Etukäteen hermoradoitettu
Kun käytetään käsitettä ”kiinteästi hermoradoitettu”(hard wired) , niin oikeastaan parempi käsite olisi ”etukäteen hermoradoitettu”(prewired). On nimittäin niin, että sekä eläinten, että ihmisten keskushermoston kehitykseen kuuluu oleelliselta osin massiivinen hermosolujen kuolema yksilökehityksen aikana. Kehitysperiaate on se, että syntymän jälkeen aivoista ja selkäytimestä kuolevat pois ne hermosolut, jotka ovat tarpeettomia, ja vain toimivat, eli tarpeelliset hermosolut jäävät jäljelle.
Massiivinen hermosolujen kuolema on keskeinen periaate hermoston toiminnassa ja on aivan looginen syy sille, miksi massiivinen solujen tuhoutuminen on valikoitunut hermoston kehityksen välineeksi. Kun aivoissa on 100 miljardia hermosolua, ja jokaisella hermosolulla on vähintään 1000 yhteyttä toisiin hermosoluihin, niin perityvien geenien määrä ei voi mitenkään riittää hermoston rakenteiden tarkkaan ohjailuun. Rotan aivojen kehitystä ohjaa suunnilleen sama määrä geenejä kuin ihmisen aivojen kehitystä, vaikka rotan aivot ovat alle sentin mittaiset, ja ihmisen aivot ananaksen kokoiset. Kaikilla nisäkkäillä on suunnilleen sama määrä keskushermoston rakentumista ohjaavia geenejä.
Jos ajatellaan niitä hermosoluja, jotka vaikuttavat niskan ja kaulan lihasten liikkeiden säätelyyn, niin kirahvilla on muihin eläimiin verrattuna tietenkin huomattavasti enemmän kaulaa sääteleviä aivosoluja. Kaikilla nisäkkäillä on kuitenkin aivojen varhaisessa kehitysvaiheessa tyypillisesti useita hermosoluja, jotka hermottavat yhtä lihassäiettä. Kehityksen varhaisvaiheessa nämä useat hermosolut kilpailevat hermotuksesta, ja lopulta vain yksi niistä jää jäljelle. Loput hermosolut eivät saa lihaksesta palautteena kasvutekijää, joka olisi välttämätöntä niiden elossa säilymiselle. Kirahvin pitkä kaula ei siis edellytä, että jonkin geenin tulisi ohjata keskushermostoa kasvattamaan suuremman määrän kaulan lihaksia sääteleviä aivosoluja, vaan kirahvilla vain kuolee vähemmän aivosoluja kuin ihmisellä tai rotalla aivojen kehityksen varhaisvaiheessa. Tuottamalla liikaa hermosoluja, ja antamalla niiden kuolla, jotka ovat tarpeettomia, selvitään suppeammalla geenien määrällä hermoston tuottamiseksi.
Tällainen aivosolujen kuoleminen on todettu kokeellisesti rotilla myös siten, että rotilta on syntymän jälkeen leikattu muutama niille tärkeistä tuntoviiksistä pois. Kun tietty viiksikarva on pois jatkuvasti, niin on havaittu sitä hermottavien aivosolujen surkastumista aivokuorella.
Castrén esittelee tätä ilmiötä ansiokkaasti.
Massiivinen hermosolujen kuolema, jossa tietyillä keskushermoston alueilla jopa yli puolet hermosoluista kuolee, on ilmiö, joka tapahtuu sikiöaikana ja jonkin aikaa syntymän jälkeen. Neuronien kuolemista tapahtuu myös jatkossa, mutta ei niin massiivisesti. Jos esimerkiksi aistinelimen vaurion vuoksi tiettyjä neuroneja ei käytetä, niin ne voidaan menettää lopullisesti. Yleisenä periaatteena aivojen kehityksessä on, että jos jotain hermostollista moduulia ei ole käytetty ja se ei ole kehittynyt kuuteentoista ikävuoteen mennessä, se ei enää kehity, joskin uusimman tutkimuksen valossa aivot kehitys jatkuu etuotsalohkojen osalta vielä 25 ikävuoteen asti. Etuotsalohkojen tehtävänä on mm. tuottaa suunnitelmallista pitkäjänteisyyttä ja itsehillintää käyttäytymiseen.

Jay Netz |
Kun Jay Neitzin tutkimusryhmä valmisteli koesarjaa, joissa he lopulta onnistuivat tuottamaan synnynnäisesti puna-viher-värisokeille apinoille värinäön geeniterapian avulla, niin etukäteiskyselyissä kaikki neurologian ja neurotieteiden asiantuntijat pitivät tehtävää mahdottomana. Heidän näkemyksensä mukaan kyseisiä värejä tunnistavat aivosolut näköaivokuorella ovat kuolleet sen seurauksena, että niihin ei ole tullut silmän verkkokalvolta hermoimpulsseja, koska verkkokalvolta puuttuivat tätä väriä havaitsevat aistinsolut. Ennusteista huolimatta värinäön korjaaminen onnistui, ja apinat todella erottivat värit toisistaan. |
Keskushermostoon ei enää syntymän jälkeen periaatteessa kasva uusia hermosoluja. Tähän on selkeä syykin, sillä oppiminen tapahtuu siten, että olemassa olevien hermosolujen välille muodostuu uusia yhteyksiä, ja opittu informaatio menisi sekaisin, jos väliin kasvaisi uusia soluja. Tosin viime vuosina on havaittu, että joissakin aivojen osissa muodostuu pienessä määrin uusia aivosoluja myös aikuisiässä.
Keskushermoston muovautuvuus, eli neuroplastisuus tarkoitta sitä, että aivojen, etenkin aivokuoren toiminnassa voi tapahtua muutoksia, jos yksi alue esimerkiksi vaurioituu. Vaurion jälkeen alueen toimintoja voi siirtyä viereisille alueille, tai kuten puheen ollessa kyseessä, vastakkaiselle aivopuoliskolle. Muovautuvuuteen aivovaurion jälkeen vaikuttaa paljon trauman jälkeen annettu kuntoutus. Neuroplastisuus on tavallaan vastakkainen ajatus sille, että aivojen rakenne ja toiminnot olisivat tarkkaan ja pysyvästi määritetty geenien ja aivojen kehityksen tuloksena. Neuroplastisuutta on pidetty ongelmallisena geneettisesti kiinnittyneiden käyttäytymismallien kannalta, sillä liian vapaa muovautuvuus rikkoisi monimutkaisemmat käyttäytymisvalmiudet. Mm. Lorenz näkee, että olisi ristiriitaista, jos pitkän kehityksen muovaama geneettisesti kiinnittynyt käyttäytymisvalmius häiriintyisi satunnaisen oppimisen tai muovautuvuuden seurauksena.
|