Issuu

K A JA NORDENGEN

AINULAADNE

AJU

EESSÕNA May-Britt Moser, Nobeli auhinna laureaat

AJU ON KÕIGE VAIMUSTAVAM, keerukam ja mõistatuslikum organ, mida me teame. Kaheksakümnendate psühholoogiatudengina õppisin, et laste autismi põhjustajaks on tundekülm ema. Nüüd oleme targemad. Teame, et autismi põhjustavad arengulised muutused ajus ning et sellega on seotud suur hulk erinevaid faktoreid. Minu jaoks on mälestus ülikoolipäevadest mõõdupuuks selle kohta, kui kiiresti on teadus aju-uuringute valdkonnas arenenud. Need edusammud on väga rõõmustavad, kuid peame samal ajal olema tänulikud selle eest, kui suurt rolli mängib kaasaegne tehnoloogia, mis loob võimalused nende uute teadmiste tekkeks. Paljud meie aja suurtest teadusküsimustest on needsamad, mida on küsitud juba aastatuhandeid. Tänu teed rajavate teaduslike uurimistöövahendite ja -meetodite arendamisele on meil nüüd võimalus neile küsimustele ajust endast vastuseid otsida. Me seisame aju ja keha ning geenide ja keskkonna koostoime teadmiste revolutsiooni lävel. Kuid ei piisa sellest, et koguda uuringuandmeid laboratooriumides ning jagada neid rahvusvahelise akadeemilise kogukonnaga. Teadmised tuleb viia erialaspetsialistide ringist kaugemale, üldsuseni, inimeste igapäevaellu, kõigile kättesaadavaks, et mõistaksime ning saaksime aru, kuidas meie aju toimib ning mõjutab kõiki protsesse meie kehas, ning et aru saada, kes me inimesena oleme ja milleks oleme suutelised. Kui ajuga midagi juhtub, annavad suuremad teadmised meile rohkem hinnangu- ja valikuvabadust. Me oskame eristada ajukahjustuste

EESSÕNA |

sümptomeid iseloomust ja isiksusest. Me teame, et esimesel puhul on probleem süsteemi veas. Rohkem teadmisi terve aju funktsioneerimisest võimaldab uurijatel oma tööd teha ning otsida, kus see viga ajus esineb ning kuidas sellest jagu saada. Selle teabe valdamine loob aluse suuremeelsusele ja valmisolekule kohanemiseks, mis on hädavajalik, et ühiskonnas oleks koht kõikidele. Niisiis, kuidas saab ulatuslikult levitada uurimistulemusi, mis seisavad niisuguse teadmiste kogumi õlul, mille õppimiseks kulub enamikul inimestel kümmekond aastat nende elust? 1980. aasta kevadel saatis NRK, Norra rahvusringhääling eetrisse teadussarja pealkirjaga „Sinu fantastiline aju“. Mitmete tuhandete kodude elutuppa astus sisse professor Per Andersen, kes vestlustes armastatud saatejuhi Per Øyvind Heradstveitiga otsis vastuseid suurtele küsimustele, näiteks kuidas me meelde jätame või mis on mõte. Tookordne ülekandetehnoloogia oli lihtne praeguste teadussaadete digitaalsete 3D-animatsioonidega võrreldes. Üks suhteliselt lihtsa joonisega skeem närvisüsteemist tegi kogu töö ära. Kaardikepiga osutades suunas Andersen televaatajaid jälgima joonekesi närvirakust närvirakuni, signaaliahelat, mis kudedes närviimpulssidest moodustub. Anderseni hüpoteesiks oli, et see ainulaadne närviaktiivsus koes vastab funktsionaalses mõttes unikaalsele mõttele. See oli rahvavalgustus sõna parimas tähenduses. Lihtne, kuid uskumatult mõjus. Tuhandetest teleekraanidest ühe ees istusime kui liimitult meie Edvardiga. Sellest peame me rohkem teada saama! See on juba ajalugu, et Per Andersenist sai hiljem meie teejuht. Kaja Nordengen tutvustab tutvustab selles raamatus meelelahutuslikul moel, mida uusimad uurimused on aju organiseeritusest, mehhanismidest ja funktsioonidest teada saanud. Eriti võluvalt põimib autor teaduslikke avastusi naljakate juhtumistega oma elus. Leidlikkus teooria seostamisel konkreetsete kogemustega, mis kuuluvad meie maailma ühisosasse, teevad temast mitte ainult faktide, vaid ka uudishimu vahendaja. Mängulisus selles, kuidas ta ainesega ümber käib, äratab entusiasmi, mis juhib nii imestavat last kui ka kogenud teadlast. Pärast raamatu lugemist püsib minus ikka veel Kaja jutustajahääle soojus. Nordengeni väike õde joonistas raamatusse toredad illustratsioonid. 10

