Ihmisten kesken ei aina ole helppoa, mutta paljon hullummin asiat olisivat, ellemme saisi syntymälahjana peilisoluja. Nämä aivojemme empatianeuronit tunnistavat liikettä, ääntä, ilmeitä ja eleitä ja kertovat meille, mitä toiset tekevät ja kokevat.

Pimeän seminaarisalin valkokankaalla pyörii vanha James Bond -elokuva, itse asiassa kaikkien aikojen ensimmäinen, Tohtori No. Sean Connery loikoilee silkkilakanoissa. Äkkiä hän säpsähtää. Kasvoilta kuvastuu pelko. Hän alkaa vetäytyä hitaasti taaksepäin. Niin teen minäkin tuolissani. Ja vierustoverini omassaan. Iso musta taranteli kiipeää salaisen agentin käsivartta.

- Meissä kaikissa on jotakin maagista, kuiskaa Christian Keysers, Hollannin Croningenin yliopiston neurofysiologi. - Peilisolumme virittävät meidät salamannopeasti toisten tuntemuksiin.

Hoksattiin rusinakokeissa

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Peilisolujen jäljille päästiin alkuaan aivan sattumalta Parman yliopistossa Italiassa, kun neurotieteilijät Giacomo Rizzolatti ja Vittorio Gallese kollegoineen tutkivat makakiapinan otsalohkon liikealueen toimintaa. Aina kun apina nappasi rusinan laboratorion pöydältä, tietyt hermosolut aktivoituivat ja mikroelektrodeihin kytketty hälytin pärisi toiminnan merkiksi.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sitten tutkija tarttui rusinaan - ja taas kuului pärinä. Useiden toistojen jälkeen kokeen tekijät vakuuttuivat havaitsemastaan: yhdet ja samat aivosolut reagoivat sekä tarttumiseen että tarttumisen näkemiseen. Neuronit nimettiin peilisoluiksi, koska ne selvästikin matkivat muiden tekemisiä.

Havainto herätti neurotutkijoiden piirissä heti kysymyksen: onko meillä ihmisillä samanlainen peilausjärjestelmä?

Vastausta ryhdyttiin hakemaan eri puolilla maailmaa, myös meillä Suomessa, missä tehtävään tarttui rofessori Riitta Hari Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratorion aivotutkimusyksikössä.

Vähin erin kantautui myönteisiä uutisia: parahiksi käyttöön saadut modernit aivokuvausmenetelmät näyttivät, että ihmisaivoissa on peilisoluja, vieläpä useissa paikoissa. Niitä löytyy Brocan alueelta, otsalohkon liikealueilta, ohimolohkosta ja päälaenlohkosta.

Noista ajoista on nyt kymmenkunta vuotta. Tutkimus on jatkunut vilkkaana, ja peilisoluista on saatu yhä kirkkaampi kuva. Niinpä Yhdysvaltain tämänvuotisella tiedeviikolla järjestettiin seminaari, jossa saattoi kuulla, mitä imitaattoreistamme nyt tiedetään.

Myös ääni sytyttää

Varhaisissa peilisolututkimuksissa ihmiset katsoivat, kun joku toinen tarttui johonkin. Sittemmin on isketty, kirjoitettu, koputettu, koskettu, kumarruttu, osoitettu, potkaistu, puraistu, rummutettu, tehty ties mitä - ja peilisolut toimivat. - Ne reagoivat kaikenlaisiin mielekkäisiin liikkeisiin, mutta turhasta ne eivät yleensä innostu, Christian Keysers summaa havainnot.

Järkevän toiminnan peilisolut tunnistavat osittaisenakin. - Ne simuloivat liikkeen, vaikka suorituksen loppu kätkettäisiin näkyvistä.

Kräts! - Peilisolunne reagoivat juuri paperin repäisyyn, vaikka ette nähneet minun repäisyäni, Keysers ilmoittaa heiluttaen arkinpalaa molemmissa käsissään.

- Osa peilisoluista ei tarvitse näköärsykettä käynnistyäkseen. Noin viisitoista prosenttia soluista on audiovisuaalisia. Ne pystyvät tunnistamaan liikkeen myös äänestä, hän selventää.

