Yleinen käsitys on, että aivot ovat elin, joka on suunniteltu reagoimaan ulkomaailman ärsykkeisiin. Painava kirja putoaa vieressäsi olevalta pöydältä, ja aivojesi avulla näet, kuulet ja tunnet iskun. Jos kuitenkin katsot mykistettyä videota, jossa kirja putoaa pöydältä, aivosi saattavat silti tuottaa version näistä aistimuksista – ja saada sinut hyppäämään kirjan illusorisesta iskeytymisestä maahan, vaikka signaalit, joita normaalisti käsittelisimme ääninä tai tärinöinä, puuttuvat.
Tämä johtuu siitä, että aivomme eivät kehittyneet reagoimaan ympäröivään maailmaan, vaan ennemminkin ennustamaan, mitä meille tapahtuu seuraavaksi, selittää APS:n puheenjohtaja Lisa Feldman Barrett Northeastern-yliopistosta.
”Aivot eivät kehittyneet rationaalisuutta varten”, Barrett sanoo. ”Ne eivät kehittyneet ajattelua tai maailman tarkkaa hahmottamista varten. Ne eivät oikeastaan edes kehittyneet sitä varten, että voisit nähdä tai kuulla tai tuntea. Aivot kehittyivät säätelemään kehoa, jotta se voisi liikkua maailmassa tehokkaasti.”
Kehon palveluksessa toimivien aivojen ydintehtävä on allostaasi: kehon sisäisten järjestelmien sääteleminen ennakoimalla tarpeita ja valmistautumalla tyydyttämään ne ennen niiden syntymistä. Interoseptiikka – aivojesi edustus oman kehosi aistimuksista – on Barrettin mukaan tämän toiminnan aistillinen seuraus, ja se on keskeisessä asemassa kaikessa ajattelusta tunteisiin, päätöksentekoon ja itsetuntemukseemme.
”Kehosi on osa mieltäsi, ei jollakin hämärtävällä mystisellä tavalla, vaan hyvin todellisella biologisella tavalla”, hän sanoi Pariisissa järjestetyn vuoden 2019 Kansainvälisen psykologisen tieteen kongressin International Convention of Psychological Sciencen 2019 (ICPS) integratiivisen tieteen symposiumin aikana. ”Tämä tarkoittaa, että jokaisessa käsitteessä, jonka teet, on pala kehoasi, jopa tiloissa, joita pidämme kylmänä kognitiona.”
Allostaasin ylläpitämiseksi, Barrett jatkoi, aivojen on jatkuvasti rakennettava käsitteitä, jotka ohjaavat kehoa integroimalla aistitiedon sirpaleet muistoihin samankaltaisista kokemuksista menneisyydestä. Luomalla tämän sisäisen mallin kehostasi maailmassa aivot voivat päätellä syitä aistitiedoista, joita ne saavat verkkokalvon ja muiden aistinelinten kautta.
”Tämä ennustamisprosessi on tapa, jolla aivosi navigoivat maailmassa, ohjaavat toimintaasi ja rakentavat kokemuksiasi”, hän sanoi.
Barrettin työ toiminnallisella magneettikuvauksella (fMRI) on myös valottanut aivojen oletustilaverkoston, joka auttaa käynnistämään ennustussignaaleja, ja salience-verkon, joka auttaa määrittämään, mitkä odottamattomat aistitiedot ovat tärkeitä oppia tietyllä hetkellä, roolia. Barrettin tutkimus osoittaa, että molemmat verkostot, jotka toimivat yhdessä, myötävaikuttavat allostaasiin ja sen interoceptiivisiin seurauksiin.
Ironisesti, Barrett toteaa, että näiden alueiden limbiset aivokuoret, joita aikoinaan pilkattiin aivojen reaktiivisesti emotionaaliseksi ”sisäiseksi pedoksi”, saattavat olla läheisesti sidoksissa ennakoiviin prosesseihin, jotka rakentavat käsitystämme maailmasta.
(Väärin)ennakoivat prosessit
Allostaasin ylläpitäminen on paljolti kuin kehon budjetin hallintaa, jossa glukoosi, vesi, suola ja muut biologiset yhdisteet muodostavat valuutan, Barrett sanoo; kuten minkä tahansa budjetin kohdalla, aineenvaihdunnan alijäämä on mahdollista. Kun näin tapahtuu, aivot vähentävät menoja kahteen ”kalliiseen” asiaan: kehon liikuttamiseen ja uuden tiedon oppimiseen. Tämä voi johtaa väsymykseen, sekavuuteen ja anhedoniaan ja pitkällä aikavälillä masennukseen.