| AINULAADNE AJU

Erinevalt tipptasemel 3D-graafikast jäävad need joonistused meelde ka pärast seda, kui raamat on läbi loetud ja riiulis. Sa saad neist aru ja neid saab mälus taasluua. Need on pildid, millega koos saab mõelda. Niisugusel moel peegeldab visualiseering teksti eesmärki, kus detailirikkus ja täpsus vahetatakse selle vastu, et kõik asjast aru saaksid. Tahan tänada Kaja Nordengeni selle eest, et ta söandas niisuguse töö ette võtta. See on ambitsioonikas ja väga julge. Tema vaprus ja kartmatus teadmiste populariseerimisel teeb ainese kättesaadavaks paljudele rahvakihtidele, nii täiskasvanutele kui ka lastele.

May-Britt Moser on psühholoog, aju-uurija ja neuroteaduste professor Norra tehnika- ja loodusteaduste ülikoolis Trondheimis (NTNU). 2014. aastal pälvis ta koos abikaasa Edvard Moseri ja John O’Keefe’iga Nobeli meditsiiniauhinna.

SA OLED AJU KUI VANA AJA EGIPTLASED oma surnud valitsejaid palsameerisid, et neid järgmiseks eluks ette valmistada, käsitati südant väga hoolikalt ning asetati keha sisse tagasi, samas aju visati minema. Ninast torgati sisse pulk ning aju vispeldati pudruks ja imeti välja. Ajust sai prügi. Võttis kaua aega, enne kui meie, inimesed, mõistsime, et oleme need, kes me oleme, tänu ajule. Üksnes vähesed allikad on enne meie ajaarvamist seostanud aju liigutuste või mõtetega. Kulus ikkagi mitmeid aastatuhandeid, enne kui aktsepteeriti, et „mina“ asub ajus. Aristoteles ja paljud teised suured mõtlejad arvasid näiteks, et aju on vähetähtis organ ja hing asub südames. Alles 17. sajandi keskpaigas, seega mitu tuhat aastat peale seda, kui vanad egiptlased oma vaaraosid zombideks muutsid, määratles prantsuse filosoof René Descartes aju hinge asupaigana. Ajus asub peaaegu kõik keskjoone suhtes sümmeetriliselt ning meil on kõike kaks: näiteks vasak ja parem ajupoolkera koos vasaku ja parema otsmikusagaraga. Descartes pani aga ka tähele, et üks struktuur, käbikeha, asub täpselt keskjoonel; seda tõlgendas ta kui märki, et käbikeha on hinge asupaik. Nii lihtne see küll paraku ei olnud. 1887. aastal püstitas polaarkangelane ja Norra esimene aju-uurija, Fridtjof Nansen oma doktoriväitekirjas hüpoteesi, et intelligentsus paikneb paljudes aju sünapsides. Nanseni aegadest peale oleme avastanud, et mitte ainult intelligents, aga ka rõõm, armumine, põlgus, mälu, õppimine, muusikaline maitse ja eelistused asuvad neis sünapsides. Kuna kõik omadused, mis moodustavad „mina“, asuvad ajus, saab selgeks, et ilma ajuta ei olekski sa sina ise. See, et aju on eluks otsustava tähendusega, peegeldub isegi meie seadustes. Kui inimene on ajusurnud, 12

