Geenihoitojen kehittäminen jämähti kohtalokkaisiin vastoinkäymisiin vuosituhannen vaihteessa. Loistokasta alkua seurasi krapula, joka alkaa nyt olla ohi.  

Teksti: Mari Heikkilä

Mitä yhteistä on fuusioreaktorilla, sähköisellä kirjalla, polttokennoautoilla ja geenihoidoilla? Pettymys. Niiden tuloa on hehkutettu mediassa vuosikausia, turhaan. Emme vieläkään käytä fuusiovoimaa. Meikäläisen Matti ei aja polttokennoautoilla ja lukee kirjansakin paperilta. Eikä Parkinsonin tautia sairastava Maija-mummi saa geenihoitoa.Vuonna 2008 Business Week -lehti listasi geenihoidot yhdeksi kymmenestä viime vuosikymmenen suurimmasta pettymyksestä. Menetelmän kaupallistaminen on kestänyt odotettua kauemmin. – Geeniterapiassa oli 90-luvulla hype. Nyt ollaan krapulavaiheessa, sanoo Helsingin yliopiston biofarmasian professori Arto Urtti.Toimivan geenihoidon kehittäminen on ollut luultua vaikeampaa. Hoitogeeni pitäisi saada ehjänä haluttuihin soluihin sisälle, tumaan, ja tuottamaan haluttua proteiinia. Usein tämä onnistuu vain pienessä osassa kohdesoluja. Eikä se ole ainoa ongelma. – Geeniterapiaa tehdään tyypillisesti yliopistoissa ja pienissä yrityksissä, joiden rahat eivät riitä laajoihin potilaskokeisiin. Isot lääkeyhtiöt eivät hevin lähde mukaan, koska geenivalmisteet tarvitsevat omat tuotantolinjansa ja erikoisasiantuntemuksensa. Geenihoitojen kehittäjät törmäävät myös psykologisiin esteisiin. Uusi hoitomuoto pelottaa ihmisiä. Geeni-sana särisee joidenkin korvissa ikävästi. Perimään kajoaminen voi tuntua arveluttavalta.

Komea alku: tyttö pois kuplasta

Tammikuussa 1990 Raj ja Van DeSilva etsivät hädissään apua neljävuotiaalle lapselleen. Pienen Ashanti-tyttären elimistön puolustusjärjestelmä ei toimi. Syynä on virhe adenosiinideaminaasia eli adaa koodaavassa geenissä. Ada-entsyymiä ei muodostu. Entsyymin puutteen vuoksi bakteereja ja viruksia torjuvat veren T-valkosolut kuolevat. Normaali elinympäristö on Ashantille vaarallinen. Terveen näkökulmasta melko harmittomatkin bakteerit ja virukset uhkaavat hänen henkeään. Hän elää kotonaan ”kuplassa” eristyksissä muusta maailmasta.Ashanti on kaksivuotiaasta lähtien saanut pistoksina synteettisesti valmistettua peg-ada-entsyymiä, joka on lisännyt T-solujen määrää ja suojannut tartunnoilta. Nyt synteettisen entsyymin teho hiipuu. Pistokset eivät enää auta. Raj ja Van ovat epätoivoisia. Viimeinenkin oljenkorsi katkeaa, kun selviää, ettei luuydinsiirtoa voi tehdä sopivan luovuttajan puuttuessa. Onneksi uutta toivoa on jo ilmassa. ”Koska viimeaikaisen edistyksen perusteella näyttää, että geenihoidot lähestyvät toteutumista, nyt spekuloidaan, mitkä alan tutkimusryhmistä onnistuvat ensin ja milloin”, kirjoittaa New York Times -lehti marraskuussa 1985. Ensimmäisiä potilaskokeita oli tuolloin jo tehty, tosin melko laihoin tuloksin. Tunnelma on odottava.Syyskuun 14. päivänä 1990 Ashanti DeSilvan nimi kaiverretaan historiankirjoihin. Hänestä tulee ensimmäinen virallinen Yhdysvaltain lääkelaitoksen FDA:n hyväksymä geeniterapiapotilas. Yhdysvaltain terveysviraston NIH:n tutkijat French Anderson, Michael Blaese ja Kenneth Culver ovat keränneet tytön omia verisoluja, joihin he ovat laboratoriossa siirtäneet toimivan ada-geenin viruksen avulla. Tänään geneettisesti muokatut omat verisolut siirretään takaisin Ashantin elimistöön.Vaikutus on dramaattinen. Puolessa vuodessa Ashantin T-solujen määrä kohoaa normaalitasolle. Seuraavina vuosina tervehtyminen jatkuu. Ashanti pääsee käymään koulua ja viettämään normaalia lapsuutta.Geenihoidoista tulee kuuma ala. Tiedotusvälineet hehkuttavat kilvan uutta, lupaavaa menetelmää. Yhdysvaltain terveysviranomaisille sataa lupahakemuksia uusiin potilaskokeisiin. Tulevaisuus näyttää valoisalta.

