Aivoja voi trimmata ja päähän ympätä lisää muistia ja ymmärrystä.

Teksti: Kirsi Heikkinen

Aivoja voi trimmata ja päähän ympätä lisää muistia ja ymmärrystä.

Julkaistu Tiede -lehdessä 8/2012

Poimi tästä niksit, joilla skarppaat itsestäsi fiksumman.

Ei voi kauhalla ottaa, kun on lusikalla annettu, väitti vanha kansa. Pitkään luultiin, että älynlahjat pysyvät suhteellisen vakaina läpi elämän. Viime vuonna Lontoon University Collegen tutkijat kuitenkin osoittivat, että älyllisiä kykyjä heijastava älykkyysosamäärä voi muuttua jopa parikymmentä pistettä suuntaan tai toiseen muutamassa vuodessa.

Heilahdus on niin iso, että se riittää nostamaan keskivertonupin huippuälykkäiden luokkaan tai pudottamaan välkyn nerokerhosta, selitti tutkimusta johtanut professori Cathy Price tulosta tiedotusvälineille.

Heilahdus myös näkyi koehenkilöiden aivoissa. Kielellisen älykkyyden kohentuminen tai heikentyminen kytkeytyi niin kutsutun harmaan aineen muutoksiin liikeaivokuoren puhe­alueilla, kun taas ei-kielelliset nousut ja laskut yhdistyivät muutoksiin sormien motorisilla alueilla. Suomeksi sanottuna: järki juoksi paremmin, kun hermosolukko tiheni, ja takkusi, kun se harveni.

Vaikka tutkimus tehtiin teineillä, tutkijat uskovat, että hoksottimien hiominen onnistuu vanhempanakin. Viime vuosina on nimittäin varmistunut, että aivoissa syntyy hermoliitoksia ja muistikoneistossa myös uusia hermosoluja kaiken ikää. Äly rakentuu niistä, ja hermosolujen syntyminen ja kytkeytyminen toisiinsa mahdollistaa oppimisen. Tutkijat nimittävät ilmiötä aivojen muovautuvuudeksi.

– Jos kerran aivot kykenevät muuttumaan koko elämän, niin voiko älykkyysosamääräkin muuttua? Arvaukseni on kyllä, Price sanoo tutkimusryhmänsä tiedotteessa.

Tiede ei vielä tarkkaan tiedä, mikä erottaa älyn jättiläisen aivot tyhmemmän aivoista, mutta hajulle sentään on päästy. Keräsimme niksejä, joilla korvien väliään voi virittää.

1 Kerran vielä, Sam

Kertaus on opintojen äiti ja harjoittelu tekee mestarin, on aivotutkimuksissa osoitettu moneen kertaan. Mitä ahkerammin käytät tiettyjä hermoyhteyksiä, sitä enemmän ne vahvistuvat. Klassikkoesimerkki on vuonna 2003 valmistunut tutkimus lontoolaisista taksikuskeista. Kuljettajilla, jotka olivat opetelleet tuhansia ja taas tuhansia kadunnimiä sijainteineen, oli muita pulleampi hippokampuksen takaosa. Kyseinen alue hoitaa niin kutsuttua avaruudellista muistia.

Älä siis ulkoista muistamista ja suuntimista laitteille, vaan pistä hippokampus hommiin! Jos et käytä päätäsi, hermosoluverkostosi harvenee.

2 Terästä työmuistia

Harmillista monissa älyllisissä taidoissa on se, että treeni kohentaa vain sitä kykyä, jota harjoitat. Jos täytät ahkerasti ristikoita, tulet paremmaksi ristikonratkojaksi muttet ymmärrä yhtään sen paremmin euroalueen kriisiä. Samalla tavoin näppärien muistisääntöjen keksiminen auttaa muistamaan paremmin opeteltavana olevan asian, mutta matemaattiset yhtälöt eivät ratkea sen helpommin kuin aiemminkaan.

Sen sijaan työmuistin trimmaaminen saattaa lisätä niin kutsuttua joustavaa älykkyyttä. Susanne Jaeggi Michiganin yliopistosta on osoittanut niin aikuisilla kuin lapsilla, että mitä enemmän koehenkilö harjoittelee ja petraa lyhytkestoista muistiaan, sitä enemmän hänen ongelmanratkomiskykynsä kohenee.

Työmuistin parantaminen onnistuu ainakin tietokoneistettujen muistiharjoitteiden avulla, uskovat tutkimustensa perusteella muun muassa ruotsalaistutkija Torkel Klingberg ja brittitutkija Tracy Alloway.

Työmuistiharjoittelu tekee fiksummaksi, koska se aktivoi aivoista useita alueita – ja juuri niitä, jotka käynnistyvät, kun aivot ajattelevat ja tekevät päätelmiä.

– Olen varovaisen optimistinen, että vaikutukset ovat tosia, kommentoi tutkija Jason Chein Templen yliopistosta Newsweek-lehdessä. Omissa tutkimuksissaan hän on havainnut, että monimutkaisia työmuistiharjoituksia tehneet aikuiset ymmärtävät aiempaa paremmin, mitä lukevat.

