Neurotieteellisen tutkimuksen paradigma psykologiassa ja sen tarjoamat huikeat soveltamismahdollisuudet

”Ennakkoluulot näkyvät aivoissa – välittömissä tunnereaktioissa ihmisen aivot suosivat omaa ryhmää ja hyljeksivät vieraita” (Helsingin sanomat 31.1.2022),

”36-vuotias syvästi masentunut nainen sai elektrodit aivoihinsa, ja kahdessa päivässä tapahtui ihme – uusi mullistava teknologia voi auttaa lukemattomiin häiriöihin” (Helsingin sanomat 10.2.2022).

Luemme lähes päivittäin vastaavan kaltaisia tiedeuutisia, jotka kertovat kognitiivisten neurotieteiden keskeisestä asemasta ihmisen käyttäytymisen ymmärtämisessä tänä päivänä. Yhä useammat tutkimukset kertovat aivojen toiminnan ja välittäjäaineiden merkityksestä käyttäytymisemme ohjauksessa. Mielenterveyden ja terveyden ongelmissa ei ole kyse vain yksilön tahdonvapaudesta ja valinnoista, vaan käytöstämme, toimintaamme ja valintojamme ohjaavat myös aivojen erilaiset toimintavalmiudet, kyvyt sekä välittäjäaineiden väliset suhteet. Uudet neurotieteelliset tutkimukset tarjoavat lupaavia näkymiä monien toimintaa rapauttavien aivosairauksien hoitomahdollisuuksista. Esimerkiksi yhtenä Alzheimerin taudin hoitomuotona suunnitellaan mikrosirutyyppisen aivoistutteen yhdistämistä aivoturson alueelle, jossa se jäljittelisi aivojen omia hermoimpulsseja ja stimuloisi vaurioituneita osia toimimaan uudestaan (Danielsen 2016). Neurotieteet monitieteisenä lähestymistapana tarjoaa monia uusia ja luovia ratkaisumalleja perinteisiin mielenterveyden, aivojen ja hermoston sairauksien hoitoihin.[i]

NEUROTIETEELLINEN KOGNITION MALLI

Yhdysvaltalainen psykologian professori Bernard J. Baars ja kognitiivisen neurotieteen tutkija Nicole M. Gage ovat esittäneet vuonna 2010 neurotieteellisen kognition mallin, jonka avulla voidaan selittää psyykkisten prosessien, kuten tiedonkäsittelyn neurologista prosessia. Mallin katsotaan tarjoavan ihmistieteille sopivan mallin kognitiivisten prosessien neurokemiallisten ja fysiologisten prosessien ymmärtämiseen. Baars ja Gage kutsuvat tätä malliaan toiminnalliseksi viitekehykseksi (functional framework). Tämä toiminnallinen viitekehys tarjoaa yhtenäisen mallin, jonka kautta eri kognitiivisten ilmiöiden edellyttämiä aivoprosesseja, kuten aistihavainto, tietoisuus, tiedostamattomat prosessit, tarkkaavaisuus, toiminnan ohjaus, oppiminen, muisti, ajattelu, tunnejärjestelmät ja sosiaalinen kognitio (Baars & Gage 2010).