Allostaattinen häiriö on vain yksi monista tekijöistä, jotka vaikuttavat masennukseen, Barrett toteaa. Oireiden fyysisen perustan arvostaminen voi olla avuksi häiriöstä kärsiville, jotka usein kokevat, etteivät pysty hallitsemaan negatiivisia ajatuksiaan ja tunteitaan.
”Joskus olo on kurja puhtaasti fyysisestä syystä”, hän sanoo. ”Se ei ole ajatuksia, jotka ohjaavat tunteita, vaan tunteita, jotka ohjaavat ajatuksia.”
Eroavaisuudet interoseptiikan tukemissa ennakointiprosesseissa voivat myös vaikuttaa psykopatologiaan, sanoo Martin Paulus Kalifornian yliopistosta San Diegosta. Hän selittää, että terveillä yksilöillä on joukko odotuksia maailman tilasta, joita he päivittävät havainnoimalla ja arvioimalla uusia todisteita suhteessa aiempiin kokemuksiin.
Pyöräilijällä voi esimerkiksi olla käynnissä oleva malli siitä, missä hän voi pyöräillä tiellä, joka perustuu siihen, kuinka lähelle autoja yleensä tulee jalkakäytävää, ja jota hän päivittää jatkuvasti lähestyvien autojen äänien ja etäisyyden perusteella, jolla hän näkee ajoneuvojen kulkevan ohitseen hänen ohituksestaan. ”Kyse ei ole siitä, että havainnoiminen olisi passiivinen prosessi”, Paulus sanoo. ”Havainto on aktiivinen prosessi, joka perustuu aiempiin kokemuksiisi.”
Tämä prosessi voi kuitenkin mennä pieleen. Terve ihminen saattaa kokea sydämen sykkeen nousun juhliin saapuessaan osoituksena jännityksestä, kirjoittivat Paulus ja Murray Stein (Kalifornian yliopisto, San Diego) Brain Structure & Function -lehdessä; joku, jolla on ahdistuneisuutta, saattaa kuitenkin tulkita saman interoceptive-signaalin ennustavan lähestyvää vaaraa.
Paulus, Stein ja kollega Justin Feinstein (Tulsan yliopisto) tutkivat edelleen näiden interoceptivisten ennustusskeemojen perustaa Biological Psychiatry -lehdessä fMRI-tutkimuksella, johon osallistui 26 osallistujaa, joista puolet oli korkean ahdistuneisuuden piirteitä. Tulokset osoittivat, että molempien ryhmien osallistujat suoriutuivat yhtä hyvin sarjassa tehtäviä, joissa heidän oli valittava kahden vaihtoehdon välillä. Jopa silloin, kun oli vain vähän mahdollisuuksia valita väärin, erittäin ahdistuneet henkilöt osoittivat kuitenkin huomattavasti enemmän aktiivisuutta anteriorisessa cingulaarissa, aivojen alueella, joka osallistuu ennakoivien ja ei-ennustavien signaalien erottamiseen.
Tämä viittaa siihen, että ahdistuneisuuteen taipuvaiset henkilöt saattavat joutua käyttämään enemmän prosessointiresursseja päätöksentekoon, jotta he voivat erottaa fysiologisen tilansa tavalliset vaihtelut signaaleista, jotka ennakoivat potentiaalisia haittoja, kirjoitti Paulus.
Henkilöt, jotka kokevat tällaista interoceptiivista epäonnistumista, mukaan lukien masennuksesta kärsivät ihmiset, hän selitti, eivät siirry sopeutuvampaan uskomukseen maailman tilasta, vaikka todisteet todistavat, että heidän nykyinen käsityksensä on väärä.
”Voit usein esittää tälle henkilölle todisteita siitä, että ahdistus on todella järjetöntä tai että sillä ei ole perusteita, ja silti hänellä on voimakas vastarinta uuden tiedon oppimista kohtaan”, hän sanoi.
Kontekstin jäykkyys voi toisaalta johtaa siihen, että yksilöt soveltavat aiempia kokemuksiaan epäasianmukaisesti käsitykseensä asiaan liittymättömästä tilanteesta – esimerkiksi jos retkeilijä, joka oli törmännyt karhuun polullaan, alkaisi odottaa karhuja joka nurkan takana päivittäisellä työmatkallaan.
