Aivostimulaatiolla nopeampaa oppimista

Aivojen tasavirtastimulaatio eli tDCS (transcranial direct current stimulation) on menetelmä, jolla aivokuoren toimintaan voi vaikuttaa joko kiihdyttävästi tai vaimentavasti heikolla tasavirralla, joka johdetaan kahden pään pinnalle asetetun elektrodin välille. Stimulaatiolla on ohimenevä vaikutus, ja sitä voidaan käyttää tutkittaessa eri aivoalueiden merkitystä tietyissä tehtävissä.

Jyväskylän yliopiston psykologian laitoksella tehtiin dosentti Jan Wikgrenin johdolla tutkimus, jossa tDCS-menetelmää sovellettiin oppimisprosessin tutkimuksessa. Vapaaehtoisten koehenkilöiden aivotoimintaan vaikutettiin suuntaamalla heikkoa tasavirtaa aivokuoren etuosiin samalla kun heidät altistettiin ns. diskriminaatioehdollistamistehtävälle. Koehenkilöiden tehtävänä oli ennustaa, milloin he saavat heikon silmään suunnatun ilmapuhalluksen. Kokeessa heille esitettiin suomalaisia yleisiä nimiä ja sääntö, jota heille ei etukäteen kerrottu oli se, että nimen sukupuoli ennustaa ilmapuhalluksen. Useimmat koehenkilöt huomasivat säännön ja oppivat reagoimaan siihen valikoivasti niin, että räpäyttivät silmäänsä aina ennen ilmapuhallusta ja olemaan reagoimatta silloin kun reaktio oli turha.

Koehenkilöt oli jaettu kahteen ryhmään, joista toinen oikeasti sai stimulaatiota ja toinen sai sitä ainoastaan näennäisesti, eli laite ei ollut päällä. Stimulaatioryhmässä oppimiskäyrä oli jyrkempi, eli he alkoivat nopeammin tuottaa opittuja vasteita. Hieman yllättävä tulos kuitenkin oli se, että stimulaatioryhmän koehenkilöt virheitä tehdessään tuottivat voimakkaampia silmäiskuja, minkä voi tulkita tehtävän kannalta huonommaksi oppimiseksi.

Kokeessa kävi hyvin ilmi se, että oppiminen ei ole yksittäinen prosessi vaan koostuu useasta osatekijästä. tDCS on erinomainen väline tutkia oppimisen prosesseja ja siihen liittyvää aivotoimintaa. Tässä tapauksessa pystyttiin esimerkiksi todentamaan se, että itse assosiaationmuodostus on eri asia kuin opitun asian tuottaminen. Stimulaatio nopeutti assosiaation muodostamista, mutta itse asiassa vaikeutti oikean responssin tekemistä vaaditussa tilanteessa.

- Kyseisellä menetelmällä on kerätty suurehko aineisto, josta on jo useampikin käsikirjoitus työn alla, toteaa Wikgren. Lisäksi mielenkiintoiseksi asian tekee se, että tDCS on yhdistettävissä aivotutkimuskeskuksen uuteen MEG-laitteeseen, jolla voidaan nähdä mihin tarkalleen ottaen stimulaatio vaikuttaa. Edelleen tämä tutkimus voidaan yhdistää psykologian laitoksella jo vuosikymmeniä jatkuneeseen oppimismekanismien tutkimukseen eläinmalleilla.

Lisätietoja: 
Jan Wikgren, jan.wikgren@jyu.fi, puh. 040 805 3541

Tutkimus julkaistiin Behavioural Brain Research –lehdessä kesäkuussa 2015.

Kotilainen, T., Lehto., S., & Wikgren, J. (2015) Effect of transcranial direct current stimulation on semantic discrimination eyeblink conditioning. Behavioural Brain Research, 292, 142-146.