Keysersistä peilisolujen kyky lukea puolittaisia liikkeitä ja syttyä äänistä on "iso juttu", sillä se osoittaa, että peilisolut käsittelevät toimiamme luultua abstraktimmin. - Ne pystyvät arvaamaan, täydentämään ja yleistämään. Näille soluille repäisy on repäisy ja koputus on koputus, tehtiin se miten tahansa ja näimmepä tapahtuman tai emme.

Tuntoaistilla omansa

Keysersin uusimmat, viime vuonna valmistuneet tutkimukset osoittavat, ettei peilisolujen toimintakenttä rajoitu liikkeiden simulointiin.

- Ne matkivat myös tuntoaistia, Keysers sanoo ja napsauttaa näkyviin uudet magneettikuvat. Ne on otettu kahdelta nuorelta mieheltä tilanteessa, jossa tutkija koskettaa toisen jalkaa. Molempien aivoissa välkkyy samalla tavoin. Tuntoaivokuorella on siis omat peilisolunsa, jotka käynnistyvät, kun näemme kosketuksen.

- Myös kivun tunne jaetaan, Keysers lisää. Hän viittaa brittikollegansa Tania Singerin Lontoon University Collegessa tekemään tutkimukseen, joka selittää, miksi suustamme automaattisesti pääsee "Auts!", kun näemme jonkun vaikkapa iskevän kyynärpäänsä ovenpieleen tai viiltävän veitsellä sormeensa.

- Nähty kipu on melkein samanlainen kuin koettu kipu. Keysers korostaa sanaa melkein, sillä aidon ja empatiakivun erottaa pieni mutta kiinnostava seikka.

- Kivun simulointi tapahtuu limbisissä rakenteissa, aivorungossa ja pikkuaivoissa, joissa arvioidaan, kuinka epämiellyttävältä tai kovalta kipu tuntuu. Aidossa kivussa toimii myös tuntoaivokuori, jonka tehtävänä on paikantaa kipu ja tutkia, minkälaatuisesta kivusta on kyse.

Emootiotkin peilautuvat

Luennoitsijavuoroon astuu Marco Iacoboni, Kalifornian Los Angelesin yliopiston neuropsykiatri - ja peilisolujen toimintarepertoaari laajenee entisestään.

- Peilisolut ovat asialla myös silloin, kun tiedämme, miltä toisista tuntuu, Iacoboni sanoo.

Iacoboni on näyttänyt ihmisille kuvia kasvoista, joilta kuvastuu onni, suru, viha, hämmästys, pelko tai inho. Vaikka aivot käsittelevät emootioita ja liikkeitä aivan eri kohdissa, katsojien hermosolut kiirehtivät toimimaan. Aivoissa käy jopa tavanomaista kiihkeämpi kuhina. Magneettikuvissa näkyy toimintaläikkiä vähän kaikkialla.

- Näköhavainto käynnistää rypään neuroneja ohimolohkossa. Ne lähettävät viestin päälaenlohkon visuomotorisille neuroneille. Täältä viesti jatkaa otsalohkoon kasvojen liikealueille. Lopulta ärsyke tavoittaa aivosaaren ja limbisen järjestelmän, Iacoboni selittää vilkkautta.

Sitten tulee järkeenkäypä yksinkertaistus: - Aistimme toisten tunteet, koska peilisolumme simuloivat myös emotionaaliset liikkeet ja välittävät ne tunteiden syville ydinalueille.

Ahaa! Minä siis toistin James Bondin ilmeet ja eleet, ja kun tieto sujahti aivojen hälytyskeskukseen mantelitumakkeeseen, koin pelästyksen, jonka taranteli herätti salaisessa agentissa.

Emootioiden simulointikyvystä meidän kuuluu kiittää ennen kaikkea aivosaarta. - Tällä rakenteella on yhteys sekä aivokuoreen että limbiseen järjestelmään. Ilman sitä liikeärsykkeet eivät pääsisi kytkeytymään emotionaalisiin yhteyksiin.

Tilanteilla omia soluja

- That´s something! vierustoverini innostuu jopastelemaan - liian aikaisin: entistäkin häkellyttävämpiä peilisolujen tekoja on tulossa.

Emootioiden peilautuminen sai Iacobonin kysymään, voivatko peilisolut käsitellä myös sosiaalisen kanssakäymisen kenties keskeisintä puolta. Auttavatko ne tunnistamaan aikomuksia ja päämääriä ja käsittämään, mihin muut pyrkivät?

