Me ihmiset olemme ymmärrettävästi ylpeitä suurista aivoistamme. Mutta tietenkään ei riitä, että arvelemme aivojemme olevan eläinkunnan parhaat – se on jotenkin todistettava mittauksin. Älykkyyden arviointiin aivojen koon tai muodon perusteella on kehitetty vuosikymmenien mittaan aika joukko menetelmiä, joita on sovellettu niin ihmisiin kuin muihinkin luontokappaleisiin. Osa niistä, kuten 1800-luvulla suosiota kerännyt frenologia, ovat sittemmin osoittautuneet silkaksi puoskaroinniksi.
Useimmissa tieteellisemmissäkin aivojen mittareissa on se valitettava vika, etteivät ne aseta meitä – tarkoittaen alun perin tietysti eurooppalaisia miehiä, nykyään sentään koko ihmiskuntaa – muun eläinkunnan yläpuolelle. Ja se yksi, joka niin tekee, ei ole muuten kovin hyvä.
Kaiken kukkuraksi ne alemmat eläimet, joiden piti olla sekä aivojensa koon että rakenteen puolesta tyhmiä, ovatkin alkaneet osoittaa merkkejä niin ongelmanratkaisukyvystä kuin itsetietoisuudesta. Vähemmästäkin ihmiskunnan hauras ego saa kolhuja. Alkaakin itse asiassa vaikuttaa siltä, että ihmisen erityisyys kumpuaa jostain ihan muualta kuin raa’asta hermosolujen määrästä. (kuva: National Institute of Aging)
On selvää, että isommilla eläimillä on suuremmat aivot kuin pienemmillä, vaikkeivät ne olisi fiksumpiakaan. Niinpä voisi ajatella, että aivojen suhteellinen koko olisi näppärä älykkyyden mittari. Siinä kopsahdetaan kuitenkin heti vaikeuksiin: pienillä eläimillä on suhteessa ruumiinkokoonsa valtavasti suuremmat aivot kuin isommilla. Jyrsijöillä ja päästäisillä aivot saattavat olla kymmenen prosenttia ruumiinkoosta. Ihmisellä vastaava luku on pari prosenttia, sinivalaalla 0,1 prosentin luokkaa. Lienemme kuitenkin yhtä mieltä siitä, etteivät hiiret ole planeetan fiksuimpia otuksia. Tai mistä sen tietää? Ehkä Linnunradan käsikirja liftarille on sittenkin tieteellinen dokumentti. Aivojen suhteellista kokoa eri eläinryhmissä voidaan kuitenkin vertailla tällaisten kuvien kautta: (kuva on omani, tein sen Herpetomanian tulevan numeron artikkeliin. Se pohjautuu tähän kuvaan)
Sitten kehitettiin EQ eli enkefalisaatio-osamäärä. Kielen riemastuttavaan umpisolmuun saava termi tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, kuinka paljon suuremmat tai pienemmät aivot eläimellä on kuin samankokoisilla otuksilla keskimäärin pitäisi olla. Otetaan iso joukko eläimiä, joiden ruumiinkoko laitetaan kuvaajan yhdelle akselille, aivojen koko toiselle ja piirretään viiva. Sitten kullekin otukselle annetaan numero joka kertoo, kuinka paljon sen aivojen koko poikkeaa viivasta. Ykkönen tarkoittaa keskimääräistä otusta, ja ihmisen arvo on yhdeksän tienoilla, mutta asteikko totta kai vaihtelee villisti sen mukaan, millainen valikoima eläimiä sen tekemiseen on käytettävissä: löysin nopealla googlauksella ihmisen arvoksi myös 3,6 ja 7,8. EQ:n kyky ennustaa älykkyyttä ei sekään ole hääppöinen.
Kädellisillä tehdyn meta-analyysin (eli monien aiempien tutkimusten tuloksia yhdistäneen tutkimuksen) perusteella vaikuttaa itse asiassa siltä, että älykkyyttä voisi kuin voisikin ennustaa paremmin aivojen absoluuttinen koko, jolloin suuremmat eläimet ovat järjestelmällisesti älykkäämpiä – tosin ongelmia tälle hypoteesille tulee viimeistään, kun katsotaan valaita. Älykkäitähän kaskelotit ovat, mutta tuskin ihmistä älykkäämpiä sentään yhdeksän kilon aivoistaan huolimatta. Tai no, ainakaan ne eivät rakenna Mars-mönkijöitä (kuva: Chris huh/Wikipedia).
Toinen tuore hypoteesi ehdottaa, että hyvinkin monimutkaiset toiminnot, tietoisuus mukaan lukien, mahtuvat teoriassa jopa hyönteisten aivoihin: sen mukaan aivojen koon kasvu lisää vain kapasiteettia yksityiskohtiin ja hienosäätöön, ei välttämättä kokonaan uusia ominaisuuksia. Ikään kuin tietokone, johon voidaan lisätä kovalevytilaa, mutta prosessori säilyy silti samana. Silloin meidän korkeina aivotoimintoina pitämämme ominaisuudet olisivatkin peruskauraa, mutta kapasiteetti varastoida kokonaisen yliopistokoulutuksen verran tietoa olisi ihmisen erikoiskyky.