| AINULAADNE AJU

siis on ta surnud. Tingimusel, et selleks antakse nõusolek, saab sinu organeid siirdada teistele nende elu päästmiseks. Neid organeid, milleta me läbi saame, on vähe, kuid nad on siiski asendatavad. Tüvirakkude siirdamise abil on võimalus saada uus immuunsüsteem. Südant, maksa, kopse, neere ja kõhunääret saab kõiki siirdada, kuid inimaju siirdamist ei ole veel proovitud. Kui ükskord tulevikus tullakse toime aju siirdamise tehniliste probleemidega, jäävad eetilised dilemmad ikkagi alles. Kui ajusurnu saab uue aju, kas siis see inimene, keda tema kehaga seostatakse, on ikka tema ise? Ta lamab voodis ja näeb välja nagu sinu tütar, kuid tal on kellegi teise aju – kas ta on siis ikka sinu tütar? Tal on täiesti teine teadvus, teised mõtted ja unistused. Aju ei ole võimalik välja vahetada ilma inimest välja vahetamata. See muudab aju meie ainsaks asendamatuks organiks. Selles raamatus uurime aju mõistatusi – alates sellest, mis juhtub, kui oled armunud, kuni selleni, kus me leiame oma „mina“. Ajust rääkides tekivad paljud huvitavad küsimused: kes me oleme, mis teeb sinust sinu, mis on isiksus, mis on vaba tahe, kust saab alguse mõte. Mõnedele neist on meil selged vastused – või vähemasti selged viited patsientide haiguslugudest ning uued leiud aju-uuringute tulemusena. Ometi leidub ikka veel mõistatusi ja need küsimused jäävad õhku rippuma lootuses, et uued särava mõistusega tippteadlased nendega tegelevad ja annavad meile vastused lähiaastate jooksul. Aju on ju lõppeks ainus organ, mis saab iseennast uurida. Pane tähele, et nii keel, kultuur kui ka elustiil on sõltuvad mälust ning aju võimest tõlgendada ja seoseid leida. Aju teeb meid nendeks, kes me oleme, ja on ka põhjuseks, miks meil on sport, kunst ja muusika. Aju on superstaar. Aju on ainulaadne.

SA OLED AJU |

1 MÕTTE(R)EVOLUTSIOON INIMAJU LAINELIST PINDA, MIS välimuselt meenutab kreeka pähklit, nimetatakse ajukooreks. Närvirakkudest tulvil ajukoore teke oli revolutsiooniks evolutsiooni ajaloos. Mida suurem ajukoor loomal on, seda suuremad on tema võimalused kõrgema intelligentsi tekkeks. Viiesaja miljoni aasta eest eksisteeris ainult reptiiliaju, mida tänapäeval teatakse kui tagaaju. Seejärel kulus veel kakssada viiskümmend miljonit aastat, enne kui välja arenes vanim imetajaaju, see, mida kutsume limbiliseks süsteemiks. Suuraju ja ajukoor arenesid imetajatel kahesaja miljoni aasta eest, samas kui inimaju kujunes alles kakssada tuhat aastat tagasi. Evolutsiooni mõistes oli see alles eile.

