Historiallisesti tarkasteltuna oppimiseen ja muistiin liittyvä tutkimus on ollut filosofien sekä psykologien hallitsemaa aluetta. Heiltä olemme saaneet lukuisia määritelmiä ja olettamuksia keskeisistä ilmiöistä, joita oppimiseen ja muistiin liittyy. Tieteen kehityksen myötä myös aivotutkimus on ottanut harppauksia näiden ilmiöiden yksityiskohtaisemmassa tarkastelussa ja selittämisessä. (Rudy 2014, 2.) Psykologiassa oppimista ja muistia tutkitaan niin, että erilaisia koetilanteita ja niiden antamia tuloksia verrataan toisiinsa, jolloin voidaan esittää hypoteeseja ja perusteluita erilaisten koetilanteiden erilaisille tuloksille. Psykologisessa lähestymistavassa näiden ilmiöiden tutkimukseen ei sisälly aivojen toiminnan selittämistä. (Rudy 2014, 3-5.)
Kognitiivisessa neurotieteessä muistilla viitataan sellaisiin prosesseihin, joissa jokin kokemus aiheuttaa havaittavia muutoksia hermoston toiminnassa. Oppiminen puolestaan liittyy läheisesti sellaisiin tapahtumasarjoihin, jotka ovat näiden hermostollisten muutosten taustalla. (Paavilainen, 162). Kognitiivisessa neurotieteessä ollaan erityisen kiinnostuneita siitä, miten tarkkaan rajatut aivoalueet ovat vastuussa erilaisista oppimis- ja muistitoiminnoista. Lisäksi kiinnostuneita ollaan myös siitä, miten eri alueet ovat vuorovaikutuksessa toisiinsa ja viestivät keskenään erilaisissa tilanteissa. (Milner ym. 1998.)
Neurobiologisen lähestymistavan voidaan ajatella menevän kognitiivisen neurotieteen lähestymistavasta vielä astetta yksityiskohtaisempien ja biologisesti tarkkarajaisempien detaljien tarkasteluun: esim. millaisia synapsi- ja molekyylitason muutoksia oppimiseen ja muistiin liittyy? Edellä esitetty erottelu on mielestäni tärkeää, kun lähdetään vastaamaan kysymykseen ”mitä oppiminen ja muisti on?”, sillä se korostaa sitä tosiseikkaa, että erilaisia määritelmiä löytyy, riippuen erityisesti siitä, minkä tieteenalan näkökulmasta ilmiöitä tarkastellaan.
Termejä oppiminen ja muistaminen käytetään usein ikään kuin ilmaisemaan, että ne olisivat suoraan havainnoitavissa olevia ilmiökokonaisuuksia, mutta näin ei suinkaan ole. Kukaan ei ole koskaan suoraan havainnoinut muistia, vaan oppiminen ja muisti ovat teoreettisia konsepteja, joilla pyritään selittämään sitä tosiseikkaa, että jokin kokemus voi olla vaikuttamassa siihen, miten käyttäydymme jossain myöhemmässä vaiheessa elämäämme. (Rudy 2014, 2.)
Yksi määritelmä oppimisesta ja muista on esitetty seuraavalla tavalla: ”oppiminen on prosessi, jonka aikana hankitaan uutta tietoa, kun taas muisti on oppimisen tulosta sellaisessa muodossa, että opitut asiat voidaan palauttaa käyttöön tulevaisuudessa (Squire 1987, Rudyn 2014, 3 mukaan). Tämä määritelmä toimii hyvänä pohjana sille, kuinka neurobiologiassa muistia ja oppimista lähestytään.
Neurobiologiassa kurkotetaan filosofisten ja psykologisten teoreettisten konseptien taakse ja pyritään ymmärtämään näiden ilmiöiden taustalla esiintyviä fyysisiä selitystekijöitä. Neurobiologiassa tavoitteena on muodostaa käsitys siitä, kuinka aivot hankkivat, varastoivat ja säilyttävät representaatioita erilaisista kokemuksista sellaisessa muodossa, joka mahdollistaa ensinnäkin sen, että nämä representaatiot voidaan palauttaa mielemme sopukoista työmuistin käsiteltäviksi sekä toiseksi, että nämä representaatiot vaikuttavat käyttäytymiseemme erilaisissa tilanteissa sen jälkeen, kun ne on kerran aivoihimme koodattu. (Rudy 2014, 3.)
Muistoja voidaan näin ollen pitää eräänlaisina ”lopputuotteina” sille, kun käyttäytyvä organismi, kuten ihminen, on yhteydessä ympäristöönsä. (Rudy 2014, 154).
Kuten aiemmin todettu, neurobiologiassa ollaan kiinnostuneita oppimisen ja aivojen rakenteellisista muutoksista. Neurobiologian erikoisuutena on, että näiden ilmiöiden muutoksia aivoissa havainnoidaan pienimpiä yksityiskohtia myöden, molekyylitasolla. Nykytutkijoiden vallalla oleva käsitys on, että muistijäljet tallennetaan hermosolujen välisiin synapseihin, joskin lisää todistusaineistoa tästä vielä kaivataan (Abraham ym. 2019). Toinen muistiin liittyvä lainalaisuus on, että erilaiset muistijäljet (elämänkerralliset tapahtumat, taidot) tallentuvat eri alueille aivoissa ja että niiden käsittely tapahtuu eri tavalla aivoissa riippuen muistin tyypistä.
LÄHTEET:
Abraham, W. C., Jones, O. D., & Glanzman, D. L. 2019. Is plasticity of synapses the mechanism of long-term memory storage?. NPJ science of learning, 4(1), 1-10.
Milner, B., Squire, L. R., & Kandel, E. R. 1998. Cognitive neuroscience and the study of memory. Neuron, 20(3), 445-468
Paavilainen, P. (2016). Toimivat aivot: kognitiivisen neurotieteen perusteita. Edita Publishing Oy: Helsinki.
Rudy, J. W. 2014. The neurobiology of learning and memory. 2nd edition. Sunderland, MA: Sinauer Associates. TOC 1.