Tarkkaavaisuuteen keskittyvä tutkija
Benjamin Cowley on oppimisessa ja koulutuksessa hyödynnettävään tekoälyyn erikoistunut apulaisprofessori Helsingin yliopiston kasvatustieteellisessä tiedekunnassa. Hänen tapansa tehdä tutkimusta on pohjimmiltaan monitieteinen.

Benjamin Cowley on yksi Suomen Akatemian rahoittaman Mind and Matter -profilointialueen tutkijoista. Mind and Matter kokoaa yhteen huippututkijoita ratkaisemaan tutkimusongelmia ja tuottamaan uutta tietoa älykkyydestä, tietoisuudesta ja tiedosta. 

Cowleyn tutkimus keskittyy korkeaan kognitiiviseen suorituskykyyn.

– Olen lähestymistavaltani monitieteinen ja toimin vastuullisena tutkijana korkeaan suorituskykyyn ja oppimiseen suunnatun laskennallisen kognitiotieteen alalla, hän kertoo.

Cowleylla on vahva tausta tietojenkäsittelytieteessä. Hän väitteli tohtoriksi Pohjois-Irlannin Ulsterissa aiheenaan pelaajan mallintaminen. Tutkimusalaa Cowley vaihtoi muutettuaan Suomeen työskentelemään tutkijatohtorina Niklas Ravajan (Aalto-yliopisto) tutkimusryhmässä, jossa huomion keskipisteenä oli oppimisen psykofysiologia.

– Olen aina ollut kiinnostunut inhimillisestä näkökulmasta. Vaikka menetelmällisesti työskentelenkin tietojenkäsittelytieteen saralla, olen kiinnostunut ihmiskeskeisistä aiheista.

– Ennen oman tutkimusryhmän perustamista tarkastelin tarkkaavaisuutta ja tarkkaavaisuuteen liittyvää kognitiivista neurotiedettä usealla eri tieteenalalla psykologiasta kognitio- ja käyttäytymistieteeseen.

Ihmisen kognitio ensimmäisenä kiinnostuksenkohteena

Cowley kertoo ensimmäiseksi tieteelliseksi kiinnostuksenkohteeseen ihmisen kognition ja päättelykyvyn. Esimerkiksi kysymys ”Miten näemme puun?” on vertauskuva siitä, miten ymmärrämme matemaattisesti perustellut käsitteet ympäröivässä maailmassa ja miten päättelemme niiden perusteella jotakin vaikkapa puun esteettisyydestä, kunnosta tai koosta.

Tämä käsitteellisesti filosofinen kysymys toimii Cowleyn innoituksen lähteenä, mutta menetelmällisesti hänen näkökulmansa on suoritus- ja tehtävälähtöisempi. Miten ihminen suorittaa tehtäviä ja ymmärtää niiden vaatimukset?

Viime vuosina Cowley on ammentanut innoitusta myös Karl Fristonin bayesilaisen päättelyn teoriasta ja siihen liittyvistä selitysjärjestelmistä. Ne tarjoavat tarkkarajaisen ja integroidun tavan ymmärtää tarkkaavaisuuden kaltaisia yleisiä käsitteitä, joista on muutoin vaikea saada pitävää otetta. Cowleyn tavoitteena on hyödyntää teoriaa omassa tutkimuksessaan käsitteellisen ja empiirisen työn yhdistämiseen.

Tutkimusryhmä ratkoo flow-tilaan ja ADHD:hen liittyviä kysymyksiä

Cowleyn tutkimusryhmä käyttää työssään lähinnä empiiristä ja kokeellista aineistoa. Cowley on jo pitkään paneutunut tehtävien suorittamisen yhteydessä koettavaan flow-tilaan hyödyntämällä tutkittavien itsensä kertomia havaintoja kognitiivisesta toiminnastaan.

Ryhmä on tutkinut myös neuropsykiatriseen terveyteen liittyviä aiheita, etupäässä tarkkaavaisuus- ja ylivilkkaushäiriötä (ADHD). Tällä suunnalla tavoitteena on selvittää, miten tarkkaavaisuuden hermostollisten mekanismien puutteet saattavat haitata oppimista ja päättelykykyä. 