Interoseptiiviset signaalit voivat myös johdattaa meidät harhaan silloin, kun elimistömme signaaleissa on ristiriitaa parhaiden etujemme kanssa, jolloin ne vaikuttavat intuitiivisiin päätöksentekokykyihimme. Tämän vaikutuksen tutkimiseksi Barnaby D. Dunn (Medical Research Council Cognition and Brain Sciences Unit, Yhdistynyt kuningaskunta) ja kollegat seurasivat 92 osallistujan sykettä, kun he suorittivat Iowan uhkapelitehtävää. Tämä intuitiivisen ajattelun mittari perustuu siihen, että yksilöt tunnistavat, että kaksi neljästä korttipakasta, jotka heillä on käytettävissään, sisältää enimmäkseen kannattavia kortteja, kun taas kaksi muuta pakkaa todennäköisemmin vähentävät heidän lopputulostaan. Tehtävän suorittamisen jälkeen osallistujat laskivat sykkeensä useiden aikavälien ajan, joita tutkijat vertasivat todellisiin elektrokardiografisiin (EKG) mittauksiin osallistujien sykkeistä.
Kaiken kaikkiaan, tutkijat kirjoittivat Psychological Science -lehdessä, osallistujat, joilla oli tarkempi interoiaatio, tekivät todennäköisemmin päätöksiä, jotka olivat linjassa heidän sydämen aktiivisuutensa kanssa – eli valitsivat pakan vasteena sykkeen nousulle. Jos heidän sykkeensä nousi ennakoiden väärän pakan valitsemista, tämä saattoi kuitenkin johtaa siihen, että yksilöt saivat huonommat pisteet kuin ne, joilla oli vähemmän tietoisuutta kehonsa aktiivisuudesta.
Pauluksen meneillään olevassa Tulsa 1000 -pitkittäistutkimuksessa keskitytään selvittämään, miten tällaiset ennakoivan epäonnistumisen tavat vaikuttavat erilaisiin psykopatologioihin, jotka liittyvät päihteiden käyttöön ja syömiskäyttäytymiseen. Yksi tutkimuksen osa-alue asettaa sydämen interoceptionin keskipisteeseen ja antaa osallistujille tehtäväksi laskea sydämenlyöntejään arvioidakseen tietoisuuttaan omasta kehostaan.
”Haluaisin nähdä, voimmeko rakentaa kirjaimellisessa mielessä psykiatrin EKG:n”, Paulus sanoi.
Tarkempien diagnoosien tukemisen lisäksi tämä voisi mahdollistaa sen, että lääkärit voisivat viestiä, miten interoceptioniin perustuvien ennusteprosessien epäonnistumiset voivat edistää psykopatologiaa yksilöllisesti”, hän totesi.
Kuuntele sydäntäsi
Ulkopuolelta tulevan syötteen puuttuessa aivot saattavat tuottaa omaa spontaania aktiivisuuttaan, mutta on myös mahdollista, että tällainen aktiivisuus heijastaa sitä, että aivot käsittelevät sisäelimistömme sisäistä syötettä, sanoi Catherine Tallon-Baudry, joka tutkii kognitiivista neurotiedettä École Normale Supérieure -yliopistossa Ranskassa. Sekä sydän että ruoansulatuskanava tuottavat omaa sähköistä aktiivisuuttaan (tämän ansiosta kylmävarastossa säilytetty luovuttajasydän voi jatkaa lyömistään), ja sikiön kehityksen aikana nämä elimet alkavat supistua ennen kuin aivot aktivoituvat täysin. Tämä viittaa siihen, että aivot kehittyvät vastauksena näihin elimiin.
”Meillä on tapana ajatella, että aivot istuvat pyramidin huipulla ja ohjaavat kehoa yleensä – itse asiassa se on luultavasti päinvastoin”, Tallon-Baudry sanoo.
Yksi osoitus tästä on tapa, jolla tieto välittyy aivoihin ja aivoista elimistön aistiratojen kautta: 80 prosenttia vagushermon kuiduista nousee vatsan ja sydämen kaltaisista elimistä aivoihin, kun taas vain 20 prosenttia laskeutuu päinvastaiseen suuntaan.
Tässä aistien välisessä vuorovaikutuksessa voi kuitenkin olla kyse muustakin kuin allostaattisesta säätelystä – Tallon-Baudryn tutkimus viittaa siihen, että se voi myös tukea ensimmäisen persoonan perspektiivin ottamista, joka on perustavanlaatuinen rakennuspalikka itsetunnollemme.