INIMAJU IMETAJAAJU TAALAMUS MANDELKEHA HIPOKAMPUS

REPTIILIAJU VÄIKEAJU AJUTÜVI

Joonis 1� Inimaju parem ajupoolkera keskvaates� Evolutsiooni ajaloo erinevad arenguastmed on näidatud eri toonides halliga� Reptiiliaju on tähistatud tumehallina ning imetajaaju helehallina� Kõige arenenum imetajaaju, inimaju, on valge� Üksikud ajustruktuurid, millel on keskne või määratletav roll, on spetsiaalselt välja toodud�

| AINULAADNE AJU

Reptiiliaju Inimeste suur ajukoor aitas meil tõenäoliselt üle elada jääaja ‒ ajukoorega liigid nimelt reageerisid muudatustele paremini kui ilma ajukooreta liigid. Dinosaurused, kellel oli reptiiliaju ilma hariliku ajukooreta, ei olnud seetõttu eriti hästi varustatud, kui kokkupõrge meteoriidiga endaga suured kliimamuutused kaasa tõi. Stegosaurus kaalus tervelt viis tonni, kuid tema aju oli ainult kaheksakümnegrammine (ning sidrunisuurune). Kuna me teame ka, et sel miniajul puudus ajukoor, ei ole midagi imestada, et neid on praegu näha vaid filmis ja muuseumis. Kuigi ajukoor teeb meist maakera kõige intelligentsema liigi, ei oleks me siiski hakkama saanud aju sügavamate osadeta. See osa, mis asub kõige sügavamal ja on meie olemasolu aluseks, on nimelt reptiiliaju. Reptiiliaju koosneb ajutüvest ja väikeajust. Ajutüvi on parim vahimees ‒ ta kannab hoolt, et kõik toimiks, ilma et peaksime sellele mõtlema. Närvirakud ajutüves reguleerivad hingamist, südamerütmi ja und. Nad ei puhka eales, ükskõik, kas me ise magame või oleme ärkvel. Ajutüve taga lebab väikeaju. Väikeaju reguleerib meie liigutusi ning kui seda mõjutab alkohol, muutume me koordineerimatuteks ja kohmakateks. Aju koosneb hallainest ja valgeainest. Hallaines (mis ei olegi hall, vaid hoopis roosa) asuvad närvirakukehad ja sünapsid, seal antakse närvirakkude vahel edasi signaale. Valgeaine on signaalide kiirtee. Seda mööda kulgevad signaalid piki närviteid. Samamoodi kui teised juhtmed, vajavad ka ajus asuvad juhtmed isolatsiooni ning isolatsioonimaterjal aitab signaalidel kiiremini levida. Aju isolatsioonimaterjal on müeliin, mis suure rasvasisalduse tõttu näib valgena. Hallaine leiame ajukoorest, nii suuraju kui väikeaju ümbert, kuid hallaine saarekesi leidub ka aju keskel erinevates rakukogumites.

Imetajaaju Inimajus on endiselt alles struktuurid, mis on pärit vanimalt imetajaajult. See kujunes kakssada viiskümmend miljonit aastat tagasi ning praegu nimetatakse seda limbiliseks süsteemiks. Ajukoore vanimad osad ning hallaine saarekesed, mille sees asuvad närvirakud, kuuluvad sellesse MÕTTE(R)EVOLUTSIOON |

AJUKOOR

NÄRVIRAKUKEHA

SÜNAPS

HALLAINE

VALGEAINE

Joonis 2� Ajukoor koosneb hallainest ning seal asuvad ka kõik närvirakukehad ja närvirakkudevahelised kontaktpunktid, sünapsid� Hallaines asub valgeaine, mis koosneb üksteisest eraldatud närvirakuteedest�

| AINULAADNE AJU

süsteemi. Neid närvirakusaari nimetatakse tuumadeks ning paljud neist on põhifunktsioonide jaoks tähtsad. Inglise keeles on nende funktsioonide meeldejätmise tarvis spikker, nimekiri, mis lähtub neljast f-ist: fighting, flighting, feeding ja fucking. Seega: võitle, põgene, söö ning jätka sugu. Need kõik on otsustavad evolutsioonilised liikumapanevad jõud. Limbilise süsteemi ühte olulist tuuma nimetatakse mandelkehaks (amügdala) ning see asub meelekohas, vt joonis 1. Vana aja anatoomid nimetasid ajus asuvaid struktuure selle järgi, millele need sarnanesid ning amügdala on kreeka keeli mandel. Esimesed kaks f-i asuvad selles mandelkehas. Mandelkeha närvirakud on olulised meie emotsionaalsete reaktsioonide jaoks. Nemad on põhjus, miks lipsavad välja mõned kurjad sõnad, kui jooksed bussi peale ja bussijuht sõidab minema just siis, kui oled kohale jõudnud, või et seesama lugu ajab sind jälle vihaseks, kui sa seda sama päeva lõunatunnil uuesti räägid. Mandelkeha on ka motivatsiooniks oluline ning seetõttu on ta vähemasti osaliselt süüdi selles, et sa näiteks jooksed ennast higiseks, et jõuda bussile, mida näed, isegi kui järgmine tuleb üksnes mõne minuti pärast. Kui sa sama päeva õhtul pimedas koju lähed ja kuuled selja taga samme ning kiirendad raasukese sammu – siis on see jälle mandelkeha, mis töötab. Ning isegi kui oled turvalises olukorras ning karta ei ole midagi, tunned intensiivset hirmu, kui su mandelkeha elektriliselt stimuleeritakse. Mandelkeha taga asub kolme-nelja sentimeetri pikkune vorstikujuline struktuur, mis on samuti üks osa aju primitiivsematest osadest. Vorsti kutsutakse hipokampuseks – või norra keeles merihobuks, vt joonis 1. Hipokampust on vaja nii mälu kui ka orienteerumise jaoks. See aitab sul korrutustabelit meelde jätta. Kuid isegi kui tuubid korrutustabelit, kuni hipokampus hakkab valutama, ei saa sinust paremat matemaatikut. Matemaatiline taip asub nimelt ajukoores. Aju keskel mõlemal pool keskjoont asub taalamus, vt joonis 1. Need saadavad signaale kõigi meelte värskematest uudistest peaaegu igasse ajukoore sensoorse universumi nurka. Kui peaksime võrdlema ajustruktuure inimestega, siis oleksid kaks taalamust need, kes teavad kõiki kuulujutte ning pistavad oma nina kõigesse, mis toimub. Närvirakkude juhteteede suured kiirteed kulgevad nimelt nende kahe vahel ning moodustavad kombinatsioone teiste teedega. Seega moodustub keerukas elektrilise informatsiooni ahel, milles info liigub koordineeritult ja korduva mustriga. MÕTTE(R)EVOLUTSIOON |

Miks töötab aju just nii, nagu ta seda teeb? Milline toit muudab mälu paremaks? Kuidas aktiveerida aju kasutamata osa? Kas on võimalik ennast õnnelikuks naeratada? Mis on vaba tahe ja kas see meil ka tegelikult olemas on? Aju on su isiksuse ja taibu asukoht. Aju õpib keeli, loob mälestusi ja tõlgendab keerulisi mustreid. Ühtlasi vastutab ta halbade otsuste eest ning premeerib sõltuvusi. Iga aju on ainulaadne ‒ see on ainus asendamatu organ, mida ei ole võimalik välja vahetada. Kui meditsiin ühel päeval seda suudaks, oleksid ikkagi tulemuseks täiesti teine teadvus, teised mõtted ja unistused. Norra neuroteadlane DR KAJA NORDENGEN uurib aju mõistatusi – alates sellest, mis juhtub, kui oled armunud, kuni selleni, kus leiame oma „mina“. Ta illustreerib teaduslikke avastusi neuronitest ja sünapsidest naljakate näidetega elust enesest, et mõistaksime, kuidas aju toimib. Sellised teadmised aitavad aru saada, kes me inimesena oleme ja milleks oleme Raamatule on suutelised, andes igaühele rohkem kirjutanud eessõna hinnangu- ja valikuvabadust.

neuroteadlane

MAY-BRITT MOSER, Nobeli preemia laureaat. kirjastus.postimees.ee ISBN 978-9949-669-45-5