Oppiminen on koko aivotutkimuksen historian ajan ollut tärkeä tutkimuskohde. Yksi neurotieteen kuuluisimmista säännöistä, Hebbin sääntö, joka esittää oppimisen perusmekanismin eli hermosolujen välisten yhteyksien vahvistumisen, on peräisin jo vuodelta 1949. Aivojen rakenteen ja toiminnan muutokset oppimisen ja harjaantumisen seurauksena ovat edelleen erittäin kiinnostavia tutkimusaiheita. Esimerkiksi musiikkiharrastuksen vaikutuksista aivoihin ja musiikin ulkopuolellakin mitattaviin taitoihin saadaan jatkuvasti lisää uutta, kiinnostavaa tietoa (katso prof. Jaakko Erkkilän kirjoitus musiikin merkityksestä http://www.teosto.fi/teosto/blogi/musiikin-vaikutukset-ovat-merkittavampia-kuin-mita-yleisesti-luullaan).

Arabian peruskoulussa Arabianrannassa tehtiin aivotutkimuksia toisen luokan oppilaille. Oppilaat olivat innostuneita osallistumaan tutkimukseen.

Aivotutkimuksen menetelmät ovat vuosikymmenien aikana kehittyneet valtavasti. Laboratoriotutkimuksista pyritään siirtymään luonnollisiin tilanteisiin niin paljon kuin mahdollista. Pienen lapsen musiikkiharrastuksesta iso osa tapahtuu muskarin ulkopuolella, ja nykytutkimuksessa pyritäänkin selvittämään myös tämän epävirallisen lauleskelun vaikutusta aivoihin (http://www.hs.fi/tiede/a1305632915548) ja keskitytään myös ihan tavallisten kansalaisten jokapäiväisen musiikinkuuntelun vaikutuksiin (http://www.hyvaterveys.fi/artikkeli/mika_vikana/musiikki_tehoaa_kuin_laake).

Laboratorioista oikeaan maailmaan siirtyminen tapahtuu myös laitteiden kehittymisen myötä. Aivotutkimukseen on tarjolla edullisia, kannettavia laitteistoja, joiden käyttötarkoitus voi olla lääketieteellisen toipumisen apuna (http://www.digitoday.fi/tiede-ja-teknologia/2008/04/22/eeg-panta-vahtii-aivojen-toimintaa/200811141/66), mutta laitetta voi käyttää myös vaikkapa peliohjaimena (http://www.eluova.fi/index.php?id=1282) oppimista tai terapiaa edistävässä pelissä tai viihdekäytössä.

Toisen luokan oppilas Taimi keskittyy tehtävään, kun hänen aivotoimintaansa mitataan luokkatilassa, jossa samanaikaisesti tapahtuu paljon muutakin. Taimin aivot reagoivat sekä tehtävään että luokasta kantautuviin ääniin.

Tulevaisuudessa aivotutkimuksen menetelmiä voidaan käyttää myös kouluissa ja työpaikoilla. Jo nyt esimerkiksi Työterveyslaitoksen tutkimuksissa käytetään työpaikoilla tehtäviä kognition ja fysiologian mittauksia  selvittämään, millaisia kognitiivisia vaatimuksia aiheutuu työstä, jossa työntekijän tiimiläiset sijoittuvat eri maihin ja eri aikavyöhykkeille (http://www.ttl.fi/fi/tutkimus/hankkeet/uncode/sivut/default.aspx) tai miten työhön liittyvien kädentaitojen oppiminen muokkaa aivoja (https://blogs.helsinki.fi/handling-mind/). Helsingin yliopiston Kognitiivisen aivotutkimuksen yksikössä on myös pitkät perinteet kannettavien aivotutkimuslaitteiden käytöstä ja tälläkin hetkellä yksikössä on käynnissä useita projekteja, joissa mittaukset tapahtuvat päiväkotien ja koulujen tiloissa. Hyötynä on ensinnäkin se, että lapset ovat tutkimuksissa paljon rennompia kuin laboratoriossa, ja tietysti koulun ja päiväkodin oppimistilanteiden tutkiminen paikan päällä on myös luonnollisempaa.

Aivotutkimukset ja monet hyvin yksinkertaisetkin fysiologiset tutkimukset tai vaikka aktiviteettitutkimukset voivat myös opettaa oppilaita itseään havainnoimaan omaa optimaalista oppimisen tilaansa. Oman unen havainnointi voi tuoda motivaatiota mennä ajoissa nukkumaan ja panostaa hyvään uneen. Aktiviteettiranneke paljastaa heti, jos oppilas on joutunut olemaan liian paljon paikallaan – nykyaikaisen koulutyön ja työpaikan vitsaus, jonka tiedetään estävän oppimista. Fysiologiaa mittaava laite voi ehkä tulevaisuudessa vaatia joillekin oppilaille lisää haastetta ja joillekin lisää tukea. Työpaikoilla keskustellaan Quantified Employee -ilmiöstä (http://quantifiedemployee.org), jossa työnantaja tarjoaa työntekijöille erilaisia mittalaitteita, joiden avulla työntekijät pystyvät ylläpitämään hyvinvointiaan ja terveyttään ja ehkä tulevaisuudessa myös työnantaja voi saada niiden kautta nimettömästi jonkinlaista yleistietoa työpaikan hyvinvoinnin tasossa tapahtuvista muutoksista. Mittarit ja luvut motivoivat meitä: mukana kulkeva kännykkä voi kehua sinua, että olet kävellyt tänään jo 20 % yli askeltavoitteesi tai hymyillä, kun valitset portaat hissin sijaan. Koululuokkien fyysisen aktiivisuuden mittaamisesta on hyviä tuloksia ja pelillinen lähestymistapa tuntuu toimivan erityisen hyvin (http://www.fitness-gaming.com/news/markets/schools/polar-activity-monitors-in-schools.html#.VFkv_hbdvx4).

Tulevaisuudessa näemme varmasti hyviä aivotutkimuksen sovelluksia, joita voidaan käyttää oppimisen tukena kouluissa ja työpaikoilla. Opettaja on nimenomaan oppimisen mahdollistaja, joten on luonnollista, että opettajia kiinnostaa oppimisen olosuhteiden tutkiminen ja muokkaaminen yhä paremmiksi. Moni uuden tutkimustiedon suosittelema menetelmä on tuttu suomalaisen koulun historiasta vuosikymmenten takaa: välitunti, seisomaan nouseminen vastatessa, aamulaulu, lämmin kouluruoka ja moni muu perinne saavat nyt tukea myös uusimmasta tutkimuksesta. Toisaalta uuttakin on opittu paljon: supernopeat liikuntatuokiot kesken tunnin, liikkumalla oppiminen, taustamusiikin käyttö ja ulkona opiskelu ovat aivotutkimuksen uusia kokeiltavaksi ehdotettuja oppimismahdollisuuksien edistäjiä. Lopulta jokaiselle opettajalle ja oppijalle itselleen jää arvioitavaksi se, mitkä uusista menetelmistä parhaiten sopivat juuri minulle.

Minna Huotilainen, PhD, docent
@minnahuoti
tel.+358-40-5608304
Professor in Brain, Learning and Education
Cicero Learning Network, www.cicero.fi
Early Auditory Skills, Cognitive Brain Research Unit
www.cbru.helsinki.fi/music
www.helsinki.fi/science/eas/
PO Box 9 00014 Univ. of Helsinki, Finland