Ollaksesi tietoinen, sinulla on oltava tietoisuuden kohde, hän selittää, ja elimistömme signaalien keskinäinen havaitseminen voi auttaa aivojamme yhdistämään saapuvan tiedon – mukaan lukien näkö, kehon sijoittelu ja kognitiiviset kategoriat – yhdeksi näkökulmaksi.
Keskustelut tietoisuudesta voivat helposti ajautua filosofiselle alueelle, Tallon-Baudry sanoi, mutta hänen työnsä keskittyy pääasiassa tämän ilmiön mekaanisiin näkökohtiin.
”Tiedämme, että aivoissa on paljon tiedostamatonta tiedonkäsittelyä, joten ensimmäisen persoonan näkökulma ei välttämättä ole oletustila. Tarvitsemme mekanismin, joka selittää sen”, hän sanoi.
Journal of Neuroscience -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa, jossa tutkittiin sydämen ja ensimmäisen persoonan perspektiivin välistä yhteyttä, Tallon-Baudry ja kollegat Mariana Babo-Rebelo ja Craig G. Richter (École Normale Supérieure) seurasivat 16 henkilön sydän- ja aivotoimintaa magnetoenkefalografian (MEG) avulla, kun heidän ajatuksensa vaelsivat. Osallistujat keskeytettiin ajoittain visuaalisella ärsykkeellä, jolloin he raportoivat ajatustensa sisällön. Ajatusten aikana, jotka osallistujat myöhemmin ilmoittivat koskevan itseään, yksilöt osoittivat suurempaa neuraalista vastetta omalle sydämenlyönnilleen oletustilaverkossa kuin ajatusten aikana, jotka koskivat jotakuta tai jotakin muuta.
”Se, miten aivot reagoivat sydämenlyönteihin, tekee eron itsen ja toisen välillä”, Tallon-Baudry sanoi.
Yksi sovelluskohteeksi tälle ja muille viskeraalisiin syötteisiin liittyville havainnoille hän huomautti avun antamista vaikeassa tehtävässä, jonka tarkoituksena on arvioida potilaita, jotka ovat tajuttomassa tilassa, kuten esimerkiksi ne, jotka heräävät koomasta. Tallon-Baudry selitti, että aivojen vasteen seuraaminen sydämen sykkeeseen voi paljastaa näillä potilailla ohimeneviä merkkejä tajunnasta, millä voi olla vakavia seurauksia elämän loppuvaiheen päätöksiin.
Feeling Is Seeing Is Believing
Sydämestämme tulevan syötteen sisäinen havaitseminen voi myös vaikuttaa visuaalisiin havaintoihimme, sanoi APS:n tutkija Manos Tsakiris (Royal Holloway University of London, Iso-Britannia) – riippumatta siitä, onko se, mitä näemme, olemassa vai ei.
Virheellinen ennakoiva koodaaminen voi myötävaikuttaa monenlaisiin ilmiöihin, hän toteaa. Esimerkiksi Yhdysvalloissa mustat henkilöt ovat yli kaksi kertaa todennäköisemmin aseettomia kuin valkoiset, kun heidät tapetaan kohtaamisissa poliisin kanssa, joka toisinaan ilmoittaa tunnistavansa esineitä, kuten puhelimia, väärin aseiksi ja muiksi aseiksi.
Tämä rotuvääristymä on osoitettu myös laboratoriossa, jossa valkoiset osallistujat, jotka osallistuivat aseiden tunnistus- ja ensimmäisen persoonan ampumistehtäviin, raportoivat todennäköisemmin näkevänsä aseen tai laukaisevansa digitaalisen aseensa vastauksena mustien henkilöiden kuviin.
Tässä samankaltaisessa Nature Communications -tutkimuksessa, johon osallistui 30 valkoista osallistujaa, Tsakiris ja kollegat seurasivat yksilöiden sydänsykliä EKG:llä aseen tunnistustehtävän aikana. Tutkijat havaitsivat, että yksilöt tunnistivat todennäköisemmin ei-uhkaavan esineen aseeksi, kun se seurasi mustan yksilön kuvaa, joka esitettiin sydämen systolen aikana, jolloin veri purkautuu sydämestä, kuin sydämen diastolen aikana eli sydämenlyöntien välissä.
Tämä viittaa siihen, että meneillään oleva sydämen aktiivisuus – ja erityisesti sydämen systole, jonka ajatellaan parantavan pelkoa aiheuttavien ärsykkeiden hahmottamista – voi vaikuttaa ennakkoluulojen ilmaisemiseen, Tsakiris ja kollegat Ruben T. Azevedo (Kentin yliopisto, Iso-Britannia), Sarah N. Garfinkel (Sussexin yliopisto, Iso-Britannia) ja Hugo D. Critchley (Brightonin ja Sussexin lääketieteellinen tiedekunta) kirjoittivat.
