mittaan ensimmäisenä. Paikkasolututkimus on auttanut selvittämään, miksi niin käy.

Kuinka ihminen osaa suunnistaa vieraassa ympäristössä? Sitä viisaat pohtivat satoja vuosia, kunnes professori John O´Keefe ratkaisi arvoituksen vuonna 1971 rottia tutkimalla. Löydöstään O´Keefe palkittiin viime vuonna Nobelilla.
Kompassina toimii aivojen hippokampus. Kun rotta liikkui rajatulla areenalla, hippokampuksessa olevat yksittäiset hermosolut aktivoituivat joka kerta, kun se tuli tiettyyn kohtaan. Näiden ns. paikkasolujen avulla rotan aivoihin piirtyi kartta ympäristöstä, ja eläin tiesi automaattisesti, missä kohdassa se kulloinkin oli.
Ei tässä vielä kaikki. Selvisi myös, että jos rotta siirrettiin vieraaseen ympäristöön, osa edellisessä paikassa aktiivisina olleista paikkasoluista hiljeni kokonaan ja käyttöön otettiin vastaavasti uusia. Rotan aivot laativat siten jokaisesta ympäristöstä eri kartan. Kun eläin palautettiin tuttuun paikkaan,  muistiarkisto kaivoi automaattisesti esiin oikean kartan.

Molekulaarisen neurotieteen professori Heikki Tanila pitää O´Keefen löytöä yhä mullistavana. Se on auttanut ymmärtämään myös ihmisen muistijärjestelmien toimintaa.
Aivokuoren ohimolohkon sisäosan rakenteissa (ns. peririnaalinen aivokuori) on välimuisti, joka kerää ympäristöstä eri aistien kautta tulevat ärsykkeet yhteen ja käsittelee ne meille tunnistettavaksi kokonaisuudeksi. Tästä seuraa, että tiedämme, miltä appelsiini näyttää, ja jopa, miltä se tuoksuu ja maistuu.
Huomattavasti tätä mutkikkaammin toimii ihmisen tapahtumamuisti. Tanilan mukaan tutkijat ovat kauan yrittäneet selvittää, kuinka aivomme luovat tapahtumamuistille tyypilliset eloisat elokuvamaiset muistikuvat, jotka sisältävät tiedon myös ajasta ja paikasta sekä tapahtumien järjestyksestä.
– Nykykäsitys on, että sama hippokampuksen paikkasolujen järjestelmä, jonka avulla rotta löytää paikasta A paikkaan B, mahdollistaa prosessin, jossa kykenemme muistamaan tapahtumia episodeina.

Tanila tutkii vanhenevien aivojen toimintaa. On tyypillistä, että muistihäiriöt kolhivat iän mittaan varsinkin tapahtumamuistia. Vanhat yksittäiset asiat voivat pysyä eloisina muistissa, mutta lähimenneisyyden tapahtumia voi olla mahdoton palauttaa vapaasti mieleen, ja käsitykset muistikuvien ajasta ja paikasta jäävät hajanaisiksi. Myös suunnistuskyky heikkenee.
– On pohdittu, ovatko nämä varhain ilmenevät muistin haurastumisen merkit  oire alkavasta muistisairaudesta, Tanila sanoo.
Ihmisellä on nykytekniikoilla mahdoton erottaa ikääntymisen aiheuttamaa muistin heikentymistä varsinaisesta muistisairaudesta kuten Alzheimerin taudista, koska muistisairaus kehittyy hyvin hitaasti ja huomaamatta. Sen sijaan on huomattu, että myös osalla vanhoista rotista suunnistuskyky ja paikkamuisti heikkenevät nuoriin verrattuna. Koska rotalla ei ole varsinaisia muistisairauksia, muutoksen täytyy liittyä aivojen luonnolliseen vanhenemiseen.

Mitä aivoissa siis tapahtuu?
Rottatutkimuksissa on saatu se posittivinen tieto, ettei tapahtumamuistin huonontuminen johdu solukadosta, kuten aiemmin otaksuttiin. Sen sijaan hippokampuksen toiminnassa tapahtuu iän myötä jouko pieniä muutoksia. Niiden seurauksena ympäristöstä tulevan uuden informaation pääsy hippokampukseen vaikeutuu ja vastaavasti vanha muistissa jo oleva aines saa ylisuuren painoarvon. Siten aivot tulkitsevat havaintoja vanhojen muistikuvien perusteella, jolloin lopputulos on väärä.
Hippokampus on muistin välivarasto. Unen aikana aivot siirtävät sieltä tärkeäksi katsomansa materiaalin pysyvään muistiin aivokuorelle. Loput tyhjennetään turhana pois.
– Myös tämä prosessi muuttuu iän mittaan niin, että aivot tulkitsevat uuden aineksen helpommin turhaksi eikä sitä tallenneta. Silloin on täysin ymmärrettävää, että asioita ja tapahtumia on vaikea palauttaa mieleen.

Aivojen rakenne on perua hyvin kaukaa menneisyydestä, jolloin ihminen eli koko elämänsä jokseenkin samoilla sijoilla. Tyypillistä aivoille on, että lapsuudessa ne ovat erittäin joustavat ja oppivaiset, mutta joustavuus vähenee hyvin nopeasti, vaikka ei katoa kokonaan.
– Pysyvässä ympäristössä on ollut luultavasti suurta hyötyä siitä, että lapsi on tutkinut ja opetellut elinolosuhteet ja painanut ne mieleensä. Mutta kun malli on luotu, siihen ei enää tarvitse tuhlata resursseja vaan ihminen tietää kokemuksesta, miten asiat toimivat ja kuinka parhaiten selviää hengissä, Tanila arvelee.
Osin muistihäiriöt voivatkin hänen mukaansa olla seurausta siitä, etteivät aivomme pysy nykyisen nopeasti muuttuvan maailman kelkassa.
– Tutussa paikassa vanha ihminen saattaa selvitä hyvin, mutta jos hän joutuu muuttamaan kotoaan täysin vieraaseen ympäristöön, jossa kaikki asiat toimivat eri tavoin kuin on tottunut, vanhat taidot eivät enää toimi.
Miksi joillakin ihmisillä suunnistuskyky ja tapahtumamuisti säilyvät terävinä läpi elämän? Luultavasti siksi, että he käyttävät sisäistä kompassiaan.
– Järjestelmä ruostuu, jos autoilija luottaa aina navigaattoriin tai turisti kulkee matkalla oppaan perässä. Samoin voi käydä, jos päivät ja viikot toistuvat aina jokseenkin saman kaavan mukaan.

Kansainvälisen aivoviikon luentosarja 10.3.2015

LÄHDE: Molekulaarisen neurotieteen professori Heikki Tanila, Itä-Suomen yliopisto:

Anne Karuvuori/SUOMEN AIVOSÄÄTIÖ