Peilisolut

Miksi me haukottelemme, kun näemme toisen haukottelevan tai tunnemme olomme janoisiksi, kun näemme toisen juovan tai näemme kylmän vesilasin pöydällä? Peilisolut vaikuttavat näihin kokemuksiin.

Peilisolut ovat empatianeuroneja, jotka vaikuttavat siihen, miten me tulkitsemme ja koemme toisen ihmisen eleitä, ilmeitä, tunteita, liikkeitä sekä ääniä. Ne saavat meidät esimerkiksi liikuttumaan, kun näemme toisen itkevän, tai hymyilemään kun näemme nauravan vauvan. Peilisolujen ansiosta on myös mahdollista tuntea itse fyysistä kipua, kun näet toista sattuvan. Peilisoluja on tutkittu vähän, mutta tähän mennessä tehtyjen tutkimusten perusteella voidaan sanoa, että peilisolut vaikuttavat kuitenkin merkittävästi siihen, miten me koemme asioita ja tunteita erilaisissa tilanteilla.

Peilisolujen jäljille

Italiassa Parman yliopistossa työskentelevät neurotieteilijät Giacomo Rizzolatti ja Vittorio Gallese kollegoineen halusivat tutkia makakiapinan otsalohkon liikealueen toimintaa (Kinnarinen, 2005), vielä tarkemmin motorisia neuroneita, jotka osallistuvat käden lihasten aktivoitumiseen apinan kurottaessa tai tarttuessa johonkin tiettyyn objektiin (Taylor, 2016). Tutkimus toteutettiin niin, että apinan aivoihin asetettiin mikroelektrodeja, jotka reagoivat tiettyjen aivon alueiden aktivoitumiseen. Mikroelektrodit olivat kytketty kaiuttimeen, jolloin motoristen neuronien aktivoitumista pystyttiin seuraamaan elektronisista signaaleista muodostuvan äänen avulla (Gredebäck, 2010). Tutkimuksen alussa pöydälle asetettiin pähkinä tai rusina, jonka apina nosti lopulta suuhunsa. Tämän avulla pystyttiin havainnoimaan käsi-suukoordinaatiota ja samalla kurottamis- sekä tarttumisrefleksiä.

Tutkimus sai pian uusia ulottuvuuksia, kun Rizzolatti ja Gallese kollegoineen totesivat, että makakiapinan aivoissa aktivoituvat motoriset neuronit eivät aktivoituneet ainoastaan silloin kun apina itse nosti objektin, esimerkiksi rusinan tai pähkinän) pöydältä, vaan myös silloin kun joku tutkijoista suoritti vastaavanlaisen liikkeen. Nimitys ”peilisolu” (eng. mirror cells) saivat nimensä juurikin tästä kyseisestä reaktiosta. Eli nämä motoriset neuronit pystyivät peilaamaan jo koettua sekä suoritettua toimintaa näköaistin välityksellä nähtyyn toimintaan. (Winerman, 2005.)

“We were lucky, because there was no way to know such neurons existed but we were in the right area to find them.” – Giacomo Rizzolatti.

Apinasta ihmiseen

Sen jälkeen, kun tutkijat löysivät peilisolut makakiapinan otsalohkon alueelta, haluttiin laajentaa tutkimusta ihmisen aivoihin ja sen toimintaan, mutta tässä koitui haasteeksi se, ettei ihmisillä voitu tutkia yksittäisten neuronien aktivoitumista, niin kuin apinoilla, sillä se vaatisi mikroelektrodien asettamista aivoihin. Sen sijaan ensimmäiset peilisolujen tutkimukset ihmisillä kohdistuivatkin käden lihasten nykimisen tarkkailuun. Journal of Neurophysiology:ssa vuonna 1995 julkaistiin Rizzolattin ja neurotutkija Luciano Fadigan raportti, jossa he olivat löytäneet samankaltaisia motorisen hermoston potentiaaleja kädessä silloin kun tutkittava ihminen itse tarttui objektiin ja silloin kun tutkittava katsoi jonkun muun tarttuvan tähän samaan objektiin. (Winerman, 2005).

