Tässä blogikirjoituksessa tarkastelemme neurotieteen taustaa sille, miten muistot määräytyvät ja miksi ne vaihtelevat.
Sanotaan, että ihmiset ovat hajamielisiä eläimiä. Jotkut muistot ovat niin syvälle juurtuneita ihmisen aivoihin, etteivät ne koskaan haalistu, kun taas toiset haalistuvat vain muutaman tunnin kuluttua. Tämän voimme helposti nähdä jokapäiväisessä elämässämme. Esimerkiksi olet ehkä opetellut jonkin asian ulkoa aivan viimeiseen hetkeen asti ennen tenttiä, mutta se katoaa mielestäsi heti, kun saat tenttipaperin, tai sinulla voi olla jokin mitätön muisto vuosien takaa, joka ponnahtaa esiin tyhjästä. Muisti on arvaamaton ja vaihteleva, ja tällä ominaisuudella on valtava vaikutus kaikkiin ihmiselämän osa-alueisiin.
Voimme oppia, koska pystymme muistamaan, ja voimme olla ihmisiä, koska pystymme oppimaan. Muisti ja oppiminen ovat erottamattomasti yhteydessä toisiinsa, ja niillä on paljon tekemistä selviytymisemme kanssa. Esimerkiksi kyky muistaa tiettyjä vaaroja tai selviytymiseen tarvittavia taitoja on tärkeä työkalu elämämme turvallisuuden takaamiseksi. Jos pyydät ihmisiä miettimään erityisesti sitä, millaista muistaminen on, he ymmärtävät, ettei se ole helppo tehtävä. Joku, jolla on kirjallinen mielikuvitus, saattaa ajatella laatikkoa päässään, kun taas joku toinen saattaa ajatella aivojaan. Mutta sen lisäksi useimpien meistä ymmärryksemme muistin erityismekanismeista on rajallinen.
Mikä sitten mahdollistaa ihmisten muistamisen, ja miksi muistojen säilyvyysaika vaihtelee? Ymmärtääksemme näitä kysymyksiä meidän on ensin tarkasteltava aivojen ja hermoston anatomiaa. Ennen kuin sukellamme oppimisen ja muistin mekanismeihin, kannattaa palauttaa mieleen joitakin yksinkertaisia biologian faktoja lukiosta. Voimme kaikki olla yhtä mieltä siitä, että muistot tallentuvat aivoihin. Koska aivot ovat osa keskushermostoamme, meidän on tiedettävä "hermostosta". Hermosto on kehon järjestelmä, joka vastaa sisäisten ja ulkoisten ärsykkeiden vastaanottamisesta, signaalien välittämisestä, arvioinnista ja niihin reagoimisesta. Tässä prosessissa muisti toimii käsittelemällä ja tallentamalla tietoa hermoston kautta.
Hermoston muodostavia rakenteellisia ja toiminnallisia yksikkösoluja kutsutaan neuroneiksi, ja voitaisiin sanoa, että signaalit kulkevat neuroneiksi kutsuttuja teillä. Neuronin etuosassa on hermosolurunko, joka osallistuu neuronin aineenvaihduntaan; hermosolurungossa on haaroja, jotka vastaanottavat signaaleja; ja neuronin takaosassa on aksoneita, jotka ulottuvat ulospäin häntänä. Tämä rakenne mahdollistaa signaalien nopean ja tehokkaan kulkemisen, ja sen seurauksena ihmiset pystyvät muistamaan ja tallentamaan monenlaista tietoa.
Ärsykkeen signaalit kulkevat ketjureaktiossa neuronista toiseen. Neuronien sisällä sähköiset signaalit kulkevat neuronin sisä- ja ulkopuolisten ionien pitoisuuksien erojen vuoksi, mutta tässä yhteydessä kiinnostavaa on signaalin siirtyminen neuronista neuroniin. Edellisen neuronin aksonin (presynaptisen neuronin) ja seuraavan neuronin (postsynaptisen neuronin) haarojen välistä rakoa kutsutaan synapsiksi. Synapsin siirtoprosessi on yksi muistin muodostumisen keskeisistä mekanismeista, ja jos se ei ole tehokasta, muistot voivat nopeasti kadota tai vääristyä.
Muistin mekanismit paljastanut tiedemies on Eric Richard Kandel, joka sai työstään Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon. Hänen tutkimuksensa osoitti, että muistiin liittyy enemmän kuin vain tiedon tallentaminen. Kandel käytti koehenkilönä yksinkertaista hermoverkkoa omaavaa eläintä, merijänistä, analysoidakseen muistin muodostumisen molekyylibiologiaa. Koe osoitti selvästi lyhytaikaisen ja pitkäaikaisen muistin säilymisen välisen eron. Tästä Kandel ymmärsi, että oppimista ja muistia voidaan vahvistaa yksinkertaisella toistuvalla harjoittelulla.
Yhteenvetona voidaan todeta, että lyhytkestoinen muisti on toiminnallinen muutos, johon liittyy kemikaalien vapautumista, kun taas pitkäkestoinen muisti on anatominen muutos, jossa itse solun muoto muuttuu. Voimme myös nähdä, että jotta lyhytkestoisesta muistista tulisi pitkäkestoinen muisti, sama ärsyke on toistettava, aivan kuten merijäniksen häntää ärsytettiin monta kertaa. Toisin sanoen "toiston" on tieteellisesti todistettu toimivan. Kun opimme jotain toistuvasti, tieto tallentuu pitkäkestoiseen muistiin ja säilyy pitkään. Tämä selittää, miksi toisto on niin tärkeää tenttiin lukiessa tai vierasta kieltä opiskeltaessa.
Koska pitkäaikainen muisti vahvistaa synapsien määrää ja rakennetta, muistaminen voi tuoda mieleen yhä monimutkaisemman hermosolujen verkoston. Kuten laajenevilla oksilla varustettu puu, muistomme kasvavat ja muuttuvat jatkuvasti toiston ja ärsykkeiden myötä. Muisti ei siis ole vain tiedon tallennusprosessi, vaan tärkeä ilmiö, joka osoittaa, miten kokemuksemme ja tietomme kehittyvät ja vahvistuvat ajan myötä.
