Sitä äitiä kuuleminen jonka kohdussa asunto

Transkriptio

1 Minna Huotilainen ja Vineta Fellman Lapsi kuulee ja oppii jo kohdussa Voiko ihminen oppia melodioita jo ennen syntymäänsä? Tutkimukset tästä aiheesta aloitettiin jo muutamia kymmeniä vuosia sitten psykologian piirissä. Mitä merkitystä näillä tutkimuksilla saattaisi olla lääketieteen puolella? Uusimmat tutkimuslöydökset ja niiden soveltaminen erityisesti ennenaikaisena syntyneisiin tarjoavat tähän kysymykseen vastauksia. Minkälainen olisi se kuuloaistimus, jonka vastasyntynyt lapsi kokisi miellyttäväksi ja rauhoittavaksi? Näin kysyivät vuoden 1994 Duodecimin joulunumerossa Pirkko Hossain, Kimmo Sainio ja Kari Raivio ja esittivät tuloksensa yhdentoista ennenaikaisena syntyneen, raskausviikoilla tutkitun vauvan musiikkimausta. Unipatjaa käyttäen havaittiin, että useiden vauvojen liikkuminen rauhoittui, kun he saivat kuultavakseen klassista musiikkia. Osa keskosen musiikkimausta perustuu kuulojärjestelmän rakenteellisiin ja toiminnallisiin ominaisuuksiin, osa taas sikiöaikaiseen oppimiseen. Aivojen syvät osat ja kommunikaatio Ensi kuulemalta voisi tuntua siltä, että sikiön kyky muistaa jokin yksittäinen musiikkikappale on vain psykologian anekdootti ilmiö, jolle ei ehkä koskaan löydetä perusluonteista selitystä saati merkitystä. Uusin aivotutkimus on kuitenkin todistanut toisin luvulta alkaen on virinnyt yksi nopeimmin kasvavista tutkimussuuntauksista, musiikin aivotutkimus. Se alkoi aluksi yksittäisten tutkijoiden sivutoimisen kiinnostuksen kohteena, mutta nyt se on jo suurten tutkimuslinjausten ja ryhmien pääasiallisena työkenttänä. Mikä musiikissa sitten on sellaista, että se ansaitsee tulla näin laajasti tutkituksi nimenomaan aivotutkimuksen menetelmillä? Toki oma mielimusiikki ilahduttaa ja viihdyttää lähes jokaista ihmistä ikään, koulutustasoon tai musiikkimakuun katsomatta, mutta riittääkö tämä syyksi tutkimusaiheen valinnalle? Varsinaiset syyt musiikin herättämän aivotoiminnan tutkimiseen piilevät syvemmällä. Viimeaikainen aivotutkimus on osoittanut, että musiikki herättää ihmisissä huomattavan voimakkaita, jopa primitiivisiä tunteita. Nämä tunteet pystymme vaikkapa konsertissa pitämään asiallisen käyttäytymisen suojakuoren alla, eivätkä ne siten häiritse normaalia kanssa käymistä. Useat yksittäiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että musiikki, erityisesti oma lempimusiikki, on aivoille erittäin vahva ärsyke ja aktivoi voimakkaasti aivojen syvien osien mielihyväalueita, esimerkiksi mantelitumaketta ja hippokampusta (Blood ja Zatorre 2001). Näiden alueiden kokeellinen aktivoiminen vaatii yleensä huomattavasti rajumpia mielihyvä-ärsykkeitä. Lisäksi on osoitettu, että esimerkiksi elokuvakohtaukseen eläytyminen ei ilman musiikkia aktivoi aivojen syviä osia: kognitiivisella tasolla eläytyminen on toki mahdollista ymmärrämme ja tiedostamme elokuvan päähenkilöiden tuntemukset mutta elokuvassa esitetyn tunteen todellinen kokeminen, siis aivojen syvien osien aktivoituminen, tapahtuu silloin, kun kohtaukseen liittyy musiikki (Baumgartner ym. 2006). Kaiken kaikkiaan musiikin aivotutkimus on siis paljastanut, että jo aiemmin 2573 Duodecim 2009;125:2573 7