Kuolema pelästyttää

Vuonna 1991 Yhdysvaltain hallitus jakaa 58 miljoonaa dollaria geenihoitotutkimuksiin. Seuraavina vuosina rahamäärä nousee joka vuosi 15–40 miljoonalla dollarilla. Lääkeyhtiöt käyvät kiivasta kilpailua lupaavista lääkeaihioista. Sitten romahtaa. Syyskuun 17. päivä vuonna 1999 laskee mustan varjon geenihoitojen ylle. Pennsylvanian yliopistossa neljä päivää aiemmin geenihoitoa saanut 18-vuotias Jesse Gelsinger kuolee.Gelsinger kärsi geenivirheestä ornitiinitranskarbamylaasin eli otc:n geenissä. Hänen maksansa ei kyennyt täysin hajottamaan ammoniakkia, joka on proteiinien hajoamisen välituote. Perinnöllisenä otc-geenivirhe aiheuttaa kuoleman pian syntymän jälkeen, mutta Gelsingerillä ei ollut perinnöllistä geenivirhettä vaan harvinainen spontaani mutaatio. Osa soluista toimi normaalisti. Lääkityksellä ja ruokavaliolla tauti pysyi melko hyvin kurissa. Gelsingerille tarjottiin mahdollisuutta osallistua Pennsylvanian yliopistossa meneillään olevaan potilaskokeeseen, jossa kehitettiin geenihoitoa perinnöllisestä otc-geenivirheestä kärsiville. Hänet rekrytoitiin mukaan, koska yksi vapaaehtoisista oli perunut osallistumisensa. Geenihoito laukaisi hänellä voimakkaan puolustusjärjestelmäreaktion, joka johti elinten vaurioitumiseen ja aivokuolemaan. Yhdysvaltain terveysviranomaiset totesivat myöhemmin, että tutkijat olivat tehneet virheen. Gelsingeriä ei olisi pitänyt ottaa kokeeseen, koska hänen verensä ammoniakkipitoisuus oli suuri. Se oli kohtalokas virhe.– Aallonpohja tuli heti tämän jälkeen. Geenihoitoihin liittyviin tutkimuksiin oli erittäin vaikea saada rahoitusta 2000-luvun alussa, kuvaa tilannetta Suomen Syöpäinstituutin säätiön tutkimusprofessori Akseli Hemminki.

Syöksykierre syvenee

Gelsingerin kuolema jättää pysyvän arven geenihoitojen historiaan. Otsikot kaikuvat vielä pitkään. Ne ovat omiaan karkottamaan sijoittajat, jotka näkevät geenihoidot riskialana. Rahahanat väännetään kiinni. Viranomaiset jäävät varpailleen ja kiristävät vaatimuksiaan. – Geenivalmisteiden kehitystyöstä putosi paljon pelaajia pois. Jos oli lyhytaikainen rahoitus, ei pystynyt jatkamaan. Julkisuuden vastareaktiona viranomaiset tulivat ylivarovaisiksi, harmittelee Itä-Suomen yliopiston molekyylilääketieteen professori Seppo Ylä-Herttuala.Viranomaisten vaatimuksista kasvaa lähes läpipääsemätön viidakko. Geenihoitojen kehitys hidastuu. Jos saman verran turvaselvityksiä olisi vaadittu aikoinaan esimerkiksi aspiriinin tai joidenkin antibioottien kehitystyössä, lääkkeet tuskin olisivat menneet läpi sivuvaikutustensa vuoksi. Eivätkä vastoinkäymiset lopu. Elokuussa 2002 Ranskassa keskeytetään potilaskoe, jossa geenihoitoa kokeillaan vaikeasta perinnöllisestä immuunivajesairaudesta X-scidistä kärsiviin poikiin. Nämä Ashantin tavoin eristyksessä eläneet ”kuplapojat” paranevat geenihoidon ansiosta, mutta kaksi saa hoidosta leukemian. Heinäkuussa 2007 otsikoihin nousee 36-vuotiaan perheenäidin Jolee Mohrin kuolema. Nivelreumasta vuosikausia kärsinyt Mohr on kolme viikkoa ennen kuolemaansa saanut sairauteen kehitteillä olevaa geenihoitoa pistoksena polveen. Myöhemmin tutkimuksissa ilmenee, ettei kuolema johtunut geenihoidosta. Ihmisten mieleen on kuitenkin jo painunut, että yksi hoitoa saanut on jälleen kuollut. – Helposti unohtuu, että perinteisten lääkkeiden haittavaikutukset aiheuttavat Yhdysvalloissa noin 100 000 kuolemantapausta vuodessa. Siihen nähden tämä valtava häly tuntuu suhteettomalta, huomauttaa Urtti.