Joka tapauksessa aivojen koon ja älykkyyden suhteen selvittely on vielä pahasti kesken, vaikka sen perusteella on aiemmissa tutkimuksissa tehtykin rohkeita päätelmiä. Ihan pienin ongelma ei ole se, ettei yksimielisyyttä ole saatu vielä edes siitä, mitä älykkyys tarkalleen on, ja kuinka sitä pitäisi mitata. Onko älykkyyttä monenlaista? Pitääkö sosiaalista älyä, teknistä älyä, luovuutta ja oivalluskykyä mitata erikseen? Vai onko kullakin otuksella vain yksi prosessori, jonka teho määrää älynlahjat? Millainen testi olisi tasavertainen erilaisille eläimille? (jos joku tietää, kenen tämä laajalti netissä kiertävä kuva on, saa kertoa)
Ehkä aivoja pitääkin katsoa lähempää ja etsiä eroja niiden rakenteesta.
Nisäkkäillä aivokuori eli neokorteksi vastaa korkeammista aivotoiminnoista. Neokorteksin toiminnalle olennaista näyttäisi olevan sen pinta-ala, joten poimuttuneempaa aivokuorta – siis päälle päin poimuisen näköisiä aivoja – arveltiin aikoinaan älykkäille eläimille ominaisiksi. Ihmisten ja delfiinien aivot ovat kyllä hyvin poimuiset, koirien paljon vähemmän. Sitten joku keksi katsoa lampaan aivoja. Äh, ei sittenkään.
Koska neokorteksi puuttuu kaikilta muilta eläimiltä paitsi nisäkkäiltä, loogisesti tietenkin arveltiin myös korkeampien aivotoimintojen puuttuvan. Papukaijat, kuten edesmennyt Alex-harmaapapukaija, vaikuttavat kuitenkin aivan liian fiksuilta. Tarkemmissa tutkimuksissa huomattiin, että ne käyttävät samoihin tarkoituksiin aivan muita aivojen osia. Mikäpä estäisi myös muita lintuja, matelijoita tai vaikka kaloja tekemästä niin? (kuva: Papooga/Wikimedia Commons)
Samanlainen ilmiö liittyy hippokampukseen, tuohon merihevosen muotoiseen pikku möhkäleeseen ihmisaivojen sisuksissa. Hippokampus on ihmisellä ja muilla nisäkkäillä olennainen muistamiselle. Muilla selkärankaisilla, hyönteisistä nyt puhumattakaan, ei ole hippokampusta, mutta silti ne mitä ilmeisimmin muistavat. Niiden hippokampuksen vastine vain näyttää eriltä.
En lainkaan epäile, etteikö älykkyyden saloja vielä selvitettäisi, huolimatta Emerson M. Pughin kuuluisista sanoista:
”If the human brain were so simple that we could understand it, we would be so simple that we couldn’t.”
Sitä odotellessa on kuitenkin parempi olla pidättämättä hengitystä. Jotain olennaista merkitystä aivojen koolla on oltava, sillä aivot ovat sekä painava että paljon energiaa syövä kapine. Jos sen koon kasvattaminen olisi turhaa, se ei kasvaisi. Meillä ihmisillä on kolme kertaa isommat aivot kuin samankokoisilla apinasukulaisillamme, ja ero manaattien ja saman kokoluokan valaiden välillä on vieläkin suurempi. Itse asiassa jopa mursulla, jota ei yleisesti pidetä erityisen nokkelana eläimenä, on kolme kertaa suuremmat aivot kuin samankokoisella manaatilla. Jokin syy siihenkin on.
Kuitenkaan isommat aivot, vaikka ne liittyisivätkin suurempaan älykkyyteen, eivät aina ole hyvä juttu. Myös aivojen pienentäminen on evoluutiolle varsin mahdollista ja tavallistakin – ei evoluutio ole keskeytymätön marssi kohti edistystä. Erityisen näkyvää se on saarilla: kenties saarieläimillä ei ole energiaa hukattavana tai petojen puuttuminen pienentää järkeilyn tarvetta. Joka tapauksessa sekä Kaakkois-Aasian hobitit (Homo floresiensis) että Välimeren saarten kääpiönorsut, -virtahevot ja -vuohet ovat aivojen puolesta tuntuvasti vaatimattomammin varusteltuja kuin mannerserkkunsa.
Lähteitä ja lisätietoa:
Roth & Dicke 2005: Evolution of the brain and intelligence. Trends in Cognitive Sciences.
Deaner ym. 2007: Overall brain size, and not encephalization quotient, best predicts cognitive ability across non-human primates. Brain, Behaviour and Ecology.
