Teknologian, innovaation ja luovuuden risteyskohta.

Neurotieteilijät ymmärtävät paljon aivoista, ja uudet tutkimukset jatkavat muistin tieteen avaamista. Miten muisti muodostuu aivoissa, ja mitä tarkalleen ottaen tapahtuu, kun muistamme jotain?

Muisti aivoissa

Muistot eivät ole lukittuna yhteen tiettyyn paikkaan aivoissa. Aivojen eri alueet ovat Rochester Institute of Technologyn (RIT) mukaan vastuussa muistin eri osa-alueista. Amygdala liittyy tunnereaktioihin, kuten pelkoon. Striatum liittyy taitoihin liittyviin muistoihin, ja hippokampus ja ohimolohkot ovat molemmat välttämättömiä muistojen muodostamisessa ja palauttamisessa.

Kun koet jonkin tapahtuman, siitä ei tule hetkessä muistoa, joka tallentuu aivoihin ikuisesti. Muistojen muodostumisessa on kolme päävaihetta.

Koodaus, tallentaminen, hakeminen ja unohtaminen

Ensin muistot koodataan aivoihin. Tämä tapahtuu synapseissa, jotka ovat neuroneiksi kutsuttujen aivosolujen välisiä yhteyksiä.

”Nämä yhteydet joko vahvistuvat tai heikkenevät”, sanoo Christine Smith, Ph.D. Hän toimii muistitutkijana San Diegon veteraanien terveydenhuoltojärjestelmän tutkimuspalvelussa (Research Service, Veterans Affairs, San Diegon terveydenhuoltojärjestelmä) ja opettaa psykiatriaa Kalifornian yliopistossa San Diegossa.

Hän lisää: ”Solut, jotka aktivoituvat silloin, kun tapahtuma tapahtuu, ovat samoja, jotka ovat mukana myöhemmin, kun muistat kyseisen tapahtuman.”

Hermosolujen väliset yhteydet alkavat heikosti ja vahvistuvat, mitä useammin altistut tapahtumalle. Tämä selittää, miksi esimerkiksi muistat edelleen lapsuutesi puhelinnumeron, mutta et kerran tapaamasi henkilön nimeä.

Tohtori Smith selittää, että kun muistoa muistellaan, ne aivosolut, jotka olivat aktiivisia muiston muodostuessa, aktivoituvat uudelleen. Jos muisto on muutaman vuoden vanha, rakenne nimeltä hippokampus osallistuu näiden solujen uudelleenaktivointiin ja muistin kokoamiseen niin, että koet sen muistettuna tapahtumana.

Emmehän tietenkään muista jokaista hetkeä elämästämme. Meidän ei yksinkertaisesti tarvitse päästä käsiksi kaikkeen siihen liialliseen informaatioon. Sen sijaan meillä on taipumus muistaa tärkeät asiat tai ne muistot, joihin olemme päässeet käsiksi eniten. Joskus jokin vihje voi auttaa aktivoimaan uudelleen pölyttyneitä vanhoja muistoja, esimerkiksi kun tietty tuoksu muistuttaa sinua jostakin henkilöstä, paikasta tai ajasta elämässäsi.

Ajan myötä yhteydet jähmettyvät tai lujittuvat. Palauttamiesi muistojen synapsit vahvistuvat usein ja ovat siten osa pitkäkestoista muistiasi. Toiset hermosolujen väliset yhteydet heikkenevät ajan myötä, jolloin unohdat nuo hetket.

RIT:n mukaan tätä normaalia prosessia, jossa muisti katoaa ajan myötä, kutsutaan muistijäljen hajoamiseksi. Joskus unohtaminen johtuu koodauksen epäonnistumisesta, jolloin et käsittele tietoa, eikä muistia siis ole koskaan ollutkaan. Lopuksi on olemassa eräänlainen unohtamisen muoto, jota kutsutaan interferenssiteoriaksi, jolloin muut tiedot häiritsevät kykyäsi säilyttää uusia muistoja. Kun esimerkiksi tiedät sanan ”tuoli” yhdellä kielellä, se voi estää kykyäsi muistaa sana ”tuoli” toisella kielellä.