Krapula alkaa hellittää

Pahakin krapula hellittää aikanaan. Akseli Hemminki näkee jo merkkejä tilanteen parantumisesta.– Nyt ollaan toipumassa. Hankalin vaihe oli viisi vuotta sitten. Parin viime vuoden aikana on saatu onnistuneita uusia tuloksia ihmiskokeissa, Hemminki iloitsee.Yksi läpimurto julkaistaan huhtikuussa 2008 New England Journal of Medicine -lehdessä. Kahdessa eri tutkimuksessa geenihoito parantaa näkökykyä nuorilla miehillä, jotka ovat vauvoina sokeutuneet Leberin synnynnäisen amauroosin vuoksi. Sairaus johtuu virheestä rpe65-geenissä. Geenihoidossa verkkokalvon soluihin kuljetetaan vaarattoman viruksen avulla geenin toimiva versio. Marraskuussa 2009 toinen ryhmistä raportoi näön parantuneen kahdellatoista potilaalla. Erään kahdeksanvuotiaan potilaan silmän valoherkkyys palautuu lähes normaaliksi. Lupaavilta näyttävät myös tulokset Parkinsonin taudin hoidossa. Geenihoidon mahdollisuuksia taudissa testaavat monet ryhmät. ProSavin-geenilääke etenee lupaavasti kliinisissä kokeissa. Hoidossa siirretään kolme geeniä, joiden avulla solut ryhtyvät tuottamaan puuttuvaa välittäjäainetta dopamiinia. Myös toinen lähestymistapa, jossa potilaiden soluihin siirretään toimiva gad-geeni, helpottaa oireita. Gad-entsyymin avulla elimistö valmistaa gamma-aminovoihappoa eli gabaa, joka on tärkein aivojen toimintaa hillitsevä välittäjäaine. Selvimmin geenihoidot antavat avun perinnöllisissä, yhdestä geenivirheestä johtuvissa sairauksissa. ”Kuplapoikien” leukemiatapaukset säikyttävät aluksi, mutta hoitoa kehitetään edelleen. Hyödyt ovat selvästi haittoja suuremmat. Tammikuussa 2009 julkaistussa yli neljän vuoden seurantatutkimuksessa kahdeksan kymmenestä X-scid-pojasta parani täysin. Yhtä hyviä tuloksia on saatu myös toisen perinnöllisen immuunivajesairauden, X-cgd:n, hoidossa. Myös kaksi adrenoleukodystrofiaa eli aldia sairastavaa poikaa on kyetty parantamaan. Tauti tuhoaa aivoissa hermosoluja suojaavaa myeliiniä ja aiheuttaa kuoleman noin 6–8 vuoden iässä.

Ensiksi lääkkeitä syöpiin

Lupaukset eivät toki lopu tähän. Geenihoidoista kaavaillaan apua lähes sairauteen kuin sairauteen, kuten Huntingtonin tautiin, sepelvaltimotautiin, hiv-infektioon, ms-tautiin, silmänpohjan ikärappeumaan, epilepsiaan ja Alzheimerin tautiin. Eläinkokeita tehdään runsaasti, mutta myös potilaskokeita on maailmanlaajuisesti menossa yli 1 500. Niistä loppuvaiheiden (III ja IV) kokeita oli viime vuonna 55. Yksi sairausryhmä nousee geenihoidossa yli muiden. Valtaosa, arviolta kaksi kolmasosaa, potilaskokeissa olevista geenihoidoista kohdistuu vaikeisiin syöpäsairauksiin. Niihin saataneen geenilääkkeitä ensimmäisenä. Syy on pitkälti taloudellinen. Jo alkuvaiheen kliiniset kokeet maksavat miljoonia euroja. Jos tauti on hyvin harvinainen, kuten useimmat perinnölliset entsyyminpuutossairaudet ovat, ei myyntilupaa varten tarvittaviin potilaskokeisiin löydy rahoittajaa.

Euroopan saldo vielä nolla

Tänä päivänä saldo on yhä nolla. Yhtään geenilääkettä ei ole markkinoilla länsimaissa. Kiinassa myyntiin on päästetty kaksi syöpälääkettä. On kulunut kaksikymmentä vuotta Ashanti DeSilvan geenihoidosta, on tehty tuhansia potilaskokeita ja kulutettu rahaa ties kuinka monta miljardia euroa. Turhaan?– Ei tämä ole ollut turhaa. Satsaus on kannattanut. Samalla on kehitetty paljon sellaista, mikä on vienyt geeniteknologiaa yleisesti eteenpäin, muistuttaa Urtti.Geenihoitoja ei ole vielä saatu, mutta paljon muuta. Joka kolmas uusi lääkeaine on nykyisin tuotettu geeni- ja bioteknisesti, ja osuus nousee viidessä vuodessa arviolta 50 prosenttiin. Geeniteknologia on myös avainasemassa uusien pienimolekyylisten lääkeaineiden kehityksessä.– Kyllä niitä geenihoitojakin vielä saadaan, aikanaan.Urtti näkee, että kyseessä on samanlainen ilmiö, joka usein liittyy uusien tekniikoiden tulemiseen. Ensin innostutaan, sitten lannistutaan. 1970-luvulla hehkutettiin liposomi-lääkekuljettimia ja vasta-ainelääkkeitä. Lääkelaastareiden ennustettiin tulevaisuudessa jopa syrjäyttävän tabletit. Menetelmien ongelmat kuitenkin selvisivät vähitellen. Palattiin maan pinnalle. Nykyisin lääkelaastarit ja liposomit ovat käytössä. Vasta-aineet ovat tehneet läpimurron. Mikäli aikataulu on sama, geenihoidot hiipivät laajaan käyttöön kymmenen vuoden kuluessa.– Geenihoidot ovat täällä jo tänään, huomauttaa Hemminki.Totta sekin. Kiinassa geenihoitoja ovat saaneet jo kymmenettuhannet syöpäpotilaat. Vaikka länsimaissa ei ole vielä yhtään geenilääkettä markkinoilla, hoitoja on jo tarjolla. Hemminki itse on hoitanut syöpäsoluja tappavilla eli onkolyyttisillä viruksilla yli 230 potilasta yksityisellä Docrates-syöpäklinikalla, Lääkealan turvallisuus- ja kehittämiskeskuksen säätelemänä kokeellisena hoitona. Myös ensimmäiset kliiniset kokeet ovat jo käynnissä Yhdysvalloissa.

