Muisto muuntuu ja voi joskus jopa hävitä

Olet 12-vuotias. Hiekka polttaa varpaita, ja korvissa kuuluu laineiden liplatusta. Olet Portugalissa kesälomalla. Yhtäkkiä rauhallisen tunnelman rikkoo viiltävä huuto. Kaukana rannasta ajelehtii lapsi kumiveneessä. Isäsi juoksee veteen ja ui nopeasti veneen luo. Hän saa siitä kiinni ja vetää lapsen turvallisesti rantaan. Kaikki taputtavat, eikä teidän tarvitse loppuloman aikana enää maksaa mitään pikkukaupungin ravintoloissa. Vaikka muistat lomasi tällaisena, ainakin puolet meni väärin. Muistisi on jatkuvassa muutoksessa: muistoja katoaa, ne vääristyvät, ja niihin voi liittyä asioita, joita ei ole koskaan tapahtunut. Nykyisin pystytään myös geenitekniikalla jäljittelemään aivojen toimintaa ja poistamaan epämieluisia muistoja.

Muistot tallentuvat osina Kun palautat mieleesi rantalomamuiston, valtaosa aivoista joutuu töihin. Laineiden liplatuksen kaiku on tallentunut kuuloalueelle, kumiveneen kuva näköalueelle, ja ilo isän onnistumisesta löytyy tunnealueelta. Muiston osat on ripoteltu eri puolille aivoja, ja siksi muistosta on erittäin vaikea päästä kokonaan eroon. Varastoa, johon lomamuisto aivoissa tallentuu, kutsutaan säilömuistiksi. Siinä missä työmuistissa asiat säilyvät vain noin 30 sekuntia, säilömuisti voi varastoida niitä koko elämän ajan. Kokeissa on havaittu, että säilömuisti tallentaa muistot hermoverkostoihin. Verkosto muodostuu silloin, kun jotain koetaan ensimmäisen kerran, ja se muuntuu, kun tietoa karttuu lisää. Olet esimerkiksi kuullut, että kaupunki, jossa vietitte Portugalissa lomaa, oli nimeltään Estoril. Kaupungin kuva on tallentunut verkostona näköalueelle, mutta tieto siitä, että kaupunki sijaitsee Portugalissa, piilee ohimolohkojen verkostoissa korvien yläpuolella. Verkostoja yhdistää kolmas verkosto. Jos Estoril mainitaan myöhemmin, kaikki kolme verkostoa aktivoituvat, jolloin näet mielessäsi, miltä kaupunki näyttää, ja muistat sen sijaitsevan Portugalissa. Jos myöhemmin saat selville, että kaupungissa on noin 26?000 asukasta, aivoissa muodostuu taas uusi verkosto, joka verkottuu laajempaan aivoissa olevaan Estoril-järjestelmään.

Yksi geeni tallentaa muistot Kun aivoihin tallentuu uusi muisto, niihin on aina synnyttävä myös uusia yhteyksiä hermojen välille eli uusi verkosto. Hermoyhteyksien muodostumiseen kuluu muutama päivä, ja vasta sen jälkeen muisto on painunut pysyvästi säilömuistiin. Yhdysvalloissa Massachusettsin teknisessä korkeakoulussa on pystytty osoittamaan muuntogeenisen hiiren avulla, että muistin rakentumiseen vaikuttaa erityisesti yksi tietty geeni. Yingxi Lin tutkijatovereineen havaitsi, että hiiren aivojen soluissa aktivoitui niin sanottu Npas4-geeni aina, kun se oppi jotain uutta. Tutkijaryhmä päätti selvittää, mitä tapahtuu, jos Npas4-geeniä estetään toimimasta. Se kartoitti hiirien muistia testillä, jossa tietty ääni varoittaa eläintä pian tulevasta sähköiskusta. Ääni antoi hiirille aikaa valmistautua epämiellyttävään tunteeseen. Kun geeni ei toiminut, hiiret eivät oppineet yhdistämään ääntä sähköiskuun eivätkä osanneet valmistautua siihen. Kun geeni aktivoitiin, hiiret alkoivat taas reagoida ääneen. Lin kollegoineen uskoo vahvasti, että Npas4-geeni säätelee verkostojen rakentumista ja että sillä on siksi ratkaiseva osa muistojen muodostumisessa. Geeni toimii erityisesti syvällä aivoissa sijaitsevan aivoturson soluissa. Aiemmin jopa oletettiin, että muistot tallentuvat juuri aivotursoon, mutta nykyisin arvellaan, että aivoturso toimii pikemminkin eräänlaisena solmukohtana, joka auttaa kokoamaan muiston osat esimerkiksi näkö- ja kuuloalueilta. Kun on tutkittu ihmisiä, joilla aivoturso on vaurioitunut, on saatu selville, että aivoturso on myös erittäin tärkeä uusien muistojen muodostumiselle ja niiden siirtymiselle työmuistista säilömuistiin.