2 2574 Kuva 1. Sikiön aivotoimintaa on mahdollista tutkia magnetoenkefalografialla (MEG). Suomen ainoa sikiötutkimuksiin soveltuva MEG-laitteisto on BioMaglaboratoriossa Meilahden sairaalassa Helsingissä. Tutkimusmenetelmä on täysin turvallinen ja kivuton. Kuva: Teemu Peltonen. hyvin tunnetun kognitiivisen ja tietoisen äänen prosessoinnin ohella aivomme reagoivat musiikkiin myös arkaaisella tasolla aivojen syvissä osissa. Aivojen syvät osat, kuten mantelitumake ja hippokampus, huolehtivat vaistotoiminnoistamme aikuisiälläkin, ja ne huolehtivat elintoiminnoistamme kokonaisuudessaan sikiöaikana ja valtaosin vielä ensimmäisten elinvuosien aikana. Näiden aivojen osien merkitys varhaislapsuudessa on huomattavan suuri, ja ne muovautuvat nimenomaan varhaislapsuudessa käsittelemään mielihyvää mutta myös esimerkiksi pelkoa. Musiikki näyttää toiminnallisten magneettikuvaustutkimusten valossa olevan sellainen ärsyke, että sillä on suora yhteys näiden aivojen osien toimintaan. Musiikin merkitys ja vaikutus elämässämme on todennäköisesti varhaislapsuudessa vielä suurempi kuin myöhemmin. Varhaislapsuudessa kuullun musiikin merkitys kantaa myös myöhempään elämään: järjestyväthän aivokuoren toiminnot hyvinkin eri tavoin sen mukaan, miten aivojen syvät osat stimuloituvat ensimmäisten elinvuosien aikana. Miten sikiön aivotoimintaa voidaan tutkia? Sikiöaikaisen aivotoiminnan tutkimiseen on olemassa suora menetelmä: magnetoenkefalografia (MEG). Tämä tutkimusmenetelmä on Suomessa kansainvälisesti katsoen erittäin korkealla tasolla. Maailman ensimmäinen monikanavainen MEG-laite ja maailman ensimmäinen kaupallinen koko pään kattava kypärämallinen MEG-laite on valmistettu Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratoriossa akateemikko Olli V. Lounasmaan johdolla. Molemmat suomalaiset MEG-tutkimusryhmät, akatemiaprofessori Riitta Harin johtama kylmälaboratorion aivotutkimusryhmä ja dosentti Jyrki Mäkelän johtama BioMag-laboratorio HYKS:ssä, kuuluvat edelleen MEG-tutkimuksen kansainväliseen kärkeen. MEG-menetelmää voidaan kutsua kansanomaisesti magneettiseksi aivosähkökäyräksi, sillä se mittaa samojen hermosolujoukkojen toiminnan aiheuttamia magneettikenttiä, jotka aiheuttavat myös EEG-signaalin. MEG-tutkimus on täysin kivuton ja vaaraton, sillä tutkittava ei siinä altistu minkäänlaisille magneettikentille, säteilylle, radioaalloille tai melulle. Sikiön aivojen aiheuttamia magneettikenttiä mitataan suoraan äidin vatsanpeitteiden läpi. Kun sikiön ja äidin sydämen aiheuttamat häiriöt on poistettu signaalista, voidaan tutkia sikiön aivojen reaktioita ulkopuolisiin ärsykkeisiin, esimerkiksi ääniin tai valoihin. Suomessa sikiön aivotoimintaa on tutkittu BioMag-laboratorion tasapohjaisella MEGlaitteistolla (kuva 1). Tutkimukset ovat osoittaneet mm. sikiön aivojen reagoivan äänien taajuuden muutokseen (Huotilainen ym. 2005). Suurin osa sikiöaikaiseen oppimiseen liittyvistä tutkimuksista on kuitenkin tehty vasta syntymän jälkeen mittaamalla vauvan aivotoimintaa