”Sen sijaan, että sanoisimme, että näkeminen on uskomista, meidän pitäisi ajatella pikemminkin sitä, että uskominen on näkemistä”, Tsakiris sanoi. ”Sellaiset aiemmat uskomukset ja kokemukset, joita sinulla on, hallitsevat havaintoa.”
Kehomme reaktio kuviin voi myös muokata tapaa, jolla näemme sosiaalipoliittisen maailmamme, mikä voi toisinaan vaikeuttaa tosiasioiden erottamista fiktiosta, hän sanoo. Käynnissä olevassa tutkimuksessaan hän on havainnut, että sydämen kiihtyminen reaktiona kuvajournalistisiin kuviin inhimillisestä kärsimyksestä korreloi sen kanssa, että arvioimme kyseisen kuvan olevan todellinen eikä lavastettu tai muokattu. Henkilöt, joilla on vaikeuksia merkitä omia tunteitaan, hylkäävät toisaalta todennäköisemmin tällaiset kuvat väärennettyinä.
Yksi tekijä, jolla ei näytä olevan merkitystä näissä tutkimuksissa, Tsakiris toteaa, on poliittinen suuntautuminen: Sekä konservatiivien että liberaalien havaittiin käyttävän kiihottumista todenmukaisuuden indeksinä, vaikka kiihottumisen ja koetun todenmukaisuuden välinen yhteys oli vahvempi vanhemmilla osallistujilla.
”Kuvat maalauksista ikoniin ja kuvajournalismiin ja paljon muuta ovat aina olleet hyvin voimakkaita kulttuurisia tekijöitä, jotka muokkaavat kulttuuria ja tapoja, joilla koemme sosiaaliset ja poliittiset tapahtumat, erityisesti silloin, kun ne tapahtuvat etäältä”, Tsakiris sanoi.
Kuvia pidetään usein ”totuudenmukaisina todistajina todellisuudesta”, Tsakiris jatkoi, mutta samalla ne heijastavat uskomuksiamme. Juuri tämä aitouden illuusio, jota todellisuuttamme rakentavat interoceptiiviset ominaisuudet tukevat, voi tehdä näistä ja muista havainnoista niin voimakkaita.
Viitteet ja lisälukemista
Azevedo, R. T., Garfinkel, S. N., Critchley, H. D., & Tsakiris, M. (2017). Sydämen afferentti aktiivisuus moduloi rotustereotypioiden ilmaisua. Nature Communications, 8(1), artikkeli 13854. https://doi.org/10.1038/ncomms13854
Babo-Rebelo, M., Richter, C. G., & Tallon-Baudry, C. (2016). Neuraaliset vasteet sydämenlyönneille oletusverkossa koodaavat minuutta spontaaneissa ajatuksissa. The Journal of Neuroscience, 36, 7829-7840.
https://doi.org/10.1523/jneurosci.0262-16.2016
Dunn, B. D., Galton, H. C., Morgan, R., Evans, D., Oliver, C., Meyer, M., … Dalgleish, T. (2010). Kuuntele sydäntäsi: Miten interoseptiikka muokkaa tunnekokemusta ja intuitiivista päätöksentekoa. Psychological Science, 21, 1835-1844. https://doi.org/10.1177/0956797610389191
Kleckner, I. R., Zhang, J., Touroutoglou, A., Chanes, L., Xia, C., Simmons, W. K., … Feldman Barrett, L. (2017). Todisteet laajamittaisesta aivojen järjestelmästä, joka tukee allostaasia ja interoceptionia ihmisillä. Nature Human Behavior, 1, artikkeli 0069. https://doi.org/10.1101/098970
Paulus, M. P., Feinstein, J. S., Simmons, A., & Stein, M. B. (2004). Anteriorinen cingulate-aktivoituminen korkeiden ominaisuuksien ahdistuneilla koehenkilöillä liittyy muuttuneeseen virheiden käsittelyyn päätöksenteon aikana. Biological Psychiatry, 55, 1179-1187.
https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2004.02.023
Paulus, M. P., & Stein, M. B. (2010). Interoseptiikka ahdistuksessa ja masennuksessa. Brain Structure & Function, 214(5-6), 451-463. https://doi.org/10.1007/s00429-010-0258-9