3 Keskity asiaasi

Mikään harjoittelu ei kuitenkaan vaikuta aivoihin eivätkä asiat painu muistiin, ellet kiinnitä huomiota siihen, mitä teet. Keskittyminen muovaa hermosolumattoa melkein kuin lämpö vahaa.

Innostus tehostaa tarkkaavaisuutta automaattisesti, mutta kun mielenkiinto lopahtaa tai tekemisestä tulee rutiinia, keskittyminen herpaantuu. Asiantuntijat suosittelevat avuksi Pomodoro-ajanhallintatekniikkaa. Siihen ei tarvita kuin munakello. Väännä ajaksi 25 minuuttia ja työstä tekeillä olevaa tehtävääsi kaikin voimin siihen asti, kun kello pirisee. Sitten pidät viiden minuutin tauon ennen uutta työskentelyrupeamaa. Parin tunnin välein lepuuta aivojasi vähän pidempään.

Vanha kunnon kofeiinikin terävöittää. Se sitoutuu samoihin reseptoreihin kuin uni–valve-rytmiä säätelevä adenosiini, jota kertyy pääkoppaan päivän mittaan ja joka saa meidät lopulta nukahtamaan. Kofeiini siis taittaa adenosiinin aiheuttamaa väsymystä.

Viime vuonna Nature Neuroscience -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan kofeiini voi myös sähköistää hermoyhteyksiä. Kun rotat saivat paria kahvikupillista vastaavan määrän kofeiinia, muistia hoitavan hippokampuksen hermosolut tykittivät toisilleen sähäkämmin signaaleja kuin verrokkirottien neuronit.

Myös nikotiini tehostaa keskittymistä ja työmuistin toimintaa, totesi Yhdysvaltain terveysvirasto, kun se analysoi 41 nikotiinin vaikutuksiin paneutunutta tutkimusta. Tupakoijaksi paremman muistin toivossa ei kuitenkaan kannata ryhtyä. Valitettava takapotku on, että tupakointi yli kaksinkertaistaa dementiariskin. Näin kertoo Kuopion yliopistossa 2010 valmistunut tutkimus.

4 Nurin, oikein, nurin

Hienomotoristen taitojen viilaus voi vahvistaa myös tiedollisia toimintoja. Tähän viittaa alussa mainittu älykkyysosamääriä mitannut tutkimuskin: motoristen alueiden hermosolut kietoutuvat tiiviisti järjenjuoksuun.

Kaiva siis virkkuukoukku tai neulepuikot ja lankakerä esiin. Patalappuja tarvitaan aina ja kohta taas kaulaliinaa tai villapaitaa. Vaihtoehtoisesti voit nyplätä pitsiä, rakentaa pienoismalleja tai opetella jonglöörin taitoja. Tai vaikka taiteilla paperista origameja.

Mikä tahansa keskittymistä vaativa tarkkuusnäpertely tehonnee. Valitse varmuuden vuoksi kaksikätinen laji.

5 Kirkasta päätä

Meditaatiosta tulvii tuloksia, jotka kielivät älyllisistä hyödyistä. Kesäkuussa Oregonin yliopiston tutkijat raportoivat Pnas-lehdessä, että kiinalainen IBMT-tekniikka tihentää hermosoluja ja paksuntaa niitä suojaavaa myeliinikerrosta aivokuoren alueella, joka osallistuu muun muassa tarkkaavaisuuteen ja tunteisiin. Ero näkyy aivokuvissa jo 11 tunnin harjoittelun jälkeen.

– Tulokset ovat jännittäviä, koska kaikki muut harjoitteet, työmuistitreeni mukaan lukien, näyttävät muuttavan vain hermosolujen myeliinikerrosta, joka vauhdittaa signaalien kulkua, sanoo neurotutkija Yi-Yuan Tang tutkimustiedotteessaan. Meditaatio sen sijaan edistää myös hermosolujen kytkeytymistä toisiinsa.

Vuonna 2007 Tangin ryhmä raportoi, että parinkymmenen minuutin päivittäinen IBMT viitenä päivänä paransi opiskelijoiden keskittymiskykyä ja vähensi stressihormoni kortisolin pitoisuutta veressä.

Mikäli meditointi ei houkuttele, viljele vitsejä tai tee muita juttuja, jotka saavat sinut hyvälle tuulelle. Hyvä mieli vähentää kortisolin määrää elimistössä.

6 Älä sinä huoli

Stressi on hyödyksi, jos pitää juosta petoa pakoon. Se pistää kintut porhaltamaan, mutta samalla se lamaa älyn. Paniikkitilanteessa aivojen pelkokeskus mantelitumake nimittäin ohittaa aivojen pomon eli etuaivokuoren, jossa muun muassa harkinta ja työmuisti majailevat.

Alituinen pelkääminen ja murehtiminen voi jopa tyhmistää, sillä jatkuva stressi syövyttää hermosoluja. Kortisoli kuluttaa hermosoluja pinnoittavaa myeliiniä ja hidastaa signaalien siirtoa.

Puhalla siis pois turhat huolet. Karista kiire. Istu puistossa. Bongaa pilviä. Tuijota kukkaa. Kuten juuri opimme, meditointi lienee tehokkain keino hälventää stressiä, mutta suomalaisten suosikkipaikka saunakin voi auttaa.