Tiukka kisa ykkössijasta

Kuka ehtii ensin? Mikä geenilääke pääsee ensimmäisenä markkinoille? Yksi voittajaehdokas löytyy Kuopiosta. Läheltä piti, ettei Suomi jo voittanut kisaa. Ylä-Herttualan tutkimusryhmän kehittämällä syöpälääkkeellä Cereprolla oli hyvät mahdollisuudet saada myyntilupa. Kliinisten kokeiden tulokset ovat lupaavia: vaikeaa aivosyöpää sairastavien elinikä pitenee merkittävästi. Potilaskokeisiin on osallistunut yli 250 potilasta. Viime metreillä tuli kuitenkin takaisku. Joulukuussa 2009 Euroopan lääkevirasto Emea hylkäsi myyntiluvan ja vaati vielä lisää potilaskokeita. Ne vievät kolmisen vuotta. – Näyttää siltä, että Euroopan viranomaiset eivät halua olla hyväksymässä ensimmäistä geenivalmistetta markkinoille. Viikoittain saan kirjeitä epätoivoisilta potilailta, jotka kysyvät, voivatko saada hoitoa, kun mitään ei ole tehtävissä, harmittelee Ylä-Herttuala.Cerepron lisenssin omistaa pörssiyhtiö Ark Therapeutics, jolle valmistui viime lokakuussa uusi geenilääketehdas Kuopioon. Työntekijöitä oli sata, mutta nelisenkymmentä jouduttiin irtisanomaan tai lomauttamaan viime keväänä Emean kielteisen päätöksen vuoksi. Ylä-Herttuala uskoo, että Cerepro hyväksytään viiden vuoden kuluessa. Kisa menee tiukaksi. Voi olla, että jokin toinen loppuvaiheen kliinisissä kokeissa olevista lääkkeistä ehtii maaliin ennen Cereprota. Kisassa ovat mukana muun muassa syöpälääkkeet Allovectin-7, Oncovex ja Jennerexin JX-594. Lopputulosta on vaikea arvioida, sillä osanottajia putoaa koko ajan, viime metreilläkin. Useimmiten syynä on se, ettei geenilääke hyödytä potilasta riittävästi. Entä Parkinsonin tautia sairastava Maija-mummi? Taitavat geenihoidot jäädä häneltä vielä kokematta. Mutta jos Matti-pojalle puhkeaa aivosyöpä, elinpäiviä saattaa olla geenihoitojen ansiosta luvassa lisää.

Sukuviat eivät lakkaa periytymästä nykyisillä geenihoidoilla. Sukusolujen geenejä ei muunnella, joten hoitotulos ei periydy.

Silmäsairaudet, kuten verkko-kalvon ikärappeuma, Leberin synnynnäinen amauroosi ja diabeettinen silmäsairausTilanne: Alkuvaiheen potilaskokeet lupaavia, valmiita lääkkeitä aikaisintaan viiden vuoden päästä. Apinakokeissa on parannettu värisokeus.

Vaikeat tai levinneet syövät: kehitteillä muun muassa aivo-, maksa-, rinta-, keuhko-, munasarja-, haima-, eturauhas- ja ihosyöpiin.Tilanne: Syöpiin saataneen geenihoidot ensimmäisenä, arviolta muutamassa vuodessa. Potilaskokeissa on lukuisia valmisteita.

Keskushermoston rappeuma-sairaudet Parkinsonin tauti ja Alzheimerin tautiTilanne: Alkuvaiheen potilaskokeissa useita lääkkeitä, hoitoa Parkinsonin tautiin ehkä jo muutaman vuoden päästä.

Sydänsairaudet, kuten sydämen vajaatoiminta ja angina pectorisTilanne: Alkuvaiheen potilaskokeissa useita hoitoja ja lupaavia tuloksia. Markkinoille saanti kestänee vielä monta vuotta.

Krooniset virusinfektiot, kuten hiv, hepatiitti ja Epstein–BarrTilanne: Hi-viruslääkkeillä lupaavia tuloksia alkuvaiheen potilaskokeissa, saataneen käyttöön kymmenessä vuodessa. Muiden infektioiden hoidot vasta kehittelyvaiheessa.

Harvinaiset perinnölliset sairaudet, X-scid, X-cgd, adrenoleukodystrofia eli aldTilanne: Tehty erittäin onnistuneita potilaskokeita, käytössä todennäköisesti kymmenessä vuodessa. Harvinaisten sairauksien kliinisiin kokeisiin on kuitenkin vaikea saada rahoitusta.

Lupa tappaa

Teksti: Mari Heikkilä

Geeni ratsastaa viruksella virheitä korjaamaan tai syöpäsoluja tuhoamaan.