Muistoihin ei kannata luottaa Säilömuisti on aineellista, koska se sijaitsee aivojen konkreettisissa hermoverkostoissa. Työmuisti ei jätä pysyviä jälkiä. Se koostuu hermoimpulsseista, ja sen kestoa mitataan siksi sekunneissa. Kun ihminen kuulee uuden asian, kuten sen, että Estorilsijaitsee Portugalissa, työmuisti pitää ajatuksesta kiinni toistamalla sitä kerta toisensa jälkeen. Toistoa jatkuu 30 sekuntia, minkä jälkeen impulssit hiipuvat. Jos aivot eivät toistoaikana ala siirtää muistoa säilömuistiin, se katoaa. Työmuisti varmistaa, että emme unohda lauseen alkua ennen kuin olemme päässeet sen loppuun. Kun koko lause on luettu, sen kohtalo aivoissa riippuu siitä, tallentuuko se säilömuistiin. Kun muisto siirtyy työmuistista säilömuistiin, siitä tulee pysyvä eikä sitä enää voida noin vain poistaa. Vaikka unohtaisit, minä vuonna olit Portugalissa, vuosiluku piilee yhä aivojesi kätköissä. Et vain pysty löytämään sitä sieltä. Se saattaa myös yllättäen palautua mieleesi myöhemmin, vaikka et tietäisi enää ajattelevasi asiaa aktiivisesti.

Muisti on epävakaa Muistot ovat kestäviä, mutta ne eivät ole muuttumattomia. Itse asiassa yksi muistin tärkeimpiä ominaisuuksia on se, että muistot ovat epävakaita ja muokattavissa. Jos satut juomaan lasillisen etikkaa, on järkevää, että maku iskostuu muistiisi. Jos taas kulautat vahingossa kurkkuusi hapanta maitoa, muisto kannattaa unohtaa nopeasti. Seuraavan kerran, kun juot tuoretta maitoa, aivot ikään kuin korvaavat epämiellyttävän muiston kokkareisesta maidosta miellyttävällä, josta tulee vahvempi muisto. Kuin muistot korvautuvat uudemmilla, mieleen muotoutuu myös vääriä muistoja kuvitelluista tai muilta kuulluista kokemuksista. Alexandra Bright-Paul brittiläisestä Bristolin yliopistosta on yksi monista, jotka ovat osoittaneet, että elokuvamuistot riippuvat pitkälti siitä, mitä muut kertovat filmistä. Bright-Paul näytti vuonna 2012 kahdelle lapsiryhmälle eri versiot elokuvasta. Lapset uskoivat nähneensä saman filmin, ja jälkeenpäin he keskustelivat siitä parittain toisen ryhmän lapsen kanssa. Kun toinen keskustelijoista kertoi kohtauksista ja yksityiskohdista, jotka vain hän oli nähnyt, toinen muodosti niistä itselleen eräänlaisen väärän muiston. Myöhemmin koehenkilöt eivät enää kyenneet erottamaan näkemäänsä siitä, mistä heille oli ainoastaan kerrottu.Samalla tavalla lomamuistot voivat vääristyä. Kumivene ei ehkä ajelehtinutkaan niin kaukana rannasta eikä isä uinutkaan niin nopeasti kuin muistat. Aivot ovat vain automaattisesti liittäneet isäsi värittyneen kertomuksen olemassaolevaan Estoril-muiston järjestelmään.