Mitkä ovat neljä muistityyppiä?

Muistia on kahta päätyyppiä: lyhytkestoinen ja pitkäkestoinen muisti. Mutta pitkäkestoisen muistin sisällä on kaksi alaluokkaa: eksplisiittinen eli tietoinen muisti ja implisiittinen eli tiedostamaton muisti.

Lyhytkestoinen muisti

Työmuistiin eli lyhytkestoiseen muistiin mahtuu RIT:n mukaan vain muutama asia ja se kestää noin 20 sekuntia. Se on hyödyllinen silloin, kun meidän täytyy pitää tieto päässämme vain hetken, ja sitten voimme siirtyä muihin tärkeämpiin asioihin. Jos esimerkiksi joku antaa sinulle ohjeen, kuten paperin allekirjoittamisen, sinun tarvitsee muistaa tämä tiedonpätkä vain niin kauan, että voit tehdä vaaditun toimenpiteen. Sen jälkeen se on hyödytöntä. Queenslandin aivoinstituutin (Queensland Brain Institute, QBI) mukaan työmuisti on yksi parhaista yleisen älykkyyden ennustajista, kun sitä mitataan tavanomaisilla psykologisilla testeillä.

Jos harjoittelet tarpeeksi, esimerkiksi painat mieleesi sanojen oikeinkirjoituksen tai keskustelet usein jostakin suosikkitapahtumastasi, lyhytkestoiset muistot voivat vahvistua tarpeeksi, jotta ne muuttuvat pitkäkestoisiksi muistoiksi aiemmin kuvaamamme vakiinnuttamisprosessin kautta.

Pitkäkestoinen muisti

Pääasiassa suurin osa muistoistasi, jotka ajattelemme keskustelemalla, ovat osa pitkäkestoista muistia. Kun muistat jotain elämässäsi tapahtunutta, se on eräänlainen pitkäkestoinen muisti, jota kutsutaan eksplisiittiseksi muistiksi. QBI:n mukaan eksplisiittiset muistot voivat olla episodisia, kuten kun muistat lapsuuden suosikkisynttärit, tai semanttisia, jotka liittyvät tosiasioihin tai yleistietoon.

Implisiittiset eli tiedostamattomat muistot eivät ole yhtä ilmeisiä, mutta ne on upotettu mieleemme osana pitkäkestoisen muistin pankkia. Ne voivat olla proseduraalisia, kuten motorisia taitoja, joita et unohda, kun olet oppinut ne, kuten pyöräilyä tai kenkien sitomista. Toinen implisiittisen muistin tyyppi johtuu QBI:n mukaan primingistä, jolloin altistuminen yhdelle ärsykkeelle vaikuttaa aivojen reaktioon toiseen ärsykkeeseen. Nämä vähemmän ilmeiset muistot voivat vaikuttaa tottumuksiimme tai fobioihimme.

”Emme ole aina tietoisia siitä, milloin toimimme näiden aiempien muistojen perusteella”, sanoo tohtori Smith. ”Ajattelemme siis, että ne ovat persoonallisuuttamme koskevia ennakkoasenteita.”

Hän selittää, että tapahtumat, jotka tapahtuvat sinulle, voivat tulla osaksi muistisäiliötäsi, vaikka sinulla ei ehkä ole tietoista pääsyä niihin. ”Teet siis päivän aikana kaikenlaista käyttäytymistä, jota et luultavasti edes tajua olevan muistin heijastuma”, hän sanoo.”

Muistihäiriöt

Olemme selittäneet, miten muistin pitäisi toimia, mutta on monia asioita, jotka voivat aiheuttaa muistin menetystä. Muistihäiriön voi aiheuttaa esimerkiksi aivovamma, kuten päävamma, aivohalvaus tai kasvain, tai krooninen alkoholismi, National Geographicin mukaan.