Geenihoidoissa siirretään valittuihin potilaan soluihin geeni, joka muuttaa niiden toimintaa. Esimerkiksi syöpäsolut voidaan usuttaa itsemurhaan, ja perinnöllisissä sairauksissa soluille voidaan antaa resepti korjaavan proteiinin valmistukseen.Useimmissa kehitteillä olevissa hoidoissa geeni saadaan soluihin viruksen avulla. Geeninkantajia, virusvektoreita, on muokattu muun muassa adeno-, retro-, herpes- ja vacciniaviruksista. Jopa pelottava hiv on vaarattomaksi muunnettuna valjastettu geeninsiirtoon esimerkiksi adrenoleukodystrofian eli ald:n ja Parkinsonin taudin hoidoissa.

Virus vie solun sisälle

Virusta käyttävissä hoidoissa hyödynnetään virusten luontaista kykyä tarttua ja tunkeutua soluihin ja vapauttaa perimää niihin. Virusten pintarakenteita voidaan muokata siten, että ne tarttuvat vain haluttujen solutyyppien pintaan. Perinteisessä geeninsiirrossa kantajavirus on inaktivoitu eli tehty toimintakyvyttömäksi. Se ei pysty viruksille tyypilliseen jakaantumiseen, jossa se monistuisi isäntäsolun sisällä, hajottaisi sen ja leviäisi ympäristöön. Virus vain tarttuu soluun ja vie hoitogeenin sen sisään. Sen jälkeen solu ryhtyy ohjeen mukaisesti tuottamaan haluttua proteiinia. Onkolyyttisessä virushoidossa virukselle annetaan lupa tappaa. Virusta muokataan siten, että se tarttuu vain syöpäsoluihin tai jakaantuu vain niissä. Se hajottaa syöpäsolun. Samalla vapautuu lisää viruksia, jotka hyökkäävät ympärillä olevien syöpäsolujen kimppuun. Terveet solut jäävät rauhaan. Onkolyyttinen virus voidaan lisäksi aseistaa hoitogeenillä, joka tuottaa puolustusjärjestelmää stimuloivaa proteiinia. Se usuttaa myös elimistön oman puolustuksen syöpäsolujen kimppuun.

Ampumalla kudokseen

Paitsi virusten avulla dna:ta voi siirtää myös paljaaltaan tai istutettuna osaksi dna-renkaita eli plasmideita. Menetelmä on kuitenkin sellaisenaan melko tehoton. ”Geenipyssyllä” dna saadaan soluihin tehokkaammin. Dna kiinnitetään kultahiukkasiin, jotka kiihdytetään tyhjiössä ja ammutaan kohdekudokseen.Plasmidit voidaan myös ujuttaa sisälle liposomiin,  nanokokoiseen rasvakuplaan. Kudoksessa solut ottavat liposomit sisäänsä, jolloin plasmidit vapautuvat.Muita geenien kuljetukseen sopivia nanopartikkeleita voi valmistaa sitomalla dna:n sähköisesti polymeereihin tai peptideihin. Pintaan voi kiinnittää molekyylejä, jotka hidastavat partikkelien poistumista verenkierrosta tai ohjaavat niitä tarttumaan oikeaan solutyyppiin.

Tautigeenin voi hiljentää

Geeninsiirtojen lisäksi geenihoidoksi voi laskea myös haitallisten geenien toiminnan estämisen. Vuonna 1998 löydetty geenien hiljentämismekanismi, rna-interferenssi eli rnai, on jo valjastettu lääkekäyttöön. Siinä viedään soluihin hiljennettävän geenin emäsjärjestystä vastaava kaksijuosteinen rna-pätkä, sirna (small interfering rna), joka laukaisee geenin viestimolekyylin eli lähetti-rna:n pilkkoutumisen. Tällöin geenin ohjeistama proteiinintuotto lakkaa. Syöpien hoitoon tähtäävät sirna-lääkkeet CALAA-01 ja ALN-VSPO2 ovat ensimmäisissä potilaskokeissa. Potilaskokeita tehdään myös verkkokalvon ikärappeuman, diabeettisen silmäsairauden, hi-virusinfektion ja korkean kolesterolin hoidossa. Nämä lääkkeet saadaan soluihin nanopartikkelien avulla.

Mari Heikkilä on maatalous- ja metsätieteiden lisensiaatti, mikrobiologi ja Mediuutiset-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede -lehdessä 2/2011

Koko tapasi monia kuuluisuuksia. 2016 se sai näppäillä Red Hot Chili Peppersin Flean bassoa. Kuva: FolsomNatural/Wikimedia Commons
Koko tapasi monia kuuluisuuksia. 2016 se sai näppäillä Red Hot Chili Peppersin Flean bassoa. Kuva: FolsomNatural/Wikimedia Commons

Mikä motivoi gorillaa oppimaan ja käyttämään viittomia? kysyi Tiede 22 vuotta sitten. Uteliaisuus, halu pyytää jotain, halu jutella, halu ilmaista tunteita, vastasi Francine Patterson, maailmankuulu Kokon kouluttaja.

Yksi ihmisten ikiaikaisista haaveista on kyky puhua eläinten kanssa samalla kielellä. Mitä eläimen päässä liikkuu? Voisiko sen aivoituksia ymmärtää? Vai olisiko eläimen sisäinen maailma yhtä vieras kuin ulkoavaruudesta tupsahtaneen muukalaisen?

