oppiminen

Tutkimukseen osallistui 72 henkilöä, jotka jaettiin satunnaisotannalla kolmeen ryhmään. Vajaan kolmen vartin opiskelun jälkeen ensimmäinen ryhmä siirtyi saman tien kuntosalille, toinen ryhmä neljän tunnin kuluttua ja kolmas jätti kuntoilun kokonaan väliin.

Kuntoilijat polkivat pyörällä 35 minuutin ajan ja palasivat kaksi vuorokautta myöhemmin saman kuva-assosiaatiotehtävän pariin, jota olivat aiemmin harjoitelleet. Samalla heidän aivojensa toimintaa tarkkailtiin magneettikuvauksella.

Tulokset olivat yllättäviä. Neljä tuntia oppimisjakson jälkeen kuntoilleet pärjäsivät selvästi paremmin kuin kahden vertailuryhmän jäsenet. Vaikutus näkyi myös oppimisen ja muistamisen kannalta keskeisen hippokampuksen aktiivisuudessa.

"Tuloksemme viittaa siihen, että sopivasti ajoitettu fyysinen harjoittelu voi parantaa pitkäkestoista muistia", toteaa tutkimusta johtanut Guillén Fernández Donders-instituutista Hollannista.

Tutkimuksessa ei kuitenkaan selvinnyt, miksi pienellä viiveellä tehty kuntoharjoittelu vaikuttaa muistiin. Aiemmin on kuitenkin todettu, että katekoliamiinit kuten dopamiini ja noradrenaliini edistävät muistijälkien muodostumista, ja kuntoharjoittelu lisää katekoliamiinien tuotantoa elimistössä.

Tutkimuksesta kerrottiin EurekAlert!-tiedesivustolla ja se on julkaistu Current Biology -tiedelehdessä.

Aivoissamme on erilaisia mekanismeja, joiden avulla opimme asioita ja muistamme ne myöhemminkin. Sen lisäksi aivoissa tapahtuu aktiivista unohtamista, kun "turhaa" tietoa pyyhkiytyy pois. Lundin yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa on selvitetty, mitä silloin tapahtuu solutasolla. 

Ihminen ja myös eläin oppii yhdistämään esimerkiksi tietyn toistuvan äänen tai valosignaalin ja ilmavirtauksen, joka kohdistuu silmään. Ilmavirta saa aikaan räpyttelyrefleksin, mutta ennen pitkää silmä räpsyy pelkästä äänestä tai valosta. 

Tässä ei ole mitään uutta eikä ihmeellistä. Päänvaivaa on aiheuttanut se, miksi sekä äänen että valon yhdistäminen ilmavirtaan ei suinkaan edistä oppimista vaan päinvastoin heikentää sitä.

"Kaksi ärsykettä tuottaa kehnompia tuloksia kuin yksi. Se vaikuttaa maalaisjärjen vastaiselta, mutta uskoaksemme syynä on, että aivot säästävät sillä tavoin energiaa", arvelee tutkijaryhmään kuulunut Germund Hesslow.

Jo aiemmin on osoitettu, että aivojen opittua yhdistämään tietyt asiat riittävän tehokkaasti, niissä aktivoituu neuroneja, jotka alkavat hidastaa oppimisprosessia.

"Voidaan sanoa, että yhteyden oppinut aivojen osa toteaa 'opettajalleen', että 'osaan tämän nyt, voisitko olla hiljaa'. Kun aivot ovat oppineet kaksi yhteyttä, jarrutus tehostuu. Siksi tuloksena on unohdus, joka on kuitenkin yleensä väliaikainen", Hesslow selittää.

Turhien kytkentöjen ylläpitäminen vaatii aivoilta energiaa. Siksi niissä on tutkijoiden mukaan jarrumekanismi, vaikka se toisinaan onkin hieman liian tehokas.

Lundin tutkimuksessa hermosolujen oppimista ja unohtamista tutkittiin eläimillä, mutta mekanismien arvellaan olevan samanlaisia ihmisaivoissa. Siksi tulokset ovat kiinnostavia paitsi aivotutkimuksen myös psykologian kannalta. Niistä voi olla apua käytännön opetustyössäkin.

"Opettajien kannalta olisi tietenkin tärkeä tuntea mekanismit, joilla aivot pyyhkivät pois turhina pitämiään asioita. Niitä ei kannata käynnistää vahingossa", Hesslow päättää.

Tutkimuksesta kerrottiin Lundin yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedelehdessä.

Ikiaikainen aamuansioituneisuus alkaa olla menneen maailman mantroja. Vanhoina hyvinä aikoina oli – kenties – perusteltua raahautua aamuviideltä navettaan tai seitsemäksi töihin, mutta ajat ja työt muuttuvat.

Yksi ainainen kädenväännön aihe on koulujen alkamisaika. 