– Olemme tutkineet aikuisten ADHD:tä tallentamalla tietokoneella tehtävistä monimutkaistuvista kokeista saatavaa aivokuvantamisdataa. Pyrimme selvittämään muun muassa eroja suhteellisessa tarkkaavaisuudessa, Cowley kertoo.

Pohjimmiltaan monitieteistä

Vaikka ”monitieteinen” on tätä nykyä muotisana, jolla haetaan asioille painoarvoa, Cowley pitää monitieteisyyttä oman työtapansa perusominaisuutena. 

Monitieteisyys on tavoiteltu reitti ja suuntaus, mutta hänelle se on ainoa tapa tehdä tutkimusta.

– En pyri olemaan psykologi tai neurotieteilijä enkä noudata tietojenkäsittelytieteessä yleisesti käytettyä tutkimusrakennetta. Niinpä olenkin päätynyt ikään kuin jonnekin tänne välimaastoon, hän toteaa.

Suomi, muumien maa

Cowley on kotoutunut Suomeen, mutta mikä sai hänet alkujaan tulemaan tänne?

– Tutkijatohtorin pesti sopi hyvin tavoitteisiini, mutta lisäksi olin saanut hyvän käsityksen Suomesta. Teininä luin Tove Janssonin Kesäkirja-romaanin, joka oli minusta hyvin ajatuksia herättävä, ja olin muutenkin kiinnostunut maasta, hän sanoo.
 

Ben Cowley
Miksi ADHD voi vaikeuttaa suunnitelmallista käyttäytymistä?

Ben Cowley julkaisi joulukuussa 2021 yhdessä kollegoidensa Jussi Palomäen ja Kristiina Juurmaan kanssa monitieteisen tutkimusartikkelin Reduced power in fronto-parietal theta EEG linked to impaired attention-sampling in adult ADHD.

ADHD on yleinen ja yksilön elämää häiritsevä hermoston kehityksen häiriö. Vaikka ADHD tyypillisesti yhdistetään nuoruuteen, sairaus jatkuu usein myös aikuisuuteen. Aikuisten ADHD-oireet ovat monimuotoisia, ja oireyhtymän tutkiminen hermoston toiminnan tasolla on tärkeää, jotta sitä ymmärrettäisiin paremmin ja jotta voitaisiin kehittää parempia hoitoja.

– Tulosten perusteella näyttää siltä, että ADHD:tä sairastavien aikuisten tarkkaavaisuus on puutteellista erityisesti suhteellisissa kategorisointitehtävissä. Jos tämä pitää paikkansa, se voi selittää, miksi ADHD vaikeuttaa suunnitelmallista käyttäytymistä ja organisointia, kuten esimerkiksi aikataulun jäsentämistä.

Theeta-aaltojen heikentymisen aivosähkötutkimuksissa havaitsi alkujaan Juurmaa pro gradu -tutkielmassaan. Aikanaan Cowley yhdisti havainnon rytmitettyihin tarkkaavaisuusprosesseihin uudempien neurotieteellisten tutkimustulosten pohjalta. Tämän jälkeen hän osoitti yhdessä Palomäen kanssa hypoteesin todeksi sitä tukevan käyttäytymistä ja hermostoa koskevan datan avulla.

Tämä perustavanlaatuinen löydös voi hyödyttää perustutkimusta tarjoamalla syviin aivoalueisiin liittyvän tutkimuskohteen. Tutkimusmenetelmällä (aivojen sähköinen värähtelevä toiminta ja elektroenkefalografia) on myös suora yhteys translationaaliseen kliiniseen tutkimukseen, sillä siinäkin käytetään samaa menetelmää ADHD:n neurofeedback- eli biopalautehoidoissa. Cowleyn johtama ryhmä aikoo jatkaa molempien lähestymistapojen hyödyntämistä tulevassa työssään.