Kypy, käpy, titi, pipö, pöpö. Ääni kuulokkeissa kuulostaa siltä kuin rikkinäinen robotti yrittäisi runoilla, mutta tässä tutkitaan kielen oppimista aivotasolla.
Hetkeä aiemmin psykologian jatko-opiskelija Lilli Kimppa on asettanut päähäni myssyn ja siihen joukon elektrodeja, jotka mittaavat aivosähkökäyrääni samalla kun katson televisiosta äänetöntä piirrettyä ja kuuntelen sanojen virtaa kuulokkeista.
Koetilanne liittyy Kimpan väitöstutkimukseen, jossa hän mittasi aivovasteen kasvua uusille sanoille nuorilla aikuisilla.
– Tämä vaste on ajallisesti lukittu sananhavaitsemispisteeseen. Eli pystymme tunnistamaan sanan jo ennen kuin kuulemme sen kokonaan, Kimppa selittää.
Mitä tutumpi sana on, sitä voimakkaampi aivosähkökäyrällä näkyvä vaste on.
Kimpan väitöskirjaohjaaja, professori Yury Shtyrov kollegoineen, havaitsi aiemmissa tutkimuksissa nopeaa aivovasteen kasvua uusille sanoille samalla kun vaste tunnetuille sanoille vaimeni. Havainnon on tulkittu liittyvän aivoissa tapahtuvaan muistijäljen muodostumiseen eli uuden sanan oppimiseen.
Mitä tutumpi sana on, sitä voimakkaampi aivosähkökäyrällä näkyvä vaste on.
Kimpan tutkimusasetelmassa koehenkilöt kuuntelivat sanoja, jotka voisivat äänteellisesti olla suomen kieltä sekä sanoja, joissa oli mukana suomen kielelle vierasta äännemateriaalia.
– Aivovaste kasvoi suomen kieltä muistuttaville epäsanoille merkittävästi enemmän kuin vierasta ainesta sisältäville sanoille. Sitten huomasin, että vierasperäisten tuntemattomien sanojen kohdalla oli enemmän hajontaa, Kimppa summaa tutkimuksensa tuloksia.
Koehenkilöiden taustatietoja tarkasteltaessa paljastui, että vierasperäisten sanojen oppiminen näkyi aivotasolla nopeammin niillä koehenkilöillä, jotka olivat opiskelleet useampia kieliä ja aloittaneet niiden opiskelun keskimäärin nuorempina.
Huomionarvoista on, että kaikki Kimpan tutkimuksen koehenkilöt olivat aloittaneet usean vieraan kielen opettelun vasta keskimäärin 9-vuotiaina.
– Tutkimusten mukaan aivoille otollisin aika kielen oppimiselle on noin seitsemään ikävuoteen asti, mutta meidän tutkimuksemme osoittaa, että vielä myöhäisemmänkin lapsuuden aloitusikä vaikuttaa aivojen muovautuvuuteen ja uuden oppimiseen.
Myöhäisemmät kieliopinnot virittävät aivot äidinkielen taajuudelle
Odottamattomampi tulos tutkimuksessa oli se, että mitä myöhemmin vieraiden kielten opiskelu oli alkanut, sitä voimakkaampi vasteen kasvu oli suomen kieltä muistuttaville uusille sanoille.
– Heidän aivonsa olivat virittyneet omalle äidinkielelle selkeämmin, kun taas kieliä enemmän opiskelleiden aivot olivat joustavampia ottamaan vastaan vieraskielisiä aineksia ja tallensivat niitä muistiin helpommin, Kimppa toteaa.
Kimpan tutkimusasetelmassa aivovastetta mitattiin sekä aktiivisissa että passiivisissa kuuntelutilanteissa, joissa samaa sanaa toistettiin 150 kertaa.
Passiivisen kuuntelun tilanteessa koehenkilöt katsoivat äänetöntä elokuvaa, ja ohje oli, ettei kuulokkeista kuuluviin ääniin pitänyt kiinnittää huomiota. Aktiivisen kuuntelun tilanteessa piti painaa nappia poikkeavan äänen kohdalla sekä painaa sanat myös muistiin.
– Jo aiemmassa tutkimuksessa havaitsimme, että vasteen kasvu korreloi sen kanssa, miten paljon koehenkilö muisti jälkeenpäin kuulemiansa sanoja.
Laajat kieliverkostot saattavat auttaa aivovauriopotilaita
Jatkossa Kimppa aikoo toistaa kokeen afasiapotilailla, joilla on vasemman aivolohkon vamman aiheuttamia häiriöitä puheen tuottamisessa ja ymmärtämisessä.
– Minua kiinnostaa se, miten aivot oppivat uutta vaurion jälkeen ja mitkä aivoalueet mahdollistavat uuden kielellisen materiaalin oppimista, kun ensisijaiset alueet ovat vaurioituneet, Kimppa toteaa.
– Useita kieliä taitavilla aivojen kieliverkostot ovat laajemmalle levinneet, joten hypoteettisesti voisi ajatella, että heidän aivoillaan on paremmat valmiudet oppia kieltä takaisin. Äidinkieli sen sijaan on hyvin tehokas ja automatisoitu ja sen hermoverkostot keskitetympiä.
Lilli Kimpan, Teija Kujalan ja Yury Shtyrovin tutkimusartikkeli Individual language experience modulates rapid formation of cortical memory circuits for novel words on julkaistu Naturen Scientific Reports -tiedejulkaisussa.