Tästä eteenpäin peilisolujen tutkimiseen on pääasiassa käytetty jonkinlaista neurokuvantamisen menetelmää, kuten magneettikuvausta (Winerman, 2005). Los Angelesissä sijaitsevan Californian yliopiston neurotieteilijä Marco Iacaboni kertoo, että Rizzolatti ja hänen tutkimusryhmänsä ottivat häneen yhteyttä motoristen neuronien tutkimisesta ihmisillä aivojen kuvantamisen avulla. Iacaboni oli aluksi skeptinen tutkimuksen kannattavuudesta, mutta vierailtuaan Rizzolattin tutkimuskeskuksessa vuonna 1998, hän havaitsi, että italialaisten tutkijoiden tulokset olivat todellisuudessa hyvin kattavia ja luotettavia. Tämän jälkeen hän oli vakuuttunut, että peilisolujen tutkiminen muuttaisi tavan, jolla ajattelemme aivoista, niiden toiminnasta, sekä itsestämme ihmisinä. Vaati kuitenkin vuosien tutkimista ja erilaisia kokeiluja, ennen kuin Iacaboni pystyi oikeasti ymmärtämään peilisolujen potentiaalin ja yhteyden peilaamiseen/imitaatioon, empatiaan, puhekykyyn sekä kieleen eli toisin sanoen ihmisen sosiaaliseen elämään. (Lehrer, 2008).

Peilisolujärjestelmä

Peilisolujärjestelmä on frontoparietaalinen hermoverkosto, joka kattaa useamman aivoalueen ja jossa on sekä itsetehtyihin että nähtyihin liikkeisiin reagoivia peilisoluja. Varsinaiset peilisolut ovat visumotorisia neuroneja. Aistinelimien kautta tulevien näkö- ja kuulotieto muuttuu peilisolujärjestelmässä tilanteeseen sopiviksi liikemalleiksi. Tämä tapahtuu niin nopeasti ja vaivattomasti, että selitykseksi ei kelpaa vain tehokas kognitiivinen prosessointi, jossa vertaillaan saatua aisti-informaatiota aikaisempiin kokemuksiin ja sen avulla pääteltäisiin mitä on tapahtumassa. Sen sijaan peilisolujärjestelmä vaikuttaisi projisioivan nähdyt liikkeet katsojan omaan liikejärjestelmään. (Hari, 2007.)

Ihmisen aivoista on löydetty alueita, jotka aktivoituvat, kun liike joko tehdään tai nähdään. Näiden alueiden on päätelty sisältävän peilisoluja, vaikka nykyiset tutkimusmenetelmät eivät mahdollista yksittäisten solujen tutkimista. Nykyisten tutkimusten pohjalta uskotaan, että ihmisellä peilisolujärjestelmään kuuluvat alimmassa otsalohkossa sijaitseva Brockan alue, primaariliikeaivokuori sekä myös päälaenlohkon alaosa. Peilisolujärjestelmän lateralisaatiota ei voida tarkentaa, mutta järjestelmä kattaa kuitenkin kummankin aivopuoliskon. (Hari, 2007.)

Brockan alue on tärkeä alue toimintojen tavoitteiden koodaamisessa. Kuvantamismenetelmin on pystytty havaitsemaan alueen hienojako, jonka mukaan tarkkailtujen liikkeiden ”varsinainen peili” sijaitsee alueen dorsaaliosassa. Primaari liikeaivokuori on sekä anatomisesti että toiminnallisesti alajuoksulla Brockan alueeseen verratessa ja tästä syystä osa sen toiminnasta heijastaa Brockan alueen tilaa. Katsojan oma liikeaivokuori aktivoituu hänen katsoessaan toisen suorittamia liikkeitä, mutta heikommin kuin jos hän suorittaisi liikkeet itse. (Hari, 2007.)

Peilisolujärjestelmän aktivoituminen

Peilautumisjärjestelmän avulla astutaan automaattisesti toisen ihmisen asemaan, jolloin voidaan aistia toisen liikkeitä, aistimuksia ja tuntemuksia. Tämän vuoksi peilisolut ovat avainasemassa meidän sosiaalisen elämän kanssakäymisissä, sillä ilman niitä olisimme todennäköisesti täysin sokeita toisen ihmisen kokemille tuntemuksille. (Lehrer, 2008.)