tai havainnoimalla vauvan käyttäytymistä (Lecanuet ja Schaal 1996). Musiikin vaikutusta vastasyntyneen aivojen toimintaan on tutkittu käyttäen MEG:n tai EEG:n herätevasteita (kuva 2). Lisäksi on pyritty selvittämään, miten musiikki vaikuttaa keskosen kasvuun (fysiologiset suureet, painon kehitys ja sairaalajakson pituus). Sikiö kuulee puhetta ja oppii Sikiöaikaista oppimista on tutkittu havainnoimalla syntymän jälkeen vauvan käyttäytymis- M. Huotilainen ja V. Fellman

3 tä, kuten itkun kestoa, laatua tai muutoksia, ääntelyä tai lapsen liikkumista äänen suuntaan. Vastasyntynyt lapsi tunnistaa äitinsä puheäänen. Puheäänen oppiminen on tapahtunut sikiöaikana sen kuulokuvan perusteella, jonka sikiö on kolmen viimeisen raskauskuukauden aikana luonut äidin äänestä. Täysiaikainen vastasyntynyt on siten kuullut vaihtelevia näytteitä äidin äänestä noin sadan päivän ajalta. Mukaan sisältyy monenlaisia kokemuksia rauhallisesta keskustelusta riitelyyn asti. On huomattava, että äidin puhe on moniaistinen ja hyvin merkityksellinen ärsyke. Puheeseen liittyvät liikkeet, kävelytavan muutokset, lihasten jännittyneisyys ja puhetta semanttisiin jaksoihin rytmittävä hengitysliike yhdistettynä hengityksen aiheuttamaan taukoon ja tyypilliseen prosodiseen muutokseen ovat kaikki päivästä toiseen toistuvia ja sikiölle selkeästi aistittavia yhteyksiä. Sikiö oppii siis paitsi tunnistamaan puhujan äidiksi myös havainnoimaan puhetapaan liittyviä yhteyksiä. Nämä yhteydet jäsentävät syntymän jälkeistäkin maailmaa. Äidin sylissä vauva tuntee saman tutun hengitysliikkeen ja olalla tai käsivarrella ollessaan saman kävelytavan, jossa rauhallinen hengitys ja rauhalliset kävelyliikkeet viestivät kokonaisvaltaisesta rauhoittumisen tilasta. Vauva tunnistaa myös äidinkielensä eli sen kielen, jota äiti on puhunut viimeisen raskauskolmanneksen aikana. Tämä perustuu puheen prosodiseen informaatioon eli äänteiden ja äänneryhmien kestoon, painoon ja sävelkulkuun. Sikiö voi näiden perusteella saada käsityksen lauseiden ja sanojen rytmittymisestä. Uusin aivotutkimus osoittaa, että vastasyntyneen vauvan aivot ovat erityisen tehokkaat juuri tällaisen tilastollisen tiedon louhimiseen ääniympäristöstä ja vauva kykenee erittäin nopeasti oppimaan säännönmukaisuuksia, jotka liittyvät toisiaan usein seuraaviin tavuihin (Teinonen ym. 2009). Aivot seuraavat myös vauvan nukkuessa koko ajan ääniympäristöä ja poimivat säännönmukaisuuksia ja malleja, jotka luovat perustan äidinkielen ymmärtämiselle. Vastasyntynyt tunnistaa myös loruja, joita äiti on lukenut säännöllisesti raskausaikana. Lukiessaan tarinoita ja loruja isommille sisaruksille äiti usein käyttää samoja prosodisia Kuva 2. Vastasyntyneen vauvan aivotoiminnan tutkimusta EEG:hen perustuvassa kuulovastetutkimuksessa. Tutkimus tehdään vauvan nukkuessa, ja se on kivuton ja vaaraton. Näitä tutkimuksia suoritetaan Naistenklinikan tiloissa Helsingissä. Kuva: Veikko Somerpuro. piirteitä lukiessaan, ja lorut muodostavat aivan kuin laulumaisen kokonaisuuden, tosin ilman laululle tyypillistä pysyvää äänenkorkeutta tavun ääntämisen