Psykologi Francine Patterson on nähnyt Koko-gorillan kasvavan yksivuotiaasta aikuiseksi ja on opettanut sille amerikkalaista ameslan-viittomakieltä. Kokon vertaaminen avaruusolioon huvittaa Pattersonia:

– En voisi ajatella Kokoa ”vieraan älyn” edustajaksi, sillä sen kasvattaminen on ollut kuin lapsen kasvattamista. Sillä on jopa ollut uhmaikänsä kuten ihmislapsella.

Ainoat hetket, jolloin Patterson myöntää hänen ja Kokon välillä olevan ymmärtämisvaikeuksia, ovat silloin, kun Koko käyttää viittomakieltä luovasti ja keksii omia viittomia.

Vuosi sitten Kokoa laihdutettiin keventämällä sen ruokavaliota. Tällöin viherrehusta tuli Kokolle merkittävä puheenaihe, ja koska sen sanavarastossa ei ollut sopivaa viittomaa, se kehitti uuden koskettamalla kämmenensä sisäreunalla ohimoaan muhkeiden kulmakaariensa vierestä.

– Koko turhautui yrittäessään saada meitä ymmärtämään uuden viittomansa merkitystä, ja ,e turhauduimme yrittäessämme tulkita itsepäisesti päätään osoittelevaa gorillaa, muistelee Patterson.

– Lopulta pääsimme samalle aaltopituudelle, mutta vasta paljon myöhemmin tajusimme, miksi Koko viittoi ohimoonsa. Viherrehu, englanniksi browse, kuulostaa melkein samalta kun kulmakarva, (eye)brow. Koko oli kuullut ihmisten käyttävän molempia sanoja ja tiesi niiden merkitykset – testien mukaan se pystyy kääntämään puhuttua englantia viittomakielelle – ja ilmeisesti teki omat johtopäätöksensä sanojen samankaltaisuudesta.

Koko Koko-projekti on pitkäaikaisin laatuaan. Kun Patterson aloitti 1972, psykologit Allan ja Beatrice Gardner olivat juuri osoittaneet, että simpanssille voidaan opettaa viittomakieltä. Gorilloja kuitenkin pidettiin juroina ja yhteistyöhaluttomina, eikä niiden älystä tai oppimiskyvystä tiedetty juuri mitään.

Afrikassa vuorigorilloja tutkineen Dian Fosseyn ohella Francine Patterson on muuttanut yleisen mielikuvan gorilloista: vaarallisina hirviöinä pidetyt eläimet on alettu mieltää lempeiksi jättiläisiksi.

Kolmella merkillä alkuun

 Koko on naaras ja kuuluu läntiseen alankogorillarotuun, joka on kotoisin Länsi-Afrikan sademetsistä. Se syntyi San Franciscon eläintarhassa 1971 heinäkuun neljäntenä eli Yhdysvaltain kansallispäivänä ja sai siksi japaninkielisen nimen Hanabi-Ko, ilotulituslapsi. Kun Patterson alkoi opettaa Kokoa, se oli vuoden ikäinen.

Patterson sai Kokon kiinnostumaan käsistään puhkumalla höyryä gorillasuojan ikkunoihin ja piirtämällä niihin sormellaan. Koko matki innokkaasti. Viittomakielen opetus aloitettiin näyttämällä gorillalle esineitä ja asettamalla sen kädet oikeaan viittoma-asentoon.

Alussa Pattersonin tavoitteena oli vain selvittää, pystyikö Koko oppimaan kolme merkkiä: juoma, ruoka ja lisää.

Gorilla osoittautui kuitenkin halukkaaksi viittojaksi, ja vähän yli kolmen vuoden ikäisenä se oli käyttänyt jo yli kahtasataa merkkiä. Näistä 78 täytti Pattersonin asettaman kriteerin, jonka mukaan Kokon katsottiin osaavan viittoman, jos se käytti sitä oikein ja oma-aloitteisesti vähintään puolena kuukauden päivistä.

Patterson tutki Kokon oppimista alusta asti kahdesta eri näkökulmasta. Toisaalta hän kartoitti gorillan kielitaitoa edellä olevan kaltaisten tiukkojen kriteerien mukaan. Toisaalta hän seurasi avoimin mielin Kokon ilmaisuja selvittääkseen, miten se käytti viittomakieltä eri tilanteissa.

Patterson väitteli alankogorillan kielellisistä kyvyistä Stanfordin yliopistossa 1979. Havaintonsa Kokon ensimmäisiltä kymmeneltä vuodelta hän julkaisi Amerikan Psychologist-, American Journal of Psychology-, Journal of Pragmatism- ja Word-lehdissä. Lisäksi hän kirjoitti 1978 yleistajuisen artikkelin National Geographiciin sekä 1981 suurelle yleisölle tarkoitetun kirjan The education of Koko, jonka Otava julkaisi suomeksi nimellä Koko – puhuva gorilla vuonna 1987.

Kirja ei ollut Koko-projektin tilinpäätös, vaan kielikoulutus on jatkunut keskeytyksettä. Koko asustaa nykyisin Gorilla-säätiön tiloissa Kalifornian Woodsidessa. Seuranaan sillä on kaksi urosgorillaa: 23-vuotias ystävä Michael ja 15-vuotias sulhanen Ndume.

