Unen ja liikkumisen vaikutukset näkyvät aivoissa jopa kaksi viikkoa
Raiko Häyrinen / STT
The Grand Budapest Hotel -elokuvan keskivaiheilla rakastutaan ja tapetaan. Hotellin aulatyöntekijä tapaa tyttöystävänsä ja asianajaja murhataan – ja tutkija Ana Triana muistaa nämä kohdat sisältävän kymmenminuuttisen erittäin tarkasti.
Triana on nimittäin katsonut tämän kohdan elokuvavuoden 2014 yllätyshitistä kolmekymmentä kertaa.
– Kyllä, muistan sen kohdan ulkoa, Triana nauroi STT:n haastattelussa viime viikolla Aalto-yliopistossa, missä hän väitteli tietotekniikan tohtoriksi.
Tällä viikolla Triana on jo Yhdysvalloissa, missä hän aloittaa kolmivuotisen tutkijapestin Illinois'n yliopistossa.
Triana katsoi saman kohdan The Grand Budapest Hotelista viidentoista viikon ajan joka maanantai ja perjantai samaan kellonaikaan samalla, kun hänen aivoistaan otettiin toiminnallista magneettikuvaa. Hän teki myös psykomotorista tarkkaavaisuutta ja työmuistia mittaavat testit, ja lisäksi hänen aivojaan kuvattiin lepotilassa.
Se oli osa kolumbialais-suomalaisen Trianan väitöstutkimusta, jossa hän itse toimi koehenkilönä ja jonka tulokset julkaistiin viime viikolla PLOS Biology -tiedelehdessä. Ennen kuin mennään tuloksiin, esitetään Trianan varoitus: koska tutkimuskohteena oli vain yksi ihminen, tuloksia ei voi yleistää.
Triana havaitsi, että jotkin tekijät näyttävät vaikuttavan aivojen toiminnallisiin yhteyksiin lyhyemmällä aikavälillä, alle viikon ajan.
– Se, miten nukuin edellisenä yönä, vaikutti aivojen toiminnallisiin yhteyksiin, mutta siihen vaikutti myös nukkumiseni useana aiempana päivänä. Kyse ei ollut vain unen pituudesta, vaan unen levottomuudesta, siitä miten monta kertaa havahduin yön aikana ja miten paljon liikuin unessa.
Toisaalta Triana havaitsi myös, että vaikutukset olivat ajallisesti eripituisia. Pitemmän aallon tekijät näyttävät vaikuttavan seitsemästä viiteentoista päivän ajan – ja mahdollisesti vielä pitempään, koska tämän pitempiä yhteyksiä tutkimuksessa ei etsitty.
– Havaitsin kaksi aaltoa. Ensimmäisen vaikutus kestää yhdestä kuuteen päivään ja toisen yhdestätoista neljääntoista päivään. Esimerkiksi se, miten nukuin 15 päivää aiemmin, vaikutti aivojen toiminnallisiin yhteyksiin tänäänkin. Unen määrä, valveillaolon määrä ja unen levottomuus kaikki vaikuttivat eri tavoin siihen, miten aivojen toiminnalliset yhteydet toimivat, Triana kertoo.
Tuskin ketään yllättää, että uni vaikuttaa työmuistin toimintaan. Mutta uni ei ole ainoa asia, joka työmuistin toimintaan vaikuttaa.
– Edellisen päivän fyysisen aktiivisuuden vaikutus työmuistiin oli erittäin vahva, Triana kertoi.
Triana ei tutkimuksessaan erotellut rankan urheilemisen vaikutusta, vaan fyysinen aktiivisuus määriteltiin vain askelmäärän ja passiivisen ajan pituuden perusteella.
Mitä tämä tarkoittaa suorituskyvystään kiinnostuneelle ihmiselle?