Jo 1960-luvulla huomattiin, että saunominen laskee kahden stressihormonin, adrenaliinin ja noradrenaliinin, pitoisuutta. Christopher Lowry Coloradon yliopistosta on puolestaan tunnistanut aivoista hermosoluja, jotka vapauttavat serotoniinia, kun kehon lämpötila nousee. Ne saattavat selittää saunan tuottaman mielihyvän, sillä ne ovat kytköksissä aivoalueeseen, joka säätelee mielialaa.

7 Räiski koneella

Tutkijat eivät ole yksimielisiä siitä, parantavatko tietokonepelit älyllisiä kykyjä, mutta muun muassa Yaakov Stern Columbian yliopistosta uskoo niin. Hän pani 60 yli kuusikymppistä koehenkilöä pelaamaan räiskintäpeliä, jossa ammutaan ohjuksia ja tuhotaan linnakkeita samalla, kun suojellaan omaa avaruusalusta hyökkääjiltä.

Kolmen kuukauden harjoittelu paransi paitsi pelaajan reaktiokykyjä myös avaruudellista hahmotusta ja muistia. Hyödyt olivat pienehköt, mutta kuitenkin mitattavissa.

Tölväise lapsesi – tai vaihtoehtoisesti vanhempasi – tietokoneelta ja ryhdy räiskimään.

8 Vedä tirsat

Jatkuvaa paahtamista ei kestä kenenkään pää. Aivot tarvitsevat taukoja jo siksikin, että asioi­den järjestely ja siirto säilömuistiin vievät aikaa. Tästä syystä esimerkiksi tentittävää tekstiä ei kannata ahmaista kerralla, mikäli haluaa muistaa faktat myöhemminkin.

Japanilainen Riken-tutkimuskeskus tutki viime vuonna muistiin painamisen mekanismia hiirillä. Kun ne opettelivat uuden asian tunnissa, ne olivat vuorokauden kuluttua unohtaneet sen. Kun oppi pätkittiin neljälle tunnille, se pysyi muistissa. Tutkijat onnistuivat jäljittämään muistijäljen vahvistumismekanismin solutasolle asti.

Aivot järjestelevät muistijälkiä ja siirtävät niitä säilömuistiin nukkuessa. Siksi myös päivänokoset tekevät hyvää muistille. Kalifornian yliopiston tutkijat havaitsivat vuonna 2010, että 90 minuutin iltapäivätorkkujen ansiosta koehenkilöt pystyivät palauttamaan mieleensä aiemmin oppimansa ja oppimaan uuttakin paremmin kuin torkuitta jääneet verrokit.

Jos et ehdi vetää tirsoja tai pelkäät, ettei pomosi usko kuorsauksesi tuottavuuteen, anna mielesi välillä edes vaellella – tai ole ajattelematta mitään. Japanilaistulosten mukaan ajattelun tauko lisää veren virtausta valkoisessa aineessa ja edistää luovaa päättelyä – ilmeisesti siksi, että valkoinen aine koostuu hermosolujen liitoksista, joiden vilkas toiminta on fiksun mielen ytimessä.

9 Mustikkaa ja kurkumaa

Kauppojen hyllyt pullistelevat vitamiineja ja tuotteita, joiden väitetään parantavan aivojen toimintaa.

Yhdysvaltain terveysviraston meta-analyysi eli tehtyjen tutkimusten systemaattinen läpikäynti vuonna 2010 pihautti luuloista ilmat: vitamiinien tai antioksidanttien älyllisistä vaikutuksista ei löydy näyttöä, ja näyttö omega-3-yhdisteiden vaikutuksesta on hyvin hento.

Jotkin hiiri- ja ihmistutkimukset kuitenkin vihjaavat mustikan ja granaattiomenamehun hillitsevän muistin rappeutumista, joten tuskin niistä haittaakaan on. Kurkuman taas on huomattu jarruttavan Alzheimerin tautia aiheuttavien beeta-amyloidien muodostumista. Ripottele sitäkin siis varmuuden vuoksi ruokaasi.

Jogurtin lusikoiminen voi olla hyödyllistä paitsi masulle myös korvien välille. Ainakin hiirten muisti vilkastui, kun ne söivät probiootteja.

Suklaata rakastavia ilahduttanee brittiprofessori Ian Macdonaldin havainto, jonka mukaan tumman suklaan kaakaoyhdisteistä tehty tehojuoma vilkastaa verenkiertoa harmaan aineen alueella parin kolmen tunnin ajan. Jos ei muuta, niin suklaa on ainakin omiaan buustaamaan mielihyvää, joka hillitsee hermosoluja syövän kortisolin tihutöitä.

10 Lue

Kirjaimien ahmiminen ruokkii päätä. Lukeminen kehittää ajattelukykyä tavalla, johon asioista puhuminen ei pysty, ovat osoittaneet yhdysvaltalaistutkija Anne Cunningham ja kanadalaisprofessori Keith Stanovich. Kaksikon tutkimusten mukaan varttuneen ihmisen niin kutsuttu kiteytynyt älykkyys – jota viisaudeksikin kutsutaan – nojaa eniten lukemisen määrään.