Ikävä muisto vaihtui mukavaan Massachusettsin teknisen korkeakoulun tutkimusryhmä käytti 2014 tekemässään kokeessa hyväksi sitä, että muistoverkostot muokkautuvat koko ajan. Aivotutkija Susumu Tonegawa kollegoineen opetti muutamalle koirashiirelle, että tietyissä häkeissä ne saivat jalkoihinsa sähköiskuja. Muistoon liittyvät hermosolut tehtiin geenitekniikalla valoherkiksi niin, että muisto pystyttiin palauttamaan hiirien mieliin valaisemalla soluja. Muisto painui hiirien mieliin niin vahvana, että ne säpsähtivät pelosta, kun ne laitettiin häkkiin, vaikka ne eivät olisi edes saaneet sähköiskua. Tämän jälkeen hiirien muistia muokattiin vielä niin, että ikävä häkkimuisto yhdistettiin miellyttävään elämykseen. Koiraat saivat paritella naaraiden kanssa samalla, kun tutkijat säännöllisin väliajoin valaisivat muistosolut ja palauttivat ikävän muiston hiirien mieleen. Koska hiirillä oli mukavaa, vanha muisto korvautui vähitellen hyvällä muistolla. Tämän jälkeen valon sytyttäminen ei saanut enää hiiriä säpsähtämään vaan kiihottumaan seksuaalisesti.

Väärä muisto poistaa ahdistuksen Yhdysvaltalainen Elizabeth Phelps on tutkinut vuosia traumaperäisestä stressihäiriöstä kärsiviä. Hän uskoo, että potilaita voidaan auttaa korvaamalla pelottavat kokemukset väärillä muistoilla. Traumaperäisessä stressihäiriössä muistot järkyttävistä tapahtumista ja niiden herättämistä tunteista ovat tallentuneet eri puolille säilömuistia. Ne ovat kytkeytyneet yhteen niin, ettei potilas voi ajatella tapahtumaa tuntematta pelkoa. Vuonna 2014 Phelps osoitti, että tapahtuman ja tunteen muistot voidaan erottaa, kun ensin palautetaan asia mieleen valvotussa tilanteessa ja heti sen jälkeen tarjotaan terapiaa, jossa luodaan potilaalle turvallinen olo. Kun muisto palautetaan mieleen, se on hetken epävakaa ja altis muuntelulle. Näin pelon tunne voidaan vähitellen häivyttää ja tehdä muistosta vähemmän järkyttävä.Muun muassa korkean verenpaineen hoitoon käytetyn propranololin on havaittu muuttavan muistia normaalia epävakaammaksi. Kanadalainen tutkija Alain Brunet on käyttänyt ominaisuutta hyväksi. Vuonna 2014 Brunet pyysi kokeessa traumaperäisestä stressihäiriöstä kärsiviä potilaita palauttamaan heitä järkyttäneet kokemukset mieleensä, mikä sai heidän kämmenensä hikoamaan ja sykkeensä kiihtymään. Puolet potilaista sai ennen muistelua propranololia ja toinen puoli lumelääkettä. Hoito toistettiin kuusi kertaa viikon välein, minkä jälkeen koe toistettiin ilman lääkitystä. Tulokset olivat hämmästyttäviä. Propranololiryhmällä hoito oli poistanut lähes kaiken ahdistuneisuuden, koska muisto oli korvautunut vähemmän pelottavalla versiolla tapahtumasta.