Sosiaalinen neurotiede tarvitsee tutkimukseen ihmisten vuorovaikutusta

Vuorovaikutus edellyttää lukuisten sosiaalisten signaalien – vihjeiden – käsittelyä. Pelkkä toisen puheen ymmärtäminen ei riitä, vaan tarvitsemme myös muita havaintoja toisistamme. Näemme ilmeitä kasvoilla, kehon asentoja ja liikkeitä, kuulemme ääntelyä ja teemme huomioita katseen suunnasta.

Professori Jari Hietanen lisää joukkoon vielä mielentilan. Se, mitä toiset tietävät, uskovat, epäilevät, tavoittelevat ja tuntevat, täytyy päätellä ilmaisusta. 

Tampereen yliopiston Human Information Processing -laboratoriossa tutkitaan vuorovaikutuksessa tapahtuvia hermostollisia, fysiologisia ja psykologisia ilmiöitä. 

Valtaosa Hietasen johtaman HIP-laboratorion tutkimustyöstä liittyy kasvojen havaitsemiseen, sillä juuri kasvot välittävät runsaasti vuorovaikutusinformaatiota. Ihminen harjaantuu jo varhaislapsuudessa tunnistamaan kasvoilta näkyviä vihjeitä. HIP-laboratorio pyrkii ymmärtämään tällaisten sosiaalisen signaalien tiedonkäsittelyä ja siihen liittyviä kognitiivisia, hermostollisia ja kehityksellisiä mekanismeja.

Suomalaisen Tiedeakatemian katsauksessaan professori Hietanen nostaa kaksi sosiaalisen neurotieteen pääaluetta. Tutkimuskohteina ovat ihmisten kasvoista ja kehoista saatavan visuaalisen informaation käsittely sekä toisten mieliä koskevan (ei-näkyvän) informaation käsittely.

Katseen sosiaalisuus syrjäyttää kuvien katsomisen

Sosiaalisesti tärkeää aisti-informaatiota ja sen taustalla olevaa aivotoimintaa on tutkittu laboratorioissa järjestetyissä koetilanteissa. Niissä tutkittaville henkilöille on esimerkiksi näytetty kuvaärsykesarjoja. Uudemmassa tutkimuksessa hyödynnetään elokuvia tuottamaan sosiaalisia ärsykkeitä, tilanteita ja tapahtumia, joita tutkittavat ihmiset katsovat laboratoriossa. Myös virtuaalitodellisuudesta (VR) on tullut osa sosiaalisen neurotieteen tutkimusta.

Koetilanteet ovat olleet Hietasen mukaan välttämättömiä luotettavien ja toistettavien tulosten saamiseksi, mutta professori näkee niissä perustavan ongelman. Ne eivät tuota todellista vuorovaikutusta. Sosiaalisesta kognitiosta ja sen aivoperustasta on siksi jäänyt paljon pimentoon. 

Ongelma koskee myös elokuvia ja VR-toteutuksella tehtyjä kokeita, sillä nekään eivät tavoita aitoa sosiaalisuutta, joka vallitsee toisensa havaitsevien ihmisten kesken. Kun aivojen toimintaa ja erilaisia reaktioita mitataan vasteina kuvaärsykkeisiin, tutkittava on aina yksin eikä hänellä ole mahdollisuutta vuorovaikutukseen. 

Hietanen antaa esimerkin katsekontaktin synnyttämistä psykofysiologisista reaktioista. Se, että näkee toisen kohti katsovat silmät, ei vielä aiheuta näitä reaktioita. Katsekontakti on luonteeltaan sosiaalinen: se syntyy nähdyksi tulemisen kokemuksesta. 

– Luonnollisessa vuorovaikutuksessa ihmiset näkevät ja kuulevat toisensa eli he tietävät tulevansa havaituksi. Sosiaalisissa tilanteissa reaktiomme eivät siis heijasta pelkästään sitä, mitä havaitsemme toisesta, vaan myös sitä, mitä ymmärrämme toisen havaitsevan meistä itsestämme.

Livetilanne tuottaa vaste-erot katseen suunnassa

Hietasen mukaan ei ole väliä, vaikka henkilöt istuisivat hiljaa paikallaan ja vain katselisivat toisiaan. Koetilanne on joka tapauksessa aivan eri tavalla sosiaalinen verrattuna toista esittävän kuvan katselemiseen. Ihminen ei ole tällöin pelkkä havaitsija, katselija tai kuuntelija, vaan hän tietää olevansa toisen ihmisen havaintojen kohteena. 

– Tulee pyrkiä mahdollisimman luonnonmukaisiin koetilanteisiin joko aidosti tai simuloimalla sellaisia. Tutkimus ei voi enää nojata asetelmiin, joissa ihmiset vain katsovat passiivisesti kuvia toisistaan, Hietanen sanoo. 