11 Soita sormia napsuttele

Ongi kitara kotelosta tai ala paukuttaa pianoa. Instrumentin soittaminen edistää kielellisiä kykyjä – ainakin lapsilla, raportoi professori Nina Kraus Yhdysvaltain tieteidenedistämisseuran vuosikongressissa 2010. Musiikin harjoittelu vaikuttaa kuuloaistimuksia työstäviin rakenteisiin ja terävöittää äänteiden tunnistusta, mikä taas korreloi lukemisen ja kuulotarkkuuden kanssa.

Musiikki voi parantaa myös matemaattisia kykyjä. Asiaa on tutkinut Harvardin yliopiston psykologian professori Elizabeth Spelke ryhmineen. 80 opiskelijan koesarja osoitti, että musiikin ja matemaattisten kykyjen kytkös riippuu tehtävästä. Ahkerasti ja pitkään musiikkia opiskelleet oppilaat pärjäsivät verrokkeja paremmin geometriassa, mutta todennäköisyyslaskennan päättelytehtävissä musiikkitreeni ei edistänyt suoritusta.

Mielenkiintoista on, että muu taide – kuten teatteri tai kirjoittaminen – ei vaikuttanut geometriseen osaamiseen mitenkään.

12 Opettele uusi kieli

Kun koulut ja kansanopistot avaavat kohta syyskautensa, ota kielitarjonnasta kaikki irti. Jo kahden kielen oiva hallinta jumppaa otsalohkon etuosaa ja parantaa tarkkaavaisuutta, orientoitumista, priorisointia, tavoitteenasettelua ja ongelmanratkaisukykyä, tietää kanadalaisprofessori Ellen Bialystok.

Vuonna 2004 Bialystok ryhmineen osoitti, että terveiden ikääntyvien kaksikielisten henkiset kyvyt ovat paremmat kuin yksikielisten. Vuonna 2010 ryhmä tarkasteli Alzheimer-potilaiden tietoja. Neljän-sadan ihmisen aineisto osoitti, että sairauden oireet ilmenevät kaksikielisillä ainakin viisi vuotta myöhemmin kuin yhden kielen puhujilla.

– Tämä tarkoittaa, että kaksikielisyys siirtää ja helpottaa oireita. Kaksikieliset selviytyvät arjesta ilman Alzheimer-takkuja pidempään kuin yksikieliset, Bialystok kertoi Yhdysvaltain tieteenedistämisseuran vuosikongressissa viime vuonna.

Kaksikielisyys petraa myös aivojen moniajoa. Tuplakielen taitaja siis selviää monen tehtävän samanaikaisesta suorittamisesta paremmin kuin yksikielinen. Pakkoruotsia, for anyone?

13 Peppu ylös sohvalta

Sorry sohvaperunoille, mutta on vahvaa näyttöä siitä, että liikunnasta saa potkua pääkoppaan. Mikä tahansa raivoisa raudanpumppaus tai leppoisa venyttely ei kuitenkaan toimi. Älykuntoilun pitää käydä keuhkoille muttei viedä maitohapoille.

Aerobinen harjoittelu vahvistaa harmaata ja valkeaa ainetta, on osoittanut muun muassa Arthur Kramer Illinoisin yliopistosta. Jo 40 minuutin kävely kolme kertaa viikossa lisää BDNF-kasvutekijän eritystä, ja se taas edistää uusien hermosolujen ja niiden liitosten syntyä. Joten lenkkarit jalkaan ja menoksi!

14 Usko itseesi

Moni yhdysvaltalaisopiskelija on ryhtynyt napsimaan adhd-lääkettä, vaikkei kärsi ylivilkkaudesta. Syynä on toive, että äly säkenöisi, erityisesti kokeissa.

Metyylifenidaatin ja deksamfetamiinin on toden totta havaittu paitsi parantavan keskittymistä – ovathan ne adhd-lääkkeitä – myös jouheuttavan asioiden kaivamista muistista ja antavan lisää kierroksia työmuistiin. Päättelykykyä ne eivät sen sijaan paranna. Lisäksi mahdollisten sivuvaikutusten lista on pitkä, päänsärystä sydänkohtaukseen.

Pillereille on hyvä vaihtoehto, uskoo Martha Farah Wisconsinin yliopistosta. Kun hän testasi psykostimulanttien vaikutusta opiskelijoilla, hän huomasi, että lumelääke toimi älyä vaativissa suorituksissa ihan yhtä hyvin kuin deksamfetamiinilääke. Tämä vihjaa, että usko omaan osaamiseen voi tehota lääkkeen tavoin. Kumpikin vauhdittaa mielihyvää tuottavan dopamiinin eritystä, mikä taas palkitsee ja ruokkii motivaatiota. Motivaatio taas ryydittää innostusta, mikä puolestaan auttaa keskittymään, mikä taas on oppimisen edellytys.