Ei kuin kokeet käyntiin. Tällä kertaa Iacoboni katselutti koehenkilöillään videoita, joissa käsi tarttui pöydällä olevaan teekuppiin erilaisissa tilanteissa. Välillä pöydällä ei ollut muuta kuin kuppi, välillä pöytä oli katettu teehetkeä varten, välillä se oli teehetken jäljiltä.

- Jos peilisolut tunnistavat vain liikkeen tyypin, ympäristön vaihtuminen ei vaikuta niiden toimintaan. Jos ne sen sijaan koodaavat myös toiminnan tavoitteita, viitekehys muuttaa solujen aktiivisuutta, Iacoboni alustaa.

Katsomme, mitä tapahtuu. Kun käsi nappaa kupin kattamattomalta pöydältä, aivoissa välkkyvät klassiset peilisolut. Kun pöydällä on täysi kuppi teetä ja keksejä lautasella, otsalohkossa aktivoituu tavanomaista suurempi solujoukko. Lähes yhtä paljon vipinää syntyy, kun kuppi on tyhjä ja lautasella on muruja syömisen jäljiltä.

- Huomatkaa, että tarttumisliike on koko ajan aivan sama. Silti tietyt otsalohkon peilisolut käynnistyvät ainoastaan tietyssä yhteydessä. Kaiken lisäksi tilanteet ennen teetä ja sen jälkeen sytyttävät osittain eri solut. Tällaiset erot merkitsevät, että osa soluista ei reagoikaan siihen, mitä näemme, vaan siihen, mitä tuleman pitää, Iacoboni tulkitsee tuloksiaan.

Ja sama selkokielellä: Osa peilisoluista on harjaantunut ikään kuin päättelemään, miksi joku tekee jotakin. Tietyt solut saavat meidät totea-maan "Kas, hän aikoo nauttia teetä", toiset puolestaan ennakoimaan "Jaha, hän on valmis siivoamaan pöydän".

Temperamenteissa eroa

Vanhastaan empaattisuuttamme on selitetty sillä, että me rationaalisesti vertaamme itseämme muihin. Siinä missä fyysikot käyttävät luonnonlakeja fysikaalisten ilmiöiden selittämiseen, me turvaamme kokemuksiimme ja vedämme niistä maalaisjärkeen käypiä oletuksia muiden tekemisistä.

Peilisoluista kertynyt tieto osoittaa nyt, että kykymme ymmärtää toisiamme on todennäköisesti pohjimmiltaan hermostollinen. Meidän ei tarvitse pysähtyä päättelemään, mistä oikein mahtaa milloinkin olla kyse.

Aivoissamme on simulaattori, joka tiedostamatta ja ponnistelematta seuraa muiden eleitä, katseita ja liikkeitä ja luo kehoomme toiminnon, joka toisessa on käynnissä. Tämä tekee meistä empaattisia, intuitiivisia ja sosiaalisia olentoja, inhimillisiä ihmisiä.

- Lähinnä temperamenttierojen vuoksi toiset ovat herkempiä ja empaattisempia kuin toiset, Iacoboni huomauttaa, ennen kuin kukaan ehtii ihmetellä, miksi me kuitenkin käyttäydymme hyvinkin eri tavoin.

- Jokainen myös tietää omasta kokemuksestaan, että helpointa on eläytyä rakkaiden ja tuttujen ihmisten asemaan, koska heidän kanssaan jaamme paljon yhteistä. Toisaalta peilausjärjestelmä saa aikaan sen, että olomme tuntuu kotoisalta vieraassakin seurassa.

- Peilisolut ovat aivojemme runoilijoita. Ne luovat hyväilyn iholle ja riemun rintaan, vaikka itsellämme ei olisi tapahtumissa osaa ei arpaa, Christian Keysers tunnelmoi.

Psykologian dna:ta?

- Ihmismielen lukeminen tuskin on näin yksinkertaista. Syvälliseen vuorovaikutukseen tarvitaan muutakin kuin peilisoluja. Liike-empatia ei voi tavoittaa esimerkiksi haluja ja uskomuksia, koska niitä ei voi nähdä eikä niin ollen matkiakaan, kuuluu epäilys kakkosriviltä. Salissa on siis myös skeptikoita, joiden mielestä peilisolututkijat ovat innostuneet liikaa ja tehneet tuloksistaan turhan kauaskantoisia päätelmiä.