Traumaattinen kokemus voi Scientific Americanin mukaan vaurioittaa hippokampuksen ja prefrontaalisen aivokuoren välistä viestintää. Tämä näkyy esimerkiksi silloin, kun olet turvassa, mutta elimistösi pelkoreaktio käynnistyy vihjeestä, joka muistuttaa aiemmasta vaarallisesta kokemuksesta, kuten ihmisillä, joilla on traumaperäinen stressihäiriö (posttraumaattinen stressihäiriö, PTSD, post traumatic stress disorder).

Muistin heikkeneminen on normaali osa ikääntymistä, mutta joillakin ihmisillä esiintyy vakavaa muistin heikkenemistä erilaisten dementiatyyppien, kuten Alzheimerin taudin yhteydessä. Se on rappeuttava sairaus, jossa aivosolut lakkaavat toimimasta. Tohtori Smith kertoo, että taudin alkuvaiheessa aivojen muistirakenteet kärsivät. Aluksi potilaat valittavat muistin heikkenemistä. Sitten taudin edetessä se vaurioittaa myös muita aivojen osia, mikä aiheuttaa kognitiivisia ongelmia, tarkkaavaisuusongelmia ja toimeenpanevia toimintoja, kuten kielen menetystä.

”Kun henkilöllä diagnosoidaan Alzheimerin tauti, hänen aivonsa ovat hyvin pahasti vaurioituneet”, hän sanoo. ”Voisit näyttää lapselle terveen aivokuvan ja Alzheimerin taudin aivokuvan, ja hän näkisi eron. Se on hyvin ilmeinen.”

Kun pohditaan, mitä ovat neljä muistityyppiä, emme voi olettaa, että jokaisella ihmisellä on jokainen tyyppi. Jotkut aivosairaudet vaikuttavat yhteen muistin osaan, mutta eivät toiseen. Smith kuvailee esimerkiksi, että jollakulla voi olla aivoissa vaurio, joka vaikuttaa hänen tietoiseen muistiinsa, joten hänellä on vaikeuksia oppia uusia asioita. Mutta heidän tiedostamattomat muistinsa ovat kunnossa.

Hän kuvaa myös tilaa nimeltä kortikaalinen sokeus, jossa ihmiset näkevät ja heillä on välttämisrefleksejä, mutta he eivät pysty tunnistamaan, mitä he katsovat, joten he ovat käytännössä sokeita.

”He eivät näe, mutta jos heitä heitettäisiin pallolla, he pystyisivät väistämään sitä.”

Miten suojella muistoja

Alzheimerin tautiin ei ole vielä parannuskeinoa. Ihmiset, jotka ovat alttiita muistisairaudelle, voivat kuitenkin viivästyttää sitä terveellisillä elämäntavoilla. Jotkut harrastavat aivoharjoituksia muistisairauden torjumiseksi. Smith ehdottaa, että on olemassa mielenkiintoisempiakin tapoja pitää aivot vahvoina, joita muistitiede tukee. Hän neuvoo potilaitaan keskittymään terveellisiin elämäntapoihin, joihin kuuluu sydän- ja verisuoniliikuntaa, ravitsevaa ruokavaliota ja riittävästi unta. Korkeammin koulutetuilla ihmisillä on hänen mukaansa pienempi riski sairastua Alzheimerin tautiin, ja ajatuksena on, että koulutus voi rakentaa aivoja ja viivästyttää taudin puhkeamista. Lisäksi kaikenlainen henkilökohtainen vuorovaikutus auttaa stimuloimaan aivoja. Maailmalla liikkuminen, keskustelut ja uusien asioiden kokeileminen ovat kaikki erinomaisia aivoharjoituksia.

”Sinulla on enemmän kognitiivisia reservejä, joten voit ottaa enemmän osumia ennen kuin epäonnistut”, hän sanoo.

Kiinnostaako sinua tiede ja innovaatiot? Mekin olemme. Tutustu Northrop Grummanin uramahdollisuuksiin nähdäksesi, miten voit osallistua tähän kiehtovaan löytöjen aikaan.