– Ensimmäiseksi minun täytyy muistuttaa, että koska tämä on tutkimus yhdestä yksilöstä, sitä ei voi yleistää. Minun tapani ja fysiologiani eroavat muista ihmisistä, mutta tietenkin kaikilla ihmisillä on yhteisiä piirteitä. Vaikutusten viiveet voivat olla erilaisia eri ihmisille, Triana aloittaa vastauksensa.
Esimerkiksi unen merkitys on yhteinen kaikille, mutta vaikutusaaltojen pituudet – sen, miten monen päivän päähän vaikutukset ulottuvat – todennäköisesti vaihtelevat yksilöllisesti.
– Viestini on, että terveyteen liittyvistä rutiineista, kuten unesta ja liikunnasta, kannattaa huolehtia. Niillä on iso merkitys ja sillä, miten johdonmukaisesti niistä pitää kiinni, Triana vastaa.
– Tärkeää suoritusta edeltävänä yönä on tärkeä nukkua hyvin, mutta tärkeää on myös, miten on nukkunut edellisellä viikolla ja ehkä sitä edeltävälläkin.
Triana muistuttaa neurotutkija Sebastian Seungin vertauksesta, jossa aivojen neuroverkkoja verrataan jokeen. Aivoissa yhteydet virtaavat ikuisesti muuttuvina kuin vesi joessa. Jokiuoma ohjaa vettä, mutta vesi myös muokkaa ajan mittaan jokiuomaa.
– Yritämme tässä tutkia, mitä tapahtuu, kun sataa. Mitä tapahtuu, jos tulee maanvyöry ja kiviä putoaa jokeen, Triana selvittää.
Tähän asti suurimmassa osassa aivojen toiminnalliseen magneettikuvaukseen perustuvista tutkimuksista tutkittavina on iso joukko ihmisiä, mutta heidän aivojaan kuvataan vain kerran.
– Silloin oletetaan, että ihminen pysyy samanlaisena. Sitä voi verrata valokuvaamiseen. Jos näytän oman kuvani seitsemänvuotiaana, en ole enää samanlainen. Pitkittäistutkimuksia kyllä tehdään, mutta niissä tutkitaan ihmisiä vuosien välein ja siksi tiedämme vähän päivittäisistä muutoksista aivojen toiminnassa, Triana sanoo.
Kymmenisen vuotta sitten yhdysvaltalainen psykologi Russell Poldrack kuvautti aivonsa pari kertaa viikossa puolentoista vuoden ajan.
– Siellä havaittiin muutoksia. Onko sillä yhteys elämäämme? Hypoteesini oli, että kyllä. Kysymykseni on, miten käytös ja fysiologiset tekijät vaikuttavat aivojen toiminnallisiin yhteyksiin, Triana kertoo.
Triana halusi yhdistää toistuvien toiminnallisten magneettikuvausten tulokset älylaitteiden avulla kerättävään tietoon päivittäisestä elämästä. Älypuhelimen lisäksi hän käytti älykelloa ja -sormusta.
Tutkimus tuotti niin valtavan määrän aineistoa, että Triana on päättänyt julkaista aineiston kaikkien tutkijoiden käyttöön.
– Yhdestäkin ihmisestä kertynyt datamäärä on massiivinen ja siitä voidaan etsiä vastauksia moniin kysymyksiin.
Trianalla itsellään on jo mielessä se, missä aivojen toiminnallisten magneettikuvausten ja aivojen omistajan elämästä kerättyjä tietoja voitaisiin seuraavaksi hyödyntää.
– Tiedämme, että tietyissä mielenterveyden häiriöissä, kuten masennuksessa, oireet vaihtelevat päivästä ja viikosta toiseen. Kysymys on, miten aivojen toiminta ja käytös vaihtelevat oireiden vaihdellessa. Voisimmeko jopa päästä huomaamaan, että tämä ihminen lähestyy käännekohtaa ja hänen tilanteeseensa voitaisiin puuttua ajoissa. Haemme eettistä tutkimuslupaa, jotta seurantaan otettaisiin mielenterveyspotilas, Triana kertoo,