Hietanen kollegoineen on hyödyntänyt esimerkiksi nestekidenäyttöä, niin sanottua älyikkunaa, tutkittavien ja mallihenkilöiden välissä.  Tutkijat varmistivat, että toisen kasvoja – tarkemmin katseen suuntaa – näytettiin sama aika niin kuvana tietokoneen näytöltä kuin live-tilanteessa nestekideikkunan muuttuessa läpinäkyväksi ja paljastaessa kasvot.

Vaikka molemmissa tilanteissa esitettiin tismalleen samat kasvot, tulokset erosivat merkittävästi, kun tutkittiin hermoston vasteita suoraan ja pois käännettyyn katseeseen. Tietokoneen ruudulta katseen suunta ei vaikuttanut ihon sähköjohtavuudesta ja aivosähkökäyristä mitattuihin vasteisiin. Livetilanteessa vasteet sen sijaan erosivat merkitsevästi suoran ja käännetyn katseen kesken. Tulokset osoittivat, että livetilanteessa toisen henkilön suora katse, katsekontakti, aktivoi lähestymismotivaatioon liitettyjä aivomekanismeja. Toisen käännetyn katseen näkeminen aktivoi välttämismotivaatioon liitettyjä mekanismeja.

Näissä katseensuunta-tutkimuksissa mallihenkilö näkyi tutkittavalle kuten näyttökuva eli täysin liikkumatta ja ilmeettä. Ihmisten keskenään muodostamissa koetilanteissa voidaan myös mitata, millaista toimintaa aivoissa tapahtuu henkilöiden aktiivisen vuorovaikutuksen aikana.

Aivot vaikuttavat toisiinsa vuorovaikutuksen aikana

Hietasta kiinnostaa tieto siitä, miten aivotoiminta synkronoituu kahden ihmisen välillä luonnollisessa vuorovaikutuksessa. 

Niin kutsutuissa ”kaksien aivojen” (dual-brain) tai hyperskannaus (hyperscanning) -tutkimuksissa voidaan selvittää, kuinka aivot vaikuttavat toisiinsa. Tutkimus pääsee tarkastelemaan yhtä aikaa vuorovaikutuksessa olevien ihmisten käyttäytymistä, fysiologisia vasteita ja aivojen toimintaa. 

Tutkijoita kiinnostaa, vaikuttavatko aivot toisiinsa tai tapahtuuko kahden henkilön aivojen välillä esimerkiksi toiminnan synkronoitumista kuten aivoaktivaation samanaikaistumista.

– Minusta kiinnostavaa on, kuinka aivotoiminnan synkronia ja kokemus vuorovaikutuksen sujuvuudesta liittyvät yhteen. Onko niin, että kokemus vuorovaikutuksen ’synkkaamisesta’ syntyy vuorovaikutuskumppaneiden aivotoiminnan synkronoitumisen tuloksena? Vai onko pikemminkin niin, että yhteisymmärrys esimerkiksi keskustelun sisällöstä onkin se, mikä saa aikaan aivotoiminnan synkronoitumista, Hietanen pohtii.

Tampereen yliopiston Human Information Processing -laboratoriossa on alettu tehdä tämäntyyppistä tutkimusta aivojen synkronoitumisen ilmiöistä, henkilöiden ollessa vuorovaikutuksessa. Nykyisin laboratorion laitteistolla voidaan mitata silmänliikkeitä ja eräitä fysiologisia vasteita (esim. sydämen syke ja ihon sähkönjohtavuus) yhtä aikaa kahdelta tutkittavalta, samalla kun he keskustelevat keskenään. 

Hietasen ryhmän tavoitteena on saada tutkimuskäyttöön laitteisto, jonka avulla voidaan mitata kahden ihmisen aivotoimintaa vuorovaikutuksen aikana. Yksi erityisen hyvin soveltuva menetelmä olisi lähi-infrapunaspektroskopia. 

– Menetelmä mahdollistaa mittaukset tavallisessa huoneessa, ilman kalliita suojahuoneita. Se sallii tutkittavien pään ja kehon liikkeet. Laitteistolla voitaisiin tutkia vuorovaikutuksen aikaista aivotoimintaa mahdollisimman luonnonmukaisissa tilanteissa, Hietanen toteaa. 

Hietanen tunnistaa aivotoiminnan synkronoitumisen tutkimuksella useita tarkoituksia. Tieto voi auttaa ymmärtämään autismikirjoon, skitsofreniaan, psykopatiaan ja sosiaaliseen ahdistuneisuuteen liittyviä ominaispiirteitä ja ongelmia vuorovaikutuksessa. 

***

Psykologian professori Jari Hietasen katsaus ”Sosiaalinen neurotiede nyt” on julkaistu Suomalaisen Tiedeakatemian AASF Open Access -julkaisussa. Annales Academiae Scientiarum Fennicae on Suomalaisen Tiedeakatemian monitieteinen julkaisusarja.

Tutkimuskatsaus:

Jari Hietanen: Sosiaalinen neurotiede nyt. Vol 2024 Nro 1 (2024): AASF 1/2024.

Lue artikkeli Suomalaisen Tiedeakatemian julkaisussa