Aamuvarhaisella virkeinä pomppivat taaperot ja naperot ovat yhtä tuttu ilmiö kuin koulun pulpeteissa nuokkuvat yläkoulun ja lukion oppilaat. Vanhat suomalaiset sananlaskut aikaisen ylösnousun eduista eivät tahdo mennä kaaliin – eikä sen puoleen juuri mikään muukaan. 

Siihen on syynsä, mutta kyse ei ole perinteisen käsityksen mukaisesta laiskuudesta tai tarkoituksellisesta yökukkumisesta: murrosiässä ihmisen vuorokausirytmi muuttuu. Oxfordin ja Nevadan yliopistoissa tehdyn tutkimuksen mukaan aikaiset kouluaamut ovat sen vuoksi haitallisia sekä oppimisen että terveyden kannalta.

Ongelma ei ainoastaan poistuisi myöhentämällä koulun alkamisaikaa vaan se parantaisi oppimistuloksia. Tutkijoiden mukaan 16-vuotiaiden olisi optimaalista mennä kouluun kymmeneltä ja 18-vuotiaiden vasta kello 11. 

Samalla murennetaan vanhaa käsitystä aamusta päivän tehokkaimpana aikana. Testikokeissa oppilaat saivat liki 10 prosenttia parempia tuloksia, jos koe pidettiin aamukymmenen sijasta kahden aikaan iltapäivällä. 

30 vuoden kuluessa kerättyyn aineistoon perustuvassa tutkimuksessa selvitettiin unenpuutteen vaikutusta muuhunkin kuin vain oppimiseen. Vakava univelka aiheuttaa aineenvaihduntahäiriöitä, diabetesta, sydän- ja verisuonitauteja, vastustuskyvyn heikkenemistä ja ylivilkkautta.

Eri yksilöillä vuorokausirytmi on lisäksi erilainen, joten Suomessakin monien tutkijoiden antama neuvo "illanvirkuille ja aamuntorkuille" mennä aikaisemmin nukkumaan ei yksinkertaisesti tehoa. 

Tutkimuksesta kerrottiin AlphaGalileo-tiedesivustolla ja se on julkaistu Learning, Media and Technology -tiedelehdessä.

Carnegie Mellon -yliopiston tutkijat ovat onnistuneet ensimmäisen kerran tarkkaan määrittämään, mihin aivojen alueisiin ja miten uusi tieto tallentuu. Erityyppiset tiedot arkistoituvat aivojen eri osiin, mutta ne ovat samat kaikille. 

Tutkimuksessa tarkkailtiin 16 koehenkilön aivoja toiminnallisella magneettikuvauksella (fMRI, functional magnetic resonance imaging), kun heille opetettiin uusia asioita kahdeksasta sukupuuttoon kuolleesta eläimestä.

Kutakin eläintä koskevat tiedot niiden käyttämästä ravinnosta ja asuinpaikoista tallentuivat aivojen "syömis-" (kuvan vihreät alueet) ja "asumis"-alueille (siniset ja punaiset). Ne aktivoituivat sen mukaan, kummasta asiasta uutta tietoa oli tarjolla. 

Jokainen eläin sai aivoissa lisäksi oman "tunnisteensa". Sen perusteella pystyttiin myöhemmin tunnistamaan, mitä eläintä koehenkilöt kulloinkin ajattelivat. Eläimillä, joilla oli samanlaisia ominaisuuksia esimerkiksi ravinnon suhteen, saivat kuitenkin samankaltaiset tunnisteet. Ne eivät siis ole sattumanvaraisia muistilappuja, vaan sisältävät jo itsessään informaatiota tallentuneesta tiedosta.

Tutkimuksessa paljastui myös, että eläimen ominaisuuksia koskevat "tallenteet" säilyivät aivoissa ennallaan, vaikka koehenkilöille kerrottiin myös muista eläinten piirteistä. "Aina kun opimme jotain, aivomme muuttuvat peruuttamattomasti systemaattisella tavalla", toteaa tutkimusta johtanut Andrew Bauer.

Kaukaisena käytännön sovelluksena tutkijat näkevät mahdollisuuden tarkastella myös paljon monimutkaisempien käsitteiden ja asioiden tallentumista aivoihin. Siten voidaan huomata, jos osa informaatiosta tallentuu "väärin" eli sitä ei ymmärretä. Silloin opetusmenetelmiä on mahdollista kehittää paremmiksi ja tehokkaammiksi.

Uusi tutkimus antaa tietoa paitsi asioiden tallentumisesta aivoihin, myös niiden unohtamisesta. Esimerkiksi Alzheimerin tauti aiheuttaa aivoissa muutoksia, jotka saattavat olla käänteisiä nyt havaitulle oppimisprosessille: vähitellen yhä useammat asiat katoavat aivojen arkistosta.

Tutkimuksesta kerrottiin EurekAlert!-sivustolla ja se julkaistiin Human Brain Mapping -tiedelehdessä (maksullinen) 2. kesäkuuta.

Kuva: Carnegie Mellon University