Lähteitä:Sharon Bagley, Buff your brain. Newsweek 2012; Can you build a better brain. Newsweek 2011

Muisti alkaa kirkastua. Tiede 3/2010

Työmuisti tekee terävän. Tiede 10/2010

Kaksi kieltä trimmaa aivot. Tiede 8/2011

Ramsden et al., Verbal and non-verbal intelligence changes in the teenage brain. Nature 2011

Heishman et al., Meta-analysis of the acute effects of nicotine and smoking on human performance. Psychopharmacology 2010

Tang et al., Mechanisms of white matter changes induced by meditation. Pnas 2012

Lowry et al., That warm fuzzy feeling: brain serotonergic neurons and the regulation of emotion. J Psychopharmacol. 2009

Kraus, Nina & Bharath Chandrasekaran. Music training for the development of auditory skills. Nature Neuroscience 2010

Spelke, Elizabeth, Effects of music instruction on developing cognitive systems at the foundations of mathematics and science. Dana consortium report 2008

Okamoto et al., Role of cerebellar cortical protein synthesis in transfer of memory trace of cerebellum-dependent motor learning. The Journal of Neuroscience 2011

National Institutes of Health state-of-the-science conference statement: preventing Alzheimer disease and cognitive decline. Annals of Internal Medicine 2010 

Venäjän MM-kisojen virallinen ottelupallo on Telstar18. Adidas on valmistanut kisapallot vuodesta 1970. Kuva: Wikimedia Commons

Tulevaisuuden huippufutarin peliasuun kuuluu älysiruja ja antureita, jotka rekisteröivät joka liikkeen, ja älypallo raportoi maalit ilman tuomaria.

Mistä tulevaisuudessa keskustellaan, jos jalkapallo-ottelun tuomitsemisestakin poistetaan inhimilliset erehdykset? miettii moni penkkiurheilijaveteraani. Viime vuonna kansainvälinen jalkapalloliitto Fifa nimittäin hämmästytti maailmaa ryhtymällä kokeilemaan älysirutekniikkaa tuomitsemisen apuna.

Teknisen avun mahdollisuus ei ole uusi asia mutta valmius sen hyväksymiseen on.

Aiemmin tuomarin näköaistin avittamiseen on suhtauduttu nihkeästi. Kun televisiokamerat ilmestyivät kentän laidalle 1950-luvulla, tulivat pian myös nauhoitetut ja hidastetut otokset. Äkkiä kävi mahdolliseksi tutkia rauhassa, menikö pallo todella maaliin ja tuomitsiko tuomari oikein. Fifa reagoi päättämällä, että nauhoitukset jätetään huomiotta. Tuomarin sana on laki, näkyi filmillä mitä tahansa.

Yksi seuraus päätöksestä on ollut ikuinen kiista siitä, oliko Englannin joukkueen hyökkääjän Geoff Hurstin kolmas maali MM-finaalin jatkoajalla vuonna 1966 oikea maali vai ei. Hurstin laukaus osui poikkipuuhun ja kimposi alas, mutta minne? Tuomari, joka näki tilanteen heikosti, päätti, että pallo oli maalissa, mutta moni on tuomiosta edelleen eri mieltä.

Nyt linja on muuttumassa jalkapallomaailmassa. Testattavassa seurantajärjestelmässä pallo ilmoittaa sijaintinsa tietojärjestelmään. Tuomari kantaa ranteessaan älyrengasta, joka piippaa, kun tulee maali.

Paikannusanturit palloon ja sääriin

Jalkapallon seurantalaitteisto on kehitetty saksalaisessa tutkimuslaitoksessa Fraunhofer-instituutissa, ja sen on valmistanut saksalainen yritys Cairos Technologies AG. Saksalaiset toivoivat, että älypalloa olisi potkittu jo tämän kesän ottelussa. Näin MM-kisojen isäntämaa olisi päässyt esittelemään tekniikkaansa oikein leveällä rintamalla.

Kehitystyö osoittautui kuitenkin odotettua työläämmäksi ja hitaammaksi. Fifa testasi älypalloa nuoriso-otteluissa viime syksynä. Seurantajärjestelmä havaitsikin kaikki maalit 32 ottelun sarjassa. Valitettavasti tietokone kirjasi maaleiksi myös joitakin ohi menneitä laukauksia. Siksi Fifa heitti älypallon takaisin insinööreille luotettavuuden parantamista varten.

Ensimmäinen yritys oli ehkä hiukan ahne. Heti alussa yritettiin luoda laitteisto, joka kerää valtavasti tietoa.

Cairoksen seurantajärjestelmässä pallon mikrosiru lähettää 2 000 kertaa sekunnissa paikannustietoja antenneihin, jotka sijaitsevat kentän laidalla. Yhtiön mukaan pallon sijainti pystytään määrittämään puolentoista sentin tarkkuudella. Mahdollista on mitata myös pallon nopeus, kiihtyvyys, lämpötila ja paine.

Myös pelaajalla on älysiru kumpaankin säärisuojukseen piilotettuna. Älysiru kertoo hänen sijaintinsa, nopeutensa ja kiihtyvyytensä. Hänen potkaistessaan palloa pystytään mittaamaan laukaisun nopeus. Mittaustuloksista saadaan selville myös askeltiheys ja askelten pituus.