Science Daily: Bigger is smarter. Populaariartikkeli samasta tutkimuksesta.
Chittka & Niven 2009: Are bigger brains better? Current Biology.
Science Daily: Bigger is not necessarily better, when it comes to brains. Populaariartikkeli edellisestä.
Perrin ym. 2009: Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press. Kirjan osion merinisäkkäiden aivojen koosta taulukoineen voi lukea tästä.
Jeremy Niven 2007: Brains, islands and evolution: breaking all the rules. Trends in Ecology and Evolution.
planeetanihmeet.wordpress.com 
Muistaakseni viime vuonna luin uutisen tutkimuksesta, jossa ihmisaivot todettiin jotakuinkin sen kokoisiksi kuin kädellisten keskiarvojen mukaan tämän kokoiselta apinalta voisi odottaa. Eli ilmeisesti vertailu lähisukulaisiinkin on ollut puutteellista, ja muiden ihmisapinoiden aivot kai sitten kädellisten suhteellista keskiarvoa pienemmät? Harmillisesti en löytänyt linkkiä juttuun, enkä kyseistä tutkimustakaan, mutta kylläkin tämän tuoreen julkaisun: http://www.pnas.org/content/109/suppl.1/10661.full jossa ihmisaivojen ainoaksi poikkeukselliseksi piirteeksi nousee neuronien suuri määrä aivokuoressa. Muu massa olisi siis koosta huolimatta keskivertokamaa!
Olisikohan muuten vaikkapa Tiede-lehti ollut kiinnostunut tämän tekstin julkaisusta artikkelina? Oli nimittäin sen verran mukaansatempaavaa ja laadukasta luettavaa. :)
Kiitos kommentista – ja kehuista. :) Ilmeisesti kannattaisi aina lukea Esko Valtaojaa ennen kirjoittamista.
Olisin mielelläni perehtynyt tähän aiheeseen paljon syvällisemmin ennen siitä kirjoittamista, mutta tämä juttu ehti seistä jo kuukauden keskeneräisenä, joten päätin lopulta vain julkaista sen enempiä märehtimättä.
Todella mielenkiintoinen artikkeli, kiitos linkistä. Huomasin tätä juttua kirjoittaessanikin, että pienillä apinoilla näkyi korkeampia EQ-arvoja kuin ihmisapinoilla. Ehkä ihmisapinat ovatkin epätavallisen tyhmiä apinoita? Sepä vasta olisikin tieto!
Odottelinkin jo postausta tästä aihepiiristä :)
”Älykkäitähän kaskelotit ovat, mutta tuskin ihmistä älykkäämpiä sentään yhdeksän kilon aivoistaan huolimatta. Tai no, ainakaan ne eivät rakenna Mars-mönkijöitä” Valailta puuttuu ainakin ihmisille tyypilliset kätevät kädet, joilla lienee osansa ihmisen teknisessä kehityksessä. Kuitenkin toinen keskeinen Mars-mönkijöihin johtanut ero ihmisten ja muiden eläinten välillä voisi olla tämä luonnollinen ja ääretön kielikykymme (http://en.wikipedia.org/wiki/Language), jollaista muilla eläimillä ei ole havaittu. Aivomme eivät siis ehkä ole päältä päin katsoen kovinkaan erikoiset, eivätkä kognitiiviset kykymme monilta osin ole ainutlaatuisia, mutta näyttäisi siltä, että meidän aivoistamme kuitenkin löytyy jotain sellaista, mitä muilla eläimillä ei ole. Mutta onkohan se aivojen koko sitten kuitenkaan niin keskeinen tekijä?
Jatkathan vielä aiheesta vaikkapa muiden eläinten sellaisiin kognitiivisiin taitoihin, joita on aiemmin pidetty vain ihmiselle kuuluvina taitoina? Lintujen ainakin on havaittu osaavan ja ymmärtävän yllätävänkin paljon.
Kiitos. Olen itsekin kallistumassa sille kannalle, että nimenomaan kieli on se juttu, joka meidät muista erottaa. Alkusyksyn evoluutiopsykologian konferenssissa tutkijat tuntuivat olevan samalla kannalla.*
Sitä kuvaavat minusta hyvin tutkimukset, joita on tehty ilman lukusanoja kasvaneilla ihmisillä, kuten tietyillä Amazonin heimoilla ja nicaragualaisen viittomakielen käyttäjillä. Nämä ihmiset eivät itse asiassa ole yhtään sen taitavampia laskemaan kuin simpanssit tai varikset. Eron heidän ja lukion pitkän matikan opiskelijoiden välillä tekevät ainoastaan käytössä olevat sanat.
*kirjoitan ainakin siellä esiin tulleista teemoista, kunhan vain ehdin. :)
Konferenssi vaikutti todella mielenkiintoiselta, joten jään innokkaana odottamaan postaustasi siellä käsitellyistä aiheista :)