Motorinen aktivoituminen

Motorisella aktivoitumisella tarkoitetaan erilaisten liikkeiden tai liikesarjojen kautta tapahtuvaa aktivoitumista. Tutkijat halusivat selvittää, pystyykö peilisolut havaitsemaan tunteiden ja liikkeiden lisäksi myös aikomuksen niiden takana. (Winerman, 2005.) Kaksi neurotieteilijää tutkivat asiaa ja asian vahvisti myöhemmin myös fMRI tutkimus (Acharya&Samarth, 2012). Tutkimuksessa selvisi, että peilisolut ovat mukana aikomusten tulkinnassa, mutta tarkkoja mekanismeja todistamaan tätä ei löydetty.

Tästä hyvä esimerkki kuitenkin on esimerkiksi urheiluselostajat / -reportterit. Koripallopelin selostajat ovat todennäköisesti nähneet kymmeniä, satoja tai tuhansia pelejä ja vaikka he eivät olisikaan ikinä pelanneet itse, niin he ovat nähneet useita liikesarjoja, tapahtumia ja tilanteita, joihin he voivat peilata. Selostaja osaa mahdollisesti ennakoida jo pelaajan asennon, nivelkulmien, etäisyyden koriin sekä heittokulman avulla, tuleeko pelaaja tekemään korin vai ei. Tämä kaikki voi tapahtua alle sekunnissa, sillä peilisolujen toiminta on refleksinomaista. (Gredebäck, 2010.) Eli kun näemme jonkin liikesarjan, niin peilisolumme vertaavat niitä omassa motorisessa muistissa oleviin liikesarjoihin, jolloin pystymme mahdollisesti havaitsemaan aikomuksen liikkeen takana sekä ennakoimaan, kuinka kyseinen liikesarja loppuu. (Winerman, 2005.) Esimerkiksi, jos näet jonkun nostavan vesilasin pöydältä, pystyt hänen liikehdintänsä ja ilmeidensä avulla arvaamaan nostaako hän lasin juodakseen siitä vai nostaakseen sen vaikkapa viereiselle pöydälle.

Motoriseen aktivoitumiseen lukeutuu myös liikkeiden ja eleiden peilaaminen, vielä tarkemmin matkiminen (Cerdán, 2017). Vauvoilla peilisolujen epäillään aktivoituvan vielä herkemmin, kuin aikuisilla. Tästä hyvä esimerkki on vanhempi, joka yrittää saada lapsensa syömään ilmeilemällä ja ääntelemällä hassusti. Äänteleminen kiinnittää lapsen huomion ja tämä alkaa matkimaan vanhempansa ilmeitä, jolloin ruokalusikallinen on helpompi sujauttaa lapsen suuhun, ilman turhempaa vaivaa. Peilisolujen on myös epäilty olevan yhteydessä siihen, miten lapsi oppii kävelemään, puhumaan ja toimimaan tietynlaisissa tilanteissa.

Sensorinen aktivoituminen

Makakiapinoita tutkiessa havaittiin, että peilisolut tukevat toiminnan ymmärtämisen suoraa muotoa. Ihmisen sosiaalinen kognitio kuitenkin on huomattavasti kehittyneempää kuin apinan. (Gallese, 2011.) Sen jälkeen, kun oli löydetty yhteys motorisen aivokuoren ja peilisolujen välillä tutkijat halusivat syventyä aiheeseen vielä tarkemmin ja ottaa selvää löytyykö samanlainen yhteys myös somatosensorisen aivokuoren ja peilisolujen välillä.

Peilisolujen havaittiin myös mahdollistavan tunteiden sekä fyysisten tuntemusten peilaamisen. Eräässä tutkimuksessa oli todettu, että somatosensorinen aivokuori aktivoitui samalla tavalla, kun koehenkilöitä koskettiin höyhenellä jalkaan ja kun he näkivät, että toista koehenkilöä kosketettiin höyhenellä jalkaan (Winerman, 2005). Koehenkilö siis peilasi näkemäänsä tilannetta omiin tunnekokemuksiinsa /-muistoihinsa ja tämä aiheutti reaktion aivokuorella. Peilisolut yhdistettiin myös kivun tuntemuksien välittymiseen. Jos vaikka näkee jotain toista sattuvan, voi se laukaista esimerkiksi muiston samankaltaisesta kivusta ja tämä voi aiheuttaa fyysisen kivun tuntemuksen omassa kehossa. Nähty kipu on siis melkein sama kuin koettu kipu. Kivun ärsytyksen aktivoituminen tapahtuu limbisissä rakenteissa, aivorungossa sekä pikkuaivoissa, jotka arvioivat miltä kipu tuntuu tai kuinka kovalta se tuntuu. Aidon kivun tuntemuksessa aktivoituu näiden lisäksi myös tuntoaivokuori, joka paikantaa kivun. (Kinnarinen, 2005.)

