Aivojen automaattisesti syntyvä vaste poikkeaville aistiärsykkeille kertoo vastasyntyneen kyvystä hahmottaa maailmaa

Jo vastasyntyneellä vauvalla ja jopa sikiöllä on kyky havainnoida ympäristöään ja myös oppia havainnoistaan. Tämä selvisi tutkijoille sen jälkeen, kun he oppivat mittaamaan aivojen sähköistä vastetta poikkeaville aistiärsykkeille.

Professori Risto Näätäsen yli neljäkymmentä vuotta sitten löytämä aivojen sähköinen vaste poikkeavalle aistiärsykkeelle on muodostunut yhdeksi aivotutkijoiden perustyökaluista. Poikkeavuusnegatiivisuus (mismatch negativity, MMN) on hyvin perustavaa laatua oleva aivojen toimintaprosessi, ja se voidaan havaita myös nukkuvalla ja jopa koomassa olevalla ihmisellä.

Professor Teija Kujala

Professori Teija Kujala

– Näätänen oli kuulotutkija, joten hän havaitsi ilmiön tutkiessaan sitä, miten aivot prosessoivat ääniä. Yhtä hyvin ilmiö olisi voitu löytää vaikkapa näkö-, haju- tai tuntoaistia koskevassa tutkimuksessa, sillä aivot tuottavat tämän vasteen tulipa poikkeava ärsyke minkä aistin kautta tahansa, professori Teija Kujala sanoo.

MMN-vaste näkyy paitsi ihmisillä myös eläimillä.

– Se on ollut elintärkeä aivotoiminto, sillä sen ansiosta olemme pystyneet reagoimaan välittömästi ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Risahdus viidakossa – juokse! Aistien välittämä havainto prosessoidaan aivoissa jo ennen kuin ehdimme tiedostaa sen.

MMN-vasteella on ollut erityisen suuri merkitys, kun on tutkittu vauvojen aivojen toimintaa ja kehittymistä.

– MMN-vasteen avulla on havaittu, että jo vastasyntyneellä vauvalla ja jopa sikiöllä on kyky hahmottaa ympäröivää maailmaa, muistaa ja oppia, Kujala toteaa.

Vuonna 2013 julkaistussa tutkimuksessa (Partanen et al., PNAS) osoitettiin, että raskausviikolta 29 alkaen tietyille sanoille ja melodialle altistetut sikiöt oppivat reagoimaan äidinkielelle vieraisiin äänenkorkeuden muutoksiin pseudosanoissa.

Samana vuonna julkaistussa toisessa tutkimuksessa (Partanen et al., PLoS One) osoitettiin, että lapsilla oli vielä neljän kuukauden ikäisenä voimistunut MMN-vaste sikiöaikana tutuksi tulleelle melodialle.

– Heille oli siis syntynyt muistijälki siitä, mitä olivat sikiöaikana kuulleet.

Riski kielellisen kehityksen häiriöön näkyy jo vastasyntyneen aivoissa

Lukivaikeuden (dysleksia) tiedetään olevan vahvasti periytyvä ominaisuus. Kujalan tutkimusryhmä halusi selvittää, voisiko lukivaikeusriskin tunnistaa jo vastasyntyneen aivoista MMN-vasteen avulla.

Tutkimukseen otettiin mukaan vastasyntyneitä, joissa toisella tai molemmilla vanhemmilla oli todettu lukihäiriö, ja verrokkiryhmäksi taas vastasyntyneitä, joiden perheessä ja lähisuvussa lukivaikeutta ei esiintynyt. Tulokset julkaistiin tammikuussa 2019 Clinical Neurophysiology -lehdessä.

– Ryhmien MMN-vasteissa oli selvä ero. Riskiryhmässä vastetta ei näkynyt tai se oli vaimea, kun taas verrokkiryhmässä vaste oli selvä. Tuloksen mukaan riskivauvojen äännejärjestelmä on poikkeavasti kehittynyt mikä voi johtaa lukemaan oppimisen vaikeuksiin, Kujala kertoo.

Lukivaikeus havaitaan useimmiten vasta kouluiässä, kun lapsella alkaa ilmetä oppimisvaikeuksia. Diagnoosin viivästymisen takia ympäristö saattaa leimata lapsen tyhmäksi ja mikä pahinta, lapsi saattaa itsekin alkaa pitää itseään tyhmänä ja erilaisena.

– Olisi tärkeää, että lukivaikeuden riski havaittaisiin jo ennen kouluikää, sillä silloin lapsi voi saada tarvitsemaansa tukea ja harjoitusta alusta alkaen, Kujala toteaa ja painottaa vielä:

– Huippuälykkäälläkin voi olla lukivaikeus.

MMN-vasteen avulla ei pystytä yksilötasolla osoittamaan esimerkiksi lukivaikeuden riskiä, vaikka tulokset ryhmätasolla ovatkin selvät.

– Mittausmenetelmien tarkkuus ei riitä vielä yksilölliseen diagnosointiin, vaan tuloksia täytyy tulkita ryhmätasolla. Aivotutkimusmenetelmiä ja mittaustarkkuutta kuitenkin kehitetään koko ajan, Kujala sanoo.

Missmatch negativity (MMN)

Riskiryhmään kuuluvien vauvojen MMN-vasteet (punainen viiva) poikkeavat niiden vauvojen vasteista, joilla ei ole perinnöllistä riskiä. Tuloksen mukaan riskivauvojen äännejärjestelmä on poikkeavasti kehittynyt, mikä voi johtaa lukemaan oppimisen vaikeuksiin. (Kuva aineistosta, josta julkaisu Thiede & al. Clinical Neurophysiology, 2019)

 

Enemmän aiheesta: Poikkeavuusnegatiivisuus muutti käsitystämme oppimisesta, muistista ja vauvan aivojen kehityksestä