Kilpailijat ovat huomanneet Cairoksen hankkeen vaikeudet. Tanskassa Goalref-niminen yritys on kehittänyt seurantalaitteistoa, joka toteaa vain maalit. Tanskalaiset toivovat näin pääsevänsä suurempaan luotettavuuteen.

Älysirutekniikka ottaa ensi askeliaan, mutta suunta on selvä ja heijastaa tekniikan yleistä kehitystä. Sirut ja sensorit tulevat kaikkialle, ja esineet ja ihmiset muuttuvat tietoverkkojen silmuiksi. 

Värinätyynyillä vinkkejä lihaksille

Vielä villimpää on odotettavissa hieman kaukaisemmassa tulevaisuudessa. Ensin tekniikka seuraa pelaajaa etäältä mutta sitten alkaa myös kulkea hänen mukanaan. Taustalla on nouseva tieteenhaara haptiikka, joka tutkii viestin lähettämistä ja vastaanottamista kosketuksen avulla.

Haptiikan tutkija Hendrik-Jan van Veen hollantilaisesta tutkimuslaitoksesta TNO:sta, joka vastaa Suomen VTT:tä, on työtovereineen ideoinut opastavaa peliasua. Urheilijoiden vaatteisiin upotetaan sensoreita, joka mittaavat lihasten toimintaa. Tietokone käsittelee mittaustulokset ja antaa palautetta kosketuksen avulla. Pienet värähtelevät tyynyt kertovat urheilijalle, mitä lihaksia hänen pitäisi käyttää enemmän. Värinä nilkassa voi viestittää, että nyt vauhtia kinttuihin.

Toistaiseksi tekniikkaa ovat testanneet melojat laboratoriossa, mutta tutkijat suunnittelevat asuja myös jalkapallovalmennusta varten.

On helppo kuvitella, miten monipuolisia mahdollisuuksia haptiikka avaa jalkapallossa. Miksei värisijän voi upottaa vaikka pelihousuihin, jolloin haluttaessa saataisiin myös katsojien ja pelaajien välille uudenlaista viestintää. Kannustushuutojen lisäksi suosikkipelaajille voi tulevaisuudessa antaa hellän etäpotkun takapuoleen: Älkää nukkuko! Tsemppiä!

Kun haptiikkaan yhdistetään älykkäät sensoriverkot, syntyy jotain vielä mielikuvituksellisempaa. Joskus verkko pystyy laskemaan optimaalisia syöttöketjuja, ja haptinen värisijä viestittää, mihin suuntaan pitää potkaista. Silloin pelaajilla on jaloissaan todelliset taikakengät.

Video mullisti pelianalyysin

Älysirut ovat vasta tulossa, mutta jalkapallo on teknistynyt ja tieteellistynyt paljon aikaisemmin.

Valmennuksessa video otettiin käyttöön heti, kun kamerat kehittyivät tarpeeksi pieniksi, eli 1970- ja 1980-luvun vaihteessa. Sitä ennen valmentajat ja heidän apulaisensa olivat tarkkailleet peliä kentän laidalta ja tehneet muistiinpanoja kynällä ja paperilla.

Kun kameraan yhdistettiin tietokone, kuvamateriaalista pystyttiin jalostamaan kaikkea mahdollista tietoa kentän tapahtumista. Pelaajat ja valmentaja saattoivat nyt katsoa kuvaruudulta, mitä pelissä todella oli tapahtunut. Pallon ja pelaajien liikkeet, syötöt, laukaisut, haltuunotot ja muut tapahtumat voitiin kirjata tarkasti ja objektiivisesti. Syntyi uusi tieteenhaara, pelianalyysi.

Pelaajan vointia voi valvoa yötä päivää

Mikä sitten on ollut pelianalyysin ja muun jalkapallotutkimuksen arvokkainta antia? Vastaus voi ensi alkuun tuntua yllättävältä.

– Yksilöllisyyden vahvistuminen on ollut tärkein kehitystrendi valmennuksessa ainakin jo 1990-luvulta asti, sanoo biomekaniikan dosentti, ”jalkapalloprofessori” Pekka Luhtanen, joka työskentelee Kilpa- ja huippu-urheilun tutkimuskeskuksessa Kihussa. Luhtanen on tutkinut Suomessa jalkapalloa ehkä syvällisemmin kuin kukaan muu ja on kansainvälisesti tunnettu pelianalyysin kehittäjä.

Miten niin yksilöllisyys? Jalkapalloahan esitellään malliesimerkkinä tiimityöstä. Tarkemmin katsottuna ristiriitaa ei kuitenkaan ole. Mitä taitavammin jokainen pelaaja hoitaa oman tehtävänsä, sitä hienompaan kokonaistulokseen päästään. Joukkue on sitä parempi, mitä onnistuneemmin osataan sijoittaa oikeat pelaajat oikeille paikoille.

Tekniikka on mahdollistanut entistä paljon yksilöllisemmän valmennuksen. Videolta valmentaja voi tutkia esimerkiksi askelten pituuksia ja tiheyksiä, hetkellisiä asentoja ja nivelten liikelaajuuksia.