aikana. Loruttelu on vauvalle kuin helpotettua puhetta, jossa toisto ja painotukset korostuvat. Eipä siis ole ihme, että lorut miellyttävät vauvaa. Sikiön musiikkimaku Sikiö oppii tunnistamaan äidin loppuraskauden aikana säännöllisesti kuunteleman musiikin. Vastasyntynyt tunnistaa äidin lauluäänen ja äidin säännöllisesti laulamat laulut. Äidin lauluäänellä on vauvaa rauhoittava vaikutus. Kanadalainen professori Sandra Trehub (2003) on tutkinut eri kansojen lauluja lapsille ja löytänyt niistä useita yhdistäviä piirtei- 2575

4 2576 tä. Laulujen tyyli reagoi voimakkaasti vauvan käyttäytymiseen, ja vauvaa voidaan laulamalla rauhoitella tai toisaalta piristää ja aktivoida esimerkiksi syömään. Laulut kulkevat usein samoissa sävellajeissa ja samoilla nopeuksilla, vaikkeivät niitä laulavat vanhemmat ole tällaisesta säännönmukaisuudesta tietoisia. Trehub väittää, että vieraankin kulttuurin musiikista pystymme tunnistamaan näiden piirteiden perusteella vauvoille lauletut laulut. Vauvalla on siis sikiöajalta periytynyt musiikkimaku eli kulttuurista tietoa musiikin merkityksestä, mikäli äiti on raskausaikana säännöllisesti kuunnellut musiikkia. Vauvalla on myös paljon yllättävän monimutkaisia musiikillisia taitoja. Vauva löytää musiikista perussykkeen, vaikka rytmi olisi aika monimutkainenkin (Winkler ym. 2009). Tämä sykkeen löytämisen taito on inhimillinen ominaisuus, joka tuntuisi puuttuvan useimmilta eläinlajeilta. Perussykkeen löytäminen on tärkeä edellytys musiikin ymmärtämisen kannalta. Vastasyntyneen aivokuoren kyky erottaa äänen taajuuksia on tarkka ja hyvin lähellä aikuisen tasoa. Vastasyntynyt pystyy myös tunnistamaan, että musiikki noudattaa tiettyä sävelasteikkoa, vaikkeivät länsimaiset duurit ja mollit vielä olekaan hänelle missään erityisasemassa. Hän pitää tasasointuisuudesta ja karttaa dissonanssia. Tästä huolimatta hän nauttii läheistensä laulusta, vaikka nämä laulaisivat kuinka paljon tahansa nuotin vierestä tärkeintä on laulajan äänen tuttuus ja sen välittämä tunteiden kommunikaatio (Papousek 2003). Äänien oppiminen kohdussa ja sen ulkopuolella Sikiökauden sensoriset ärsykkeet ovat normaalin kehityksen edellytys. Raskauden toisella puoliskolla kuulojärjestelmä kehittyy huomattavasti. Sisäkorvan ja kuulohermon sekä kuulojärjestelmän tumakkeiden solut hakeutuvat paikoilleen, kuuloaivokuoren solut vaeltavat kohteisiinsa, ja vähitellen alueiden välille muodostuu yhteyksiä. Yhteyksien muodostuminen vaatii stimulaatiota, jota kuulohermossa kulkee jo raskausviikolta 20 alkaen. Normaali ääniympäristö raskausaikana sisältää äidin elimistön ääniä, vääristynyttä äidin puheääntä sekä äidin kehon ulkopuolelta kantautuvia vaimentuneita ääniä. Tämä ääniympäristö ei ole satunnainen vaan sisältää elementtejä, jotka muokkaavat kuulojärjestelmää kohti puheen havaitsemista. Erityisesti äidin puheäänen kuuleminen ja puheessa esiintyvien säännönmukaisuuksien havainnointi on todennäköisesti merkittävässä roolissa kuulojärjestelmän kehittymisessä. Tilanne on analoginen esimerkiksi lihasten kehittymisen kanssa lihaksisto ei kehity normaalisti ilman