Viikkotehtävä 4

1. Käyttäkää tieteellistä hakukonetta, esim. www.pubmed.org tai scholar.google.fi, ja hakekaa 12.4. tai 17.4. luentojen jostakin aiheesta mielenkiintoiselta vaikuttava artikkeli. Valitusta artikkelista laaditaan noin kahden kappaleen mittainen teksti, josta tulisi käydä ilmi tutkimuksen aihe, tärkeimmät löydökset, sekä miksi se on mielenkiintoinen tai tärkeä. Suomenkielisen tekstin tulisi olla suunnattu alan opiskelijoille ja tutkijoille. Mallia voi katsoa esim. Iiro Jääskeläisen pitämästä blogista: www.cognitiveneuroscienceweekly.blogspot.com

Kriteereinä tehtävänannon lisäksi tuoreus ja suomalaisuus päädyimme valitsemaan artikkelin [1], jossa tutkitaan häiritsevien ärsykkeiden vaikutusta tuntoaistin työmuistin toimintaan (toim.huom.: tämä teksti oli jo kirjoitettu siinä vaiheessa, kun selvisi, että samaan artikkeliin viitattiin myös viimeisellä luennolla). Sensorisen informaation käsittely tapahtuu ensisijaisesti primäärillä somatosensorisella aivokuorella (S1), ja työmuistiin liittyviä toimintoja on paikallistettu aivojen frontaalilohkoon, erityisesti keskimmäisen frontaalipoimun alueelle (middle frontal gyrus, MFG).

Koehenkilöille tehtiin diffuusiopainotteinen magneettikuvaus, jonka avulla pystyttiin määrittämään MFG:n ja S1:n välisiä neuroniyhteyksiä. Koeasetelmassa koehenkilöille annettiin kaksi taktiilistimulusparia (ihon, eli tässä tapauksessa tuntoaistin sähköinen stimulaatio), ja koehenkilöiden tuli ilmoittaa mahdollisimman nopeasti nappia painamalla, kumpi stimuluspareista oli pidempi. Suoritusta häirittiin ylimääräisellä taktiilistimuluksella stimulusparien välissä, mikä tyypillisesti pidentää reaktioaikaa. Tämän lisäksi koeasetelmassa annettiin transkraniaalista magneettistimulaatiota (TMS) MFG:n alueelle, joko S1:lle yhteydessä olevalle kohdealueelle, tai läheiselle, mutta ei S1:lle yhteydessä olevalle alueelle.

Tutkimuksessa todettiin odotetusti ylimääräisen taktiilistimuluksen häiritsevän suoritusta. Reaktionopeuden kuitenkin havaittiin nopeutuvan, kun S1:lle yhteydessä olevaa MFG:tä stimuloitiin TMS:llä. Löydös on intuitiivisesti nurinkurinen, sillä muistitoiminnan häiritsemisen luulisi hidastavan vastaamista. Kyse on kuitenkin ollut siitä, että MFG:tä stimuloimalla on saatu pienennettyä häiritsevän taktiilistimuluksen vaikutusta, ja reaktionopeus täten kasvoi.

Kurssimme kannalta artikkelin ”take home message” voisi olla se perustieto, että samankaltaiset ärsykkeet häiritsevät työmuistin toimintaa. Tämä kannattanee ottaa huomioon vaikkapa tenttiin lukiessa!

[1] Hannula H, Neuvonen T, Savolainen P, Hiltunen J, Ma YY, Antila H, Salonen O, Carlson S, Pertovaara A. Increasing top-down suppression from prefrontal cortex facilitates tactile working memory NeuroImage 49 (2010) 1091–1098 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19643184)


2. Kerratkaa esim. Jääskeläisen 17.4. luentomonisteesta muistijälkien syntymiseen ja muistiaineksen mieleen palauttamiseen liittyvät kohdat. Laatikaa näiden perusteella kollegoillenne muutama opiskeluvinkki.

Sensorisen järjestelmän havainnot siirtyvät ”aistimuistista” työmuistin prosessoimana lyhytkestoiseen muistiin, josta edelleen pitkäkestoiseen muistiin, jos hyvin käy. Muistijäljet tallentuvat pääasiassa yksiköinä ja/tai skeemojen avulla. Näin siis aiemmalla opitulla muistiaineksella on valtava merkitys uusien asioiden opiskelussa. Johtopäätös nro 1: perusasiat on opeteltava ensin!

Lyhytkestoisen muistin koeasetelmissa on useasti todettu rinnakkaisen tai peräkkäisen informaation aiheuttama interferenssi muistijäljen muodostumiseen. Johtopäätös nro 2: ylimääräisiä häiriötekijöitä kannattaa rajoittaa opiskelutilanteessa!

Muistijäljen muodostuminen tarkoittaa käytännössä neuroniverkon uudelleenjärjestymistä tai vahvistumista LTP-ilmiön kautta, ja siirtyminen lyhytkestoisesta muistista pitkäkestoiseen muistiin tapahtunee ensisijaisesti toistojen kautta. Johtopäätös nro 3: Toistoja, toistoja, toistoja!

Työ- ja aistimuistin yhteistyö muistikäsittelyn alkutaipaleella vaikuttaa voimakkaasti lopulliseen muistijälkeen, ja näiden kapasiteetin kasvattaminen vaikuttaisi myös pitkäkestoisen muistin kykyyn omaksua tietoa. Ei vielä tiedetä, voiko työmuistia harjoittaa vai onko sen kapasiteetti synnynnäinen ominaisuus, mutta vaikuttaisi kuitenkin että on olemassa henkilökohtaisia eroja siinä, minkälaista informaatiota pystytään käsittelemään millaisella kapasiteetilla (esim. visuaalinen vs. auditiviinen). Johtopäätös nro 4: löydä oma tehokkain tapasi oppia!