- Toisten ymmärtäminen todella vaikuttaa niin yksinkertaiselta, että asiaa on vaikea uskoa. Ei tässä silti ole mitään mystistä. Periaatteessa tämä on klassista ehdollistumista, Christian Keysers sanoo.

- Käyttäytyminen on valtaosin liikkeitä, eleitä ja ilmeitä, ja ihminen oppii ihmisen tavoille sosiaalisessa kanssakäymisessä ja paljolti muita matkimalla. Jäljittely, joka alkaa lähes heti syntymän jälkeen, valmentaa aivot tuntemaan ja tunnistamaan niin omia kuin toisten olotiloja, Marco Iacoboni täydentää.

Jos Vittorio Gallese olisi paikalla - kuten hänen alun perin piti olla - saisimme varmaan kuulla myös tyynnyttelevän kommentin. Hän on useissa artikkeleissaan painottanut, että olisi naiivia kuvitella koko mielen ymmärryksen lepäävän nyt tunnetun liike-empatiajärjestelmän varassa. "Olemme jäljittäneet perusmekanismin, jolla tulkitaan peruskäyttäytymistä. Hienosyiseen ihmisten ymmärtämiseen tarvitaan varmasti laajempia rakenteita."

Pyörittääkö herkempää tulkintaa nyt tunnettua herkempi peilausjärjestelmä, ei tiedä kukaan, mutta näin monet peilisolututkijat arvelevat. Kalifornian San Diegon yliopiston neurologian professori ja aivo- ja kognitiokeskuksen johtaja Viliayanur Ramachandran on pukenut odotukset sanoiksi:

"Joskus peilisolut vielä osoittautuvat psykologiassa yhtä tärkeiksi kuin dna on osoittautunut biologiassa."

 

Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2005

Häkellyttävän paljon häkellyttävän nopeasti

Liike-empatiamme hienous paljastuu parhaiten, kun simulointiprosessin purkaa osiin. Eläytyminen toisen tuntemuksiin tapahtuu muutamissa sadoissa millisekunneissa. Toiminnalliseen magneettikuvaukseen ja magnetoenkefalografiaan perustuvan nykytietämyksen mukaan peilausviesti kiirii aivokuorella jotakuinkin seuraavasti.

1 NÄKÖAIVOKUORI ottaa vastaan näköärsykkeet, jakaa tiedon osiin ja lähettää ne eteenpäin korkeammille näköaivoalueille. Liikehavaintojen prosessoinnista päävastuun kantaa näköalue V5. Jos peilaus alkaa äänihavainnosta, ärsykkeen ottaa vastaan ja toimittaa edelleen kuuloaivokuori.

2 YLÄOHIMOUURTEEN PEILISOLUT tutkivat, miltä liike näyttää. Ne muodostavat havainnosta visuaalisen kuvauksen ja postittavat sen päälaenlohkoon.

3 PÄÄLAENLOHKON PEILISOLUT tutkivat, mikä toisessa liikkuu ja miten. Ne selvittävät liikkeen yksityiskohtaiset piirteet, kuten sen, kuinka korkealle esimerkiksi käsi nousee. Ne myös liittävät viestiin simuloitavan liikkeen tuntoinformaation. Lopuksi ne lähettävät tiedoston eteenpäin otsalohkoon ja kopion siitä yläohimouurteeseen.

4 OTSALOHKON PEILISOLUT tutkivat, miksi joku liikkuu. Osa soluista selvittää liikkeen motorista päämäärää, kuten sitä, onko käsi esimerkiksi tarttumassa johonkin vai tuuppaamassa jotakin pois. Osa soluista päättelee, mitä liike merkitsee ja mihin se tähtää ja johtaa. Kun tehtävä on suoritettu, solut lähettävät tiedosta kopion yläohimouurteeseen.

