Sydämen syke tahdistaa oppimista

Aivojen sähköisessä toiminnassa esiintyy eritaajuisia, toisiinsa tahdistuneita rytmejä. Rytmien välinen vaihteleva synkronia mahdollistaa tehokkaan viestinnän hermosolujoukkojen välillä. Monet kehon fysiologiset toiminnot, kuten syke ja hengitys, tahdistuvat toisiinsa. Myös aivojen ja kehon välillä on tahdistunutta toimintaa. Esimerkiksi oppimiseen vaikuttavassa hippokampuksessa on havaittu hengitykseen tahdistuvaa aktiivisuutta. Jyväskylän yliopiston psykologian laitoksen käyttäytymisneurotieteen ryhmässä tutkittiin mahdollista aivojen ja kehon välisien rytmisten vaihteluiden merkitystä oppimiseen.

Tutkimusryhmä selvitti, miten sydämen sykerytmi vaikuttaa yksinkertaisen motorisen vasteen oppimiseen. Tutkimuksessa oppimista tarkasteltiin esittämällä ehdollinen ärsyke, äänimerkki, aina ennen ehdotonta ärsykettä, silmään suunnattua ilmavirtaa. Oppimisen jälkeen silmä sulkeutui jo äänimerkin jälkeen, ennen ilmapuhallusta. Sydämen eri toimintavaiheiden havaittiin vaikuttavan äänimerkin synnyttämiin aivovasteisiin. Sama ilmiö näkyi sekä ihmisillä että kaneilla. Lisäksi kaneja tutkittaessa huomattiin oppimisen tehostuvan, kun äänimerkki esitettiin sydämen lepovaiheen aikana.

– Tutkimuksen tulokset osoittavat, että ympäristöstä tulevan tiedon käsittely vaihtelee sydämen toimintavaiheiden mukaan. On mahdollista, että hengitystä ja sydäntä ohjaavien hermosolujen aktivoituminen heijastuu hippokampuksen hermosolujen toimintaan ja tätä kautta opittavan tiedon käsittelyyn. Tämä on kuitenkin vasta alustava oletuksemme ja tarkentavat tutkimukset jatkuvat paraikaa, sanoo tohtorikoulutettava Tomi Waselius.

– Jatkossa olisi mielenkiintoista selvittää, miten kehon rytmit vaikuttavat oppimiseen esimerkiksi muistihäiriöpotilailla.

Tutkimusartikkeli on vapaasti ladattavissa Journal of Neurophysiology –lehden sivuilta. Artikkeli pääsi APSselect –kokoelmaan, eli American Physiological Society valitsi sen kymmenen merkittävimmän heinäkuussa julkaisemansa artikkelin joukkoon. Journal of Neurophysiology –lehden päätoimittajan kanssa tehty podcast on kuunneltavissa osoitteesta: https://jneurophysiol.podbean.com/e/learning-by-heart/.

Lisätietoja:

tohtorikoulutettava Tomi Waselius, [email protected], puh. 045 889 5165

akatemiatutkija Miriam Nokia, [email protected]

Tutkimusryhmän verkkosivu.

Lähde: Waselius T, Wikgren J, Halkola H, Penttonen M, Nokia MS. 2018. Learning by heart: cardiac cycle reveals an effective time window for learning. Journal of Neurophysiology, 120(2):830-838. doi: 10.1152/jn.00128.2018.