Sykemittarilla, joka tuli samoihin aikoihin kuin video eli 1980-luvun alussa, pystytään seuraamaan kuormitusta ja voimavarojen palautumista vaikka vuorokauden läpi.

Mittausten ansiosta pelaaja saa valtavan määrän tietoa itsestään. Vähitellen hän oppii kuuntelemaan kehonsa signaaleja, jolloin laitteita tarvitaan vähemmän. Tekniikka osaltaan auttaa häntä kehittymään ”24 tunnin pelaajaksi”, jota myös lepo, palautuminen ja vapaa-aika auttavat pääsemään parhaaseen mahdolliseen suoritukseen.

Vahvoissa seuroissa, kuten Ajaxissa, valmennus on yksilöllistetty pitkälle. Eri ikäluokkia ja pelin osa-alueita varten on erikoistuneita valmentajiaan. Pelaajat harjoittelevat hyvinkin pienissä ryhmissä.

Pelaajat ovat sekä fyysisesti että psyykkisesti erilaisia. Jotkut ovat perusluonteeltaan hyökkääviä, toiset puolustavia, kolmannet rakentavia. Tarkka tieto pelaajien yksilöllisistä ominaisuuksista auttaa sijoittamaan heidät sopivimmille pelipaikoille. 

Joskus kielteinen tunne onkin hyväksi

Pelaajien fyysisen kunnon ja pelitekniikan lisäksi valmentajien pitää virittää heidän mieltään. Fyysisesti tasavahvojen ja älyllisesti yhtä taitavien joukkueiden ottelussa tuloksen ratkaisevat tunteet. 

Liikuntatieteiden tohtori Pasi Syrjä Jyväskylän yliopistosta on tutkinut, miten huippujalkapalloilijan tunteet vaikuttavat hänen pelituloksiinsa. Tulokset rikkovat tavanomaisia myyttejä.

Olemme tottuneet pitämään itsestään selvänä, että urheilussa ja muuallakin myönteiset tunteet parantavat suoritusta ja kielteiset vahingoittavat. ”Ajattele positiivisesti”, neuvovat konsultitkin.

Tutkijat ajattelivat samalla tavoin aina 1990-luvulle saakka. Tunteiden tutkimus lähti liikkeelle sotilaspsykologiasta. Psykologit tutkivat toisen maailmansodan aikana sotilaan ahdistusta taistelukentällä. Ahdistusta totuttiin pitämään häiriönä ja yksinomaan kielteisenä tunteena.

Uudempi tutkimus on osoittanut, että myös kielteiset tunteet voivat olla hyödyllisiä ja myönteiset haitallisia. Kielteinen ja epämiellyttävä tunne on joskus tehokas ja stimuloiva. Myönteinen tunne voi olla myös lamaannuttava.

Joitakin auttaa jopa pelokkuus

Syrjän väitöskirjatutkimuksessa pelaajat kuvasivat tunteitaan useilla kymmenillä adjektiiveilla.

Tuskin on yllättävää, että ”latautunut”, ”motivoitunut” tai ”sähäkkä” tunne yhdistyi onnistumisen kokemukseen. Yhtä odotettavissa on, että jos on "väsynyt", "haluton" tai "veltto" olo, tuloksia syntyy huonosti.

Mielenkiintoista sen sijaan on, että löytyi positiivisia mutta haitallisia tunteita. Vahingollisia positiivisia tunteita pelaajat luonnehtivat useimmiten sanoilla "huoleton", "tyytyväinen" ja "tyyni".

Kielteisiä mutta hyödyllisiä tunteita kuvasivat esimerkiksi adjektiivit "jännittynyt", "tyytymätön" ja "hyökkäävä".

Mutta tässä ei ollut vielä kaikki. Hyödyllisten ja haitallisten tunteiden valikoima vaihteli pelaajasta pelaajaan. Esimerkiksi "huoleton" tunne vaikuttaa moniin pelaajiin haitallisesti mutta joihinkin myönteisesti. "Pelokas" tunne on useimmille haitaksi mutta joillekin hyödyksi.

Tieto omasta tunneprofiilista auttaa pelaajaa vahvistamaan juuri niitä tunteita, jotka auttavat häntä saavuttamaan parhaat tulokset. Näin valmentaja pystyy yksilöllistämään valmennusta myös tunnepuolella.

Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2006

Jalkapallon pieni historia

1863 yksitoista englantilaista seuraa sopivat jalkapallon säännöistä.

1800-luvun loppupuoliskolla tasaisen pyöreä kumikalvo alkaa korvata epäsäännöllisen muotoisen sianrakon jalkapalloissa. Pallon lujittamiseksi uloin kerros ommellaan nahasta. Jalkapallokengät ovat nilkkapituisia ja nappulat metallisia.

1904 perustetaan Kansainvälinen jalkapalloliitto Fifa.

1909 kenkien metallinappulat kielletään vaarallisina ja siirrytään nahkaisiin.

1920-luvulla kehitetään ruuvattavat, vaihdettavat nappulat.

1930 ensimmäiset MM-kisat järjestetään Uruguayssa.