Viittomakieli joustaa

Patterson on yhdessä John Bonvillianin kanssa verrannut viittomakielen alkeisoppimista lapsia ja gorilloja opetettaessa. He julkaisivat tuloksensa First Language-lehdessä 1993.

Ameslanin viittomista 10–15 % on ikonisia eli kohdettaan matkivia, ja voidaan teoretisoida, että tällaisia viittomia olisi helpointa oppia. Pattersonin ja Bonvillianin havaintojen perusteella ikonisuus ei kuitenkaan ollut ratkaisevaa sen enempää gorillojen kuin lastenkaan oppimiselle. Lasten kymmenestä eri viittomasta kolmannes oli ikonisia, gorillojen (Kokon ja Michaelin) noin puolet. Viidenkymmenen viittoman sanavarastossa ikonisten osuus säilyi likipitäen samana.

Puhuvat lapset käyttävät selvästi enemmän kysymystä tai tarkoitusta ilmaisevia sanoja (esim. ”what” tai ”for”) kuin viittovat lapset tai Pattersonin gorillat. Kymmenen sanan tai viittoman sanavarastosta oli puhuvilla lapsilla tällaisia sanoja 6 %, viittovilla lapsilla ja gorilloilla ei yhtään. 50 sanaa tai viittomaa osaavilla vastaavat osuudet olivat 4 %, 1 % ja 0 %.

Pattersonin mukaan sanallinen kysymys ei viittomakielessä olekaan yhtä luonteva kuin kysyvä katse. Jälkimmäistä käyttävät niin ihmiset kuin gorillat. Koko ja Michael ovat sittemmin viittoneet kysymyssanojakin silloin tällöin, Koko useammin kuin Michael.

Jotkut tutkijat ovat sitä mieltä, ettei viittovien apinoiden voi väittää oppineen kieltä, koska ne eivät näytä ymmärtävän sanajärjestyksen merkitystä. Tähän päätyi Nim-simpanssia kouluttanut Herb Terrace. Toisaalta Roger Foutsin opettama Lucy-simpanssi ymmärsi eron esimerkiksi lauseiden Roger kutittaa minä ja minä kutittaa Roger välillä.

– Kokon ja Michaelin viittomasarjoissa ilmenee kyllä sanajärjestystä, Patterson kertoo. – Mutta järjestys ei ole puhutun englannin kielen mukainen – kuten ei ameslanissa yleensäkään.

Patterson huomauttaa lisäksi, ettei sanajärjestys ole viittomakielessä yhtä keskeinen asia kuin puhutussa kielessä, joka on lineaarinen sanajono. Viittomia voidaan nimittäin yhdistellä niin, että yksi ele vastaa useaa sanaa.

Keksii omia nimiä

Ollessaan nykyään ihmisten seurassa Koko aloittaa useimmat keskustelut, ja sen viittomasarjat ovat yleensä 3–6 merkin mittaisia. Se käyttää aktiivisesti noin 500:aa viittomaa ja on vuosien mittaan käyttänyt yli 400:aa muuta. Koko ymmärtää noin 2 000 puhuttua englanninkielistä sanaa. Michael käyttää aktiivisesti yli 350:tä viittomaa; Ndumelle ei ole opetettu viittomakieltä.

Koko ja Michael viittovat jonkin verran keskenään, mutta antoisimmin gorillakolmikko viestii omilla ilme-, ele ja äänisignaaleillaan.

– Tuntuu, että niiden kieli on paljon ihmisten kieltä tehokkaampaa, nauraa Patterson.

Mikä sitten motivoi gorilloja oppimaan ja käyttämään viittomia?

– Uteliaisuus, halu pyytää jotakin, halu jutella asioista, halu ilmaista tunteitaan, Patterson luettelee. – Gorillat saattavat myös kommentoida tapauksia, jotka ovat sattuneet äskettäin.

Koko on keksinyt omia nimityksiä monille asioille. Esimerkiksi nainen on sille huuli ja mies jalka.

Se osaa myös olla näsäviisas. Kerran se piteli valkoista pyyhettä ja viittoi yhä uudestaan punainen, vaikka kouluttaja vakuutti sen olevan väärässä. Lopulta Koko osoitti virnuillen pientä punaista nukkahöytyvää, joka oli tarttunut pyyhkeeseen.

Koko myös leikkii mielikuvilla ja vitsailee. Imettyään kerran letkulla vettä se nimitti pitkään jälkeenpäin itseänsä elefanttigorillaksi. Kerran se pyysi kaatamaan juomaa ensin nenäänsä, sitten silmäänsä ja lopuksi korvaansa – ja nauroi päälle.

Michael taas kerran hämmensi kouluttajansa viittomalla seuraavat sarjat: tyttö, tietää lyö-suuhun, lyö-suuhun punainen puree, tietää, tukka tyttö punainen, huuli (tarkoittaen naista), huuli huuli huuli paha vaiva. Kävi ilmi, että Michael oli nähnyt ennen kouluttajan tuloa pihalla tappelun, jonka oli aloittanut punatukkainen nainen,

– Viittomien oppimista saattaa helpottaa se, että hyvä käsien koordinaatio on luontainen kyky niin ihmiselle kuin ihmisapinoille, sanoo Patterson ja viittaa Sue Savage-Rumbaughin kokeisiin, joissa Kanzi-simpanssille opetettiin iskoksien lyömistä kivestä esi-ihmisten tyyliin.