5 YLÄOHIMOUURTEEN PEILISOLUT arvioivat jäljittelyn osuvuutta saatuaan päälaen- ja otsalohkon peilisoluilta tiedon, millainen liike ja missä tarkoituksessa on tulossa simuloitavaksi. Jos havaittu ja aiottu liike vastaavat toisiaan, yläohimouurre antaa liikeaivokuorelle luvan jäljittelyyn. Vielä testaamattoman hypoteesin mukaan yläohimouurteen valvomo on erityisen tärkeä simuloitaessa liikkeitä, joita katsoja ei entuudestaan tunne.

6 LIIKEAIVOKUOREN PEILISOLUT suorittavat jäljittelyn, kun yläohimouurteesta on tullut toiminnalle hyväksyntä. Ensimmäisenä käynnistyvät Brocan alueen peilisolut, jotka simuloivat käyttäytymisemme keskeisimpiä liikkeitä, kasvojen ja käsien liikkeitä. Vasta sen jälkeen syttyvät muut motoriset peilisolut. Valtaosin simulointi tapahtuu salaa, ilman näkyviä toistoja, mutta aina kun sisäinen kokemus on tarpeeksi voimakas, simulointi purkautuu havaittavana mimiikkana.

7 AIVOKUOREN ALLA aivosaari auttaa tutkimaan, miltä jostakusta tuntuu. Se välittää aivokuorelta saamansa emotionaalisen liikeinformaation limbisiin rakenteisiin, jotka kytkevät tiedon emotionaalisiin yhteyksiinsä.

 

Kielikin peilisolujen ansiota

Puhumisella ja liikkeiden tunnistuksella ei äkkiseltään tuntuisi olevan mitään tekemistä keskenään, mutta peilisolujen löydyttyä neurotutkijat ovat alkaneet ounastella, että kielikin saattoi syntyä peilausmekanismin varassa. Tähän suuntaan viittaa se, että liikkeiden tunnistamiseen, jäljittelemiseen ja puhumiseen tarvitaan yhtä yhteistä aivoaluetta, joka kaiken lisäksi näyttää kehittyneen apinoiden peilausjärjestelmän ydinalueesta.

Meidän Brocan alueemme vastaa apinoiden esimotorista aluetta, ja myös tehtävät ovat puhetta lukuun ottamatta samat. Molemmat tunnistavat ja toistavat käsien ja kasvojen liikkeitä. Tästä on pääteltävissä, että juuri näiden liikkeiden seuraaminen on ollut alueen alkuperäinen tehtävä.

Jossakin vaiheessa käsieleet ja ilmeet muovautuivat hermostollisesti yhteneviksi, ja neuronit saivat uuden työsaran ääntelystä. Näin on pitänyt tapahtua, koska alueen peilisolut toistavat paitsi nähdyt myös äänestä tunnistetut liikkeet.

Vähin erin puhe pääsi alkuun, ja esimotorinen alue kypsyi Brocan alueek-si, joka säätelee puhumiseen tarvittavia ääntöelinten liikkeitä.

 

Luvassa terapiaa hermosoluille

Peilisoluista toivotaan apua ihmisille, jotka kärsivät kyvyttömyydestä tunnistaa toisten mielialoja ja pyrkimyksiä.

- Elämää rajoittavan vakavan empatian puutteen aiheuttaa tavallisesti jokin nerologinen tai psyykkinen sairaus. Lievempien häiriöiden taustalta taas löytyy usein sosiaalisesti virikkeetön ja turvaton lapsuus, taustoittaa psykiatri Mark Thompson, joka on vuosikymmenen tutkinut mielenlukua ja tunneälyä Kalifornian yliopistossa Los Angelesissa. - Pohjimmiltaan kaikissa tapauksissa on kuitenkin nykytietämyksellä kyse peilisoluista.

Useat viimeaikaiset tutkimukset oikeuttavat epäilemään peilisoluja.

Espoossa Teknillisen korkeakoulun aivotutkimusyksikössä on esimerkiksi havaittu, että Aspergerin oireyhtymässä peilisolut toimivat tavallista heikommin. Kalifornian yliopistossa San Diegossa on puolestaan selvinnyt, että autisteilla peilisolut reagoivat huonosti muiden tekemisiin.

- Jos peilisolujen toimimattomuus varmistuu kognitiivisten vajavuuksien ydinsyyksi, päästään kehittämään jäljittelyterapioita, joilla pelisolut voidaan herättää tehtäviinsä, Mark Thompson sanoo.

Sisältö jatkuu mainoksen alla