sikiöaikaista sensorista stimulaatiota ja spontaaneja lihassupistuksia, jotka antavat korreloivia stimulaatioita vierekkäisille lihassoluille. Ennenaikaisena syntyneen lapsen kokema äänistimulaatio poikkeaa käytännössä huomattavasti siitä, millainen stimulaatio on täysiaikaisena syntyneellä. Esimerkiksi raskausviikolla 28 syntynyt ennenaikainen, joka tulee viettämään sairaalan tarjoamassa ääniympäristössä seuraavat 12 viikkoa, altistuu elämää ylläpitävien laitteiden äänille, jotka ovat säännönmukaisia ja toistuvia, ja lisäksi toistuville yllättäville hälytysäänille. On epäselvää, voiko tämä ääniympäristö heikentää myöhempää puheen havainnointia ja aiheuttaa yliherkkyyttä äänille. Syyksi puheen kehityksen tai lukemaan oppimisen vaikeuksiin johtavaan kierteeseen voidaan arvella 1) äidin puheäänen kuulemisen vähäisyyttä, joka johtaa viivästymään puheen havaitsemisen peruspiirteissä, 2) sairaalan koneiden äänten säännönmukaisuutta, joka johtaa kuulojärjestelmän suuntautumiseen nimenomaan sairaalalaitteiden ääniin puheäänten kustannuksella sekä 3) sairaalan äänten laadulliseen erilaisuuteen, erityisesti ylä-äänesten puutteeseen, joka johtaa äänianalyysin taajuuskaistan suppeuteen ja vokaalien heikkoon havaitsemiseen. Mikäli näitä uhkia halutaan välttää, tulisi pienten vauvojen osastoilla mahdollisuuksien mukaan vähentää lääketieteellisten laitteiden hälytys- ja muiden merkkiäänien käyttöä sekä lisätä puheen ja musiikin, erityisesti vauvalle suunnatun puheen, laulun ja hyräilyn osuutta ääniympäristössä. M. Huotilainen ja V. Fellman

5 Sikiöaikaisen äänien oppimisen merkityksestä Sikiöaikainen aivojen muistiratojen kehitys eli oppiminen säilyy varmasti tulevaisuudessakin mysteerinä. Oppimisen neuraaliset korrelaatit ovat vielä paljastamatta, mutta oppimisesta huolehtivat aivoalueet eivät nykytiedon valossa ole samoja, jotka liittyvät oppimiseen kouluiässä tai aikuisuudessa. Sikiöaikainen oppiminen ja sen punoutuminen aivojen etenevään rakenteelliseen kehitykseen on monimutkainen prosessi, jossa yksittäisellä stimulaatioon liittyvällä seikalla voi olla arvaamattomia perhosvaikutuksia. Toisaalta useita vuosia kestävä muovautuvuus ja kompensatoriset mekanismit tekevät tutkimustulosten tulkinnasta äärimmäisen haastavaa. Osa merkittävimmistä tutkimustuloksista, kuten stimulaatiodeprivaatioon liittyvät havainnot, voidaan saada ainoastaan eläinmalleilla, jolloin deprivaatioiden vaikutus esimerkiksi kielen kehitykseen jää avoimeksi. Luonnollinen, vaihteleva ja positiivisia korrelaatteja sisältävä ääniympäristö on sikiöaikaisen kuulojärjestelmän kannalta merkittävä. Hyvin ennenaikaisten lasten ennustetta voidaan parantaa rakentamalla sairaalaympäristö yllättävistä hälyäänistä vapaaksi ja välttämällä turhia ja vääränlaisia ärsykkeitä (yksilöllinen, kehitystä edistävä hoito) (Bonnier 2008). Onko musiikilla vastasyntyneelle myönteinen vaikutus? Musiikin soittaminen paikallispuudutuksessa tehdyn keisarileikkauksen aikana (Laopaiboon ym. 2009) tai keskosen sairaalajakson aikana soitettu nauhoitettu musiikki (Standley 2002), elävä harppumusiikki (Kemper