Kurkistuksia mieleen

Pattersonin gorillojen seurana on ollut sekä koiria että kissoja. Kokolla on nykyäänkin lemmikkinään 11-vuotias kissa, jonka kanssa se leikkii mielellään. Michael puolestaan tulee hyvin toimeen koirien kanssa. Koko ei vaikuta oikein ymmärtävän koirien leikkiä, ja muutkin gorillat hermostuvat, jos ne näkevät koirien kisailevan keskenään; riehakas nahistelu ilmeisesti näyttää niistä tappelulta.

Leikkiessään yksin gorillat ”puhuvat” itsekseen kuten lapset. Ne kuitenkin häiriintyvät ja lopettavat viittomisen heti, jos huomaavat jonkun katselevan.

Gorilloilla on eräs asenne, jota Pattersoninkin on vaikea ymmärtää. Ne eivät nimittäin halua nähdä ihmisen ottavan mitään toiselta ihmiseltä.

– En ole varma, miksi ne eivät pidä siitä, Patterson sanoo. – Epäilen kuitenkin syyksi niiden hierarkiakäsityksiä: alempiarvoinen voi antaa tavaroita pois muttei koskaan ottaa niitä ylempiarvoiselta yksilöltä.

Koko pystyy säätelemään tunteitaan. Kun gorillat ovat tyytyväisiä, ne päästävät kehrääviä hyrinöitä. Harmistunut gorilla saattaa puolestaan haukahtaa, mikä Pattersonin mukaan tarkoittaa: ”Älä tee noin!”

Haukahdus saattaa päästä esimerkiksi jos ruoka-aikana tarjoilu on hidasta. Tällöin hoitajilla on tapana pitää muutaman minuutin tauko, koska ärtynyt gorilla voisi teoriassa käydä heihin käsiksi.

– Kerran olin keskustelemassa avustajan kanssa, kun Koko haukahti, Patterson kertoo. – Nyt meidän täytyy odottaa hetki, sanoin. Mutta Koko kehräsikin heti perään eli antoi hyvän olon signaalin. Ilmeisesti se tahtoi kertoa, ettei tarkoittanut mitään pahaa.

Hermostuessaan gorillat saattavat nimitellä ihmistä esimerkiksi viittomalla sinä likainen vessa. Kokon suosima haukkumasana on lintu, sillä nuorena se hermostui pihalla räksyttäviin närhiin.

Se ei kuitenkaan periaatteessa halua loukata toisten tunteita. – Pyysin kerran Kokoa nimittelemään erästä henkilöä, Patterson muistelee. – Odotin kirousten ryöppyä mutta yllätyksekseni se viittoikin: Koko kohtelias.

Jos saisit tilaisuuden, mitä sinä kysyisit gorillalta?

Petri Riikonen on Tiede 2000 -lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede 2000 -lehdessä

2/1996 ja tiede.fi:ssä helmikuussa 2002

Päivitetty 22.6.2018

Koko projektin tapahtumia

1972 Francine Patterson alkaa opettaa viittomakieltä yksivuotiaalle Koko-gorilla-naaraalle tavoitteenaan tutkia gorillan kielellisiä kykyjä.

1974 Koko muuttaa San Franciscon eläintarhasta Stanfordin yliopiston alueelle.

1976 Gorillasäätiö perustetaan. Kolmi-vuotias Michael-uros otetaan projektiin toiseksi gorillaksi.

1977 Patterson saa tutkimusapurahan National Geographic Societylta.

1979 Gorillasäätiö muuttaa Kalifornian Woodsiden metsäiselle ylängölle.

1985 Ronald Cohnin valokuva Kokosta ja sen lemmikkikissasta valitaan Time-lehden vuoden kuvaksi.1990 Havaijin Mauin saarelta valitaan paikka tulevalle gorillojen suojelualueelle.

1992 11-vuotias Ndume-gorillauros liitetään joukkoon siinä toivossa, että se pariutuisi Kokon kanssa.

1996 Koko täyttää 25 vuotta heinäkuun neljäntenä päivänä.

1997 Koko-projekti on jatkunut 25 vuotta.

2017 Koko-projekti täyttää 45 vuotta.

19.6.2018 Koko kuolee nukkuessaan 46 vuoden iässä.

 

Mitä on ameslan?

Amerikkalaisten kuurojen viittomakieli, American sign language eli ameslan, on Yhdysvaltojen neljänneksi käytetyin kieli.

Yksittäinen viittoma voi merkitä kirjainta, sanaa tai sanayhdistelmää. Viittomat voivat olla täysin keinotekoisia. Ne voivat myös olla ikonisia eli matkia kohdettaan tai metonyymisiä eli liittyä jotenkin kohteeseensa.

Keinotekoinen on esimerkiksi viittoma isä, jossa asetetaan avoimen käden peukalonpää otsaa vasten.

Ikoninen on esimerkiksi syödä, jossa kättä liikutetaan suuta kohti ja pois kuin vietäisiin suupaloja huulille.

Pikkuleipä on metonyyminen viittoma: kädellä ”leikataan” toista kämmentä kuin paloiteltaisiin taikinaa.

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