Fyysisten tuntemusten matkimisen lisäksi peilisolut voivat peilata tunteita. Tästä syystä peilisolujen onkin todettu olevan vahvasti yhteydessä empatiaan. (Cerdán, 2017.) Peilisolujärjestelmä havaitsee ja simuloi emotionaalisia liikkeitä ja välittävät ne aivoissamme syvimpiin ydinalueisiin, jotka käsittelevät tunteita. Aivosaari on merkittävässä osassa emootioiden simuloinnissa, sillä on yhteys limbiseen järjestelmään sekä aivokuoreen ja ilman sitä liikeärsykkeet eivät pääsisi kytkeytymään emotionaalisiin yhteyksiin. (Kinnarinen, 2005.)

Pohdinta

Peilisolut ovat konseptina hyvin kiehtova, mutta samalla hyvin hämmentävä. Peilaamista ihmisten välillä tapahtuu koko ajan, mutta näitä tilanteita ei pitäisi yrittää tulkita liikaa. Se miten itse aion hyödyntää peilisoluja ja niiden aktivoitumista jatkossa on, että ensi kerran kun minulla on ankeampi fiilis, niin katson videoita nauravista vauvoista tai menen esimerkiksi naurujoogaan, jossa ohjaaja alkaa spontaanisti nauramaan ja odottaa, että muiden läsnäolijoiden peilisolut aktivoituvat ja loppupeleissä kaikki nauravat yhdessä.

Lähteet;

Acharya, S. & Samarth, S. 2012. Mirror neurons: Enigma of the metaphysical modular brain. PubMed Central. US National library of Medicine. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3510904/ . Luettu 12.11.2020.

Barth, D. 2013. Empathy, understanding and mirror neurons. Off the couch. Psychology today. https://www.psychologytoday.com/us/blog/the-couch/201303/empathy-understanding-and-mirror-neurons .  Luettu 12.11.2020.

Garcia Cerdan, A. 2017. Mirror neurons: The most powerful learning tool. Cognifit. https://blog.cognifit.com/mirror-neurons/ . Luettu 12.11.2020.

Gallese, V. 2011. Intersubjektiivisuus neurotieteen näkökulmasta. Psykoterapia-lehti 30(1). (4-17).

Gredebäck, G. 2010. The mirror neuron system: Understanding others as one self. TedX Talks. https://www.youtube.com/watch?v=DY1HAJGpyVw . Katsottu 12.11.2020.

Hari, R. 2007. Ihmisaivojen peilautumisjärjestelmät. Katsaus. Kylmälaboratorion aivotutkimusyksikkö. Teknillinen Korkeakoulu. https://www.duodecimlehti.fi/duo96592  Luettu 12.11.2020

Kauranen, K. 2018. Fysioterapeutin käsikirja. Helsinki. Sanoma Pro Oy.

Kinnarinen, T. 2005. Peilisolut auttavat ymmärtämään muita. Tiede-lehti (8/2005). https://www.tiede.fi/artikkeli/jutut/artikkelit/peilisolut_auttavat_ymmartamaan_muita  . Luettu 11.3.2019.

Lehrer, J. 2008. The Mirror Neuron Revolution: Explaining What Makes Humans Social. Mind matters. Scientific American. https://www.scientificamerican.com/article/the-mirror-neuron-revolut/# . Luettu 12.11.2020

Taylor, J. 2016. Mirror Neurons After a Quarter Century: New light, New cracks. Science in the News. Harvard University. http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2016/mirror-neurons-quarter-century-new-light-new-cracks/ . Luettu 12.11.2020.

Winerman, L. 2005. The minds mirror. American psychological association. Monitor on Psychology. 36/9. (48). https://www.apa.org/monitor/oct05/mirror . Luettu 12.11.2020.