ja Hamilton 2008) tai äidin nauhoitettu laulu (Cevasco 2008) ovat tunnettuja keskosen kasvuun tai kotiutumiseen suotuisasti vaikuttavia ärsykkeitä. Tämä ei liene yllättävää, koska jo sikiöllä on perusedellytykset havaita musiikkia ja melodian pääpiirteitä. Ja nauttiihan isompikin lapsi musiikista. Musiikkiterapian vaikuttavuustutkimuksissa saadut yllättävän positiiviset tulokset imeväisiässä voivat osittain saada selityksen, kun tarkastellaan musiikin merkitystä aivokuoren kehittymisen valossa. Jo sikiöaikana kehittyvät aivojen syvät osat ovat erityisen vastaanottavaisia musiikillisille äänille, ja näistä samoista aivojen osista tuleva stimulaatio muovaa aivokuoren kehitystä voimakkaasti. Vastaava uudelleen muokkaantumisen mahdollisuus ilmeisesti avautuu aikuisiässä nimenomaan musiikkiterapian kautta (Soinila ja Särkämö tässä numerossa). KIRJALLISUUTTA Baumgartner T, Lutz K, Schmidt CF, Lutz Jäncke L. The emotional power of music: How music enhances the feeling of affective pictures. Brain Res 2006;1075: Blood AJ, Zatorre RJ. Intensely pleasurable responses to music correlate with activity in brain regions implicated in reward and emotion. PNAS 2001;98: Bonnier C. Evaluation of early stimulation programs for enhancing brain development. Acta Paediatr 2008;97: Cevasco AM. The effects of mother s singing on full-term and preterm infants and maternal emotional responses. J Music Ther 2008;45: Hossain P, Saisio K, Raivio K. Keskoslapsen musiikkimaku. Duodecim 1994;100; Huotilainen M, Kujala A, Hotakainen M, ym. Short-term memory functions of the human fetus recorded with magnetoencephalography. Neuroreport 2005;16:81 4. Kemper KJ, Hamilton C. Live harp music reduces activity and increases weight gain in stable premature infants. J Altern Complement Med 2008;14: Laopaiboon M, Lumbiganon P, Martis R, Vatanasapt P, Somjaivong B. Music during caesarean section under regional anaesthesia for improving maternal and infant outcomes. Cochrane Database Syst Rev 2009; Issue 2. Art. No.. CD DOI: / CD pub2. Lecanuet JP, Schaal B. Fetal sensory competencies. Eur J Obstetr Gynecol Reprod Biol 1996;68:1 23. Papousek H. Musicality in infancy research: biological and cultural origins of early musicality. Kirjassa: Irene Deliege, John Sloboda, toim. Musical beginnings. Oxford University Press Standley JM. A meta-analysis of the efficacy of music therapy for premature infants. J Pediatr Nurs 2002;17: Teinonen T, Fellman V, Näätänen R, Alku P, Huotilainen M. Statistical language learning in neonates revealed by eventrelated brain potentials. BMC Neurosci 2009;10:21. Trehub SE. The developmental origins of musicality. Nature Neurosci 2003;6: Winkler I, Gábor P. Háden GP, Ladinig O, Sziller I, Honing H. Newborn infants detect the beat in music. PNAS 2009;106: MINNA HUOTILAINEN, dosentti, aivotutkija Psykologian laitos, kognitiivisen aivotutkimuksen yksikkö, Helsingin yliopisto ja Musiikin laitos, monitieteisen musiikintutkimuksen huippuyksikkö, Jyväskylän yliopisto VINETA FELLMAN, LKT, neonatalogian professori Helsingin yliopisto ja Lundin yliopisto 2577