1954 MM-kisat televisioidaan ensimmäisen kerran. Fifa päättää, ettei nauhoituksia käytetä tuomareiden apuna.

1962 tanskalainen Select Sport esittelee 32:sta kuusikulmiosta ommellun pallon. Vuosikymmenen edetessä siirrytään mataliin, ketteriin kenkiin ja kehitetään ensimmäiset täysin synteettiset pallot.

1970 saksalainen Adidas valmistaa ensimmäisen Telstar-kisapallon. Se saa nimensä 1960-luvun Telstar-satelliitista.

1980-luvulla synteettiset pallot syrjäyttävät nahkaiset pallot. Kenkiä parannellaan biomekaanisten mittausten turvin. Valmennuksessa otetaan käyttöön videointiin perustuva pelianalyysi ja sykemittariseuranta.

1990-luvulla palloihin aletaan lisätä polymeerivaahdoista valmistettu sisäkerros, joka nopeuttaa pomppua ja parantaa vesitiiviyttä.

1991 pelataan ensimmäinen MM-ottelu naisten jalkapallossa.

2000-luvulla uudet polymeerimateriaalit vahvistavat ja keventävät kenkiä.

2005 Fifa testaa sijaintinsa ilmoittavaa älypalloa nuorten turnauksessa Perussa. Tekniikka lähetetään jatkokehittelyyn.

2012 Maaliviivakamerat seuraavat maalin syntyä MM-kisoissa Brasiliassa.

2017 Fifa testaa videotuomarointia, Video Assistant Referee -järjestelmää, MM-kisojen esiturnauksessa Confederations Cupissa Venäjällä.

2018 Videotuomarointi, lyhyesti Var, otetaan käyttöön MM-kisoissa Venäjällä. Seurantakamerat paikantavat pelaajat kentällä. Katsomosta saa erityissovelluksella yhteyden vaihtopenkille, ja virallinen kisapallo tarjoaa omistajalleen nfc-sirun välityksellä oheispalveluja.

Aikajana päivitetty 13.6.2018

Keskiaika toi viinamarjat, perunat ja plomut.

Kesäkuumalla tekee mieli syödä mehukkaita hedelmiä. Globaalien markkinoiden ansiosta niitä on nykyään tarjolla ympäri vuoden, mutta kesäntuoreina ne maistuvat aivan erikoisen hyviltä.

Suomessa ei kasva yhtään kotoperäistä hedelmälajia. Kaikki ovat alkuaan muualta tuotuja.

Vanhimmasta päästä on omena, jonka nimityksellä on vastine muutamissa lähisukukielissä. Sanaa on arveltu vanhaksi iranilaiseksi lainaksi, mutta sen esihistorialliset kulkureitit ovat hämärän peitossa. Vanhoina aikoina kauppaa käytiin etenkin ylellisyystuotteilla, koska jokapäiväisessä elämässä tarvittavat perushyödykkeet tuotettiin itse.

Keskiajan Turun arkeologisissa kaivauksissa on löydetty viinirypäleiden ja viikunoiden jäänteitä, ja ilmeisesti myös niihin viittaavat sanat ovat olleet kaupunkilaisille tuttuja. Muualla Suomessa fiikunat ja viinamarjat opittiin tuntemaan viimeistään 1500-luvun puolimaissa, kun Mikael Agricola kertoi niistä suomenkielisissä teoksissaan.

Viini oli tärkeä tuontituote jo keskiajalla, ja siitä käytettiin vanhaa germaanista lainanimitystä viina 1800-luvun alkuun asti. Viikunan alkujuuret ovat latinassa, jossa ficus tarkoittaa sekä viikunahedelmää että viikunapuuta.

Agricola mainitsee myös perunan, jolla hän tarkoittaa päärynää, latinaksi pirum. Niitä kasvatettiin hänen aikanaan jo Suomenlahden eteläpuolella. Päärynä-sana on kuitenkin lainattu ruotsista, jossa latinan sanaa on muokattu omaan kieleen sopivaksi ottamalla mallia marjaa tarkoittavasta bär-sanasta.

Luumutkin olivat Itämeren alueen vanhaa kauppatavaraa, ja niitä saatettiin jopa viljellä Naantalin luostarissa 1400-luvulla. Luumu-sana on tullut ruotsista, ensi alkuun asussa plomu tai plumo.

Murteissa ja vanhassa kirjakielessä luumuja on nimitetty myös väskynäksi. Se on lainaa varhaisuusruotsin sanasta swetzkon, joka puolestaan perustuu uusyläsaksan sanaan Zwetschge. Se on alkuaan mukaeltu loppuosa latinan sanasta damascena ja kertoo, että luumut tulivat alun perin Damaskoksen suunnalta.

Tavallisten suomalaisten ruokavalioon metsämarjat ovat kuuluneet esihistoriallisista ajoista lähtien, mutta tuoreiden tuontihedelmien syöntiä on alettu opetella vasta 1800-loppupuolella. Sanomalehti Suometar raportoi huhtikuussa 1856, kuinka kauppalaiva täynnä ”appelsiinia, sitronia ja mandelia” oli saapunut Tallinnan satamaan. Muutaman vuoden kuluttua sama onni kohtasi myös helsinkiläisiä.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2018