Kuva: Baars and Gage’s functional framework, ResearchGate

Toiminnallinen viitekehys

Baars ja Gagen kehittämä toiminnallisen viitekehys tarjoaa selkeän visuaalisen mallin, jonka avulla voidaan havainnollistaa keskeisiä kognitiivisen neurotieteen kognitiivisia käsitteitä, kuten aistihavaintoon[ii], muistiin, oppimiseen, tarkkaavaisuuteen ja toiminnanohjaukseen liittyviä aivoprosesseja.[iii] Mallin mukaan aistisyöte (sensory-input), joka voi olla näkö-, kuulo- tai tuntoärsyke, suodattuu sensoristen puskureiden (sensory buffers) lävitse (Baars & Gage 2010). Termi sensorinen puskuri viittaa ihmisen aistielinten ja hermoston rajalliseen kykyyn prosessoida aistiärsykkeitä. Esimerkiksi ihmiset eivät kuule korkeimpia (150 kHz) ääniä, joita lepakot kuulevat tai matalimpia ääniä (n. 1 Hz), joita myyrät kuulevat. Vastaavalla tavalla myös visuaalinen havainto rajallinen, esimerkiksi jotkut hyönteiset ja linnut näkevät ultravioletin (UVA) säteilyn, jota ihmiset eivät näe. Tahdonalainen tarkkaavaisuus (voluntary attention) valitsee aistikyvyn suodattamasta informaatiosta sen, joka varastoidaan väliaikaisesti työvarastoon (working storage). Termi työvarasto viittaa hippokampukseen sekä aivokuorella oleviin alueisiin, joihin aistitieto ensin varastoidaan lyhytkestoisesti (emt.). Baars ja Gage painottavat, että lyhytkestoisessa työmuistissa kyetään pitämään mielessä vain 7+/-2 (tai jopa vähemmän) asiaa kerrallaan (emt). Niinpä esimerkiksi verbaalisten sisältöjen työmuistissa[iv] pitäminen edellyttää verbaalista muistisisällön toistoa. Muistisisältöjen toistaminen johtaa oppimiseen. Oppimista ei tapahdu ilman tiedon varastoimista pitkäkestoiseen muistiin.  Samoin verbaalisten sisältöjen siirtäminen pitkäkestoiseen muistiin edellyttää toistoa, jolloin esimerkiksi Brocan alue aktivoituu eräänlaiseksi ”sisäiseksi ääneksi” (kielen lehtiöksi), joka toistaa informaatiota ja siirtää sitä pitkäkestoiseen muistiin lingvistisen ja semanttisen muistin alueille otsalohkon alueelle (emt.). Vastaavalla tavalla visuaalisen havainnon siirtäminen pitkäkestoiseen muistiin edellyttää visuouspatiaalisen eli avaruudellisen muistion (visuospatial sketchpad) käyttöä (emt.). Toiston ja harjoittelun avulla voidaan varastoida tietoa pitkäkestoiseen muistiin, jopa samoille aivokuoren alueille, joissa aistitietoa on alun perin säilytetty lyhytkestoisessa varastossa. Niinpä aistihavaintoihin perustuva tieto tallennetaan aivokuorelle kunkin aistin alueelle, esimerkiksi näköaistimuksia näköaivokuorelle, kuuloaistimuksia kuuloalueelle ja tuntoaistiin liittyviä kokemuksia somatosensoriselle aivokuorelle. Vastaavasti omaelämäkerralliset kokemukset tallentuvat omaelämänkerralliseen muistiin. Tietoa ja elämäntapahtumia koskevat tiedot tallennetaan deklaratiivisen muistin alueille ja motoriikkaan liittyvät taidot motoriseen muistiin motoriselle aivokuorelle ja pikkuaivojen alueelle (emt.).

Pitkäkestoiseen muistiin aivokuorelle tallennettuja sisältöjä voidaan palauttaa uudelleen työmuistin ja tietoisen tarkkaavaisuuden kohteeksi. Keskusyksikkö eli keskeinen toiminnanohjaus (central executive) [v] ohjaa sekä aistiärsykkeiden valitsemista, tahdon alaista tarkkaavaisuutta, työmuistia että myös käyttäytymistä, käyttäytymisen suunnittelua ja reaktioita (response output). Keskeinen toiminnanohjaus sijaitsee etupäälakilohkon (frontoparietal) alueella (emt.). Toiminnanohjausta tarvitaan, kun tehtävät vaativat tarkkaavaisuuden säätelyä, itsekuria ja uusia luovia ratkaisuja. Toiminnanohjaus mahdollistaa tavoitteellisen toiminnan. Tahdonalainen tarkkaavaisuuden kohdentaminen ja säätely on yksi keskeisistä aivojen kognitiivisista toiminnoista, jotka vaikuttavat tiedonkäsittelyyn. Kognitiivisen neurotieteellisen tutkimuksen piirissä on havaittu, että dorsaalinen frontoparietaalinen järjestelmä aktivoituu tahdonalaista tarkkaavaisuutta vaativissa tehtävissä (emt.).

Mikä on tietoisuuden neurologinen perusta?

Neurotieteiden piirissä on suhtauduttu hyvin kriittisesti tietoisuuden (consciousness) käsitteeseen ja vasta viime aikoina on jälleen uudelleen kiinnostuttu siitä, ja löydetty uusia tapoja tutkia tietoisuuden neurologista perustaa (Baars & Gage 2010). Tietoisuuden biologisen ja neurologisen perustan selvittäminen on edelleenkin suurimpia neurotieteiden haasteita. Ihmisen tiedonkäsittely voi tapahtua kolmella eri tasolla: ei-tietoisesti (non-conscious, unconscious), esitietoisesti (preconscious) ja tietoisesti (conscious) (emt.). Suurin osa ihmisen aivojen tiedonkäsittelystä on ei-tietoista, esimerkiksi kehon perustoimintojen säätelyyn liittyvät aivoprosessit aivorungon alueella. Tietoisessa tiedonkäsittelyssä puolestaan on kyse siitä, että jokin kohde valikoituu tai tarkkaavaisuutta ohjaamalla valitaan jokin kohde tarkastelun kohteeksi. Tietoinen (kontrolloitu) tiedonkäsittely liittyy tilanteisiin, jotka edellyttävät uusia ja joustavia toimintatapoja ja useiden eri aivoalueiden yhteistyötä (mm. mediaalisen prefrontaalisen aivokuoren, otsalohkon, aistiaivokuorenalueiden aktivaatiota) (emt.). Niinpä tietoista kokemusta on verrattu sinfoniaorkesterin toimintaan, jossa kukin soittaja (aivoalue) tuo oman panoksensa esitykseen (tietoiseen kokemukseen) (emt.). Baars ja Gage painottavat työmuistin ja toiminnan ohjauksen (executive function) merkitystä siinä, että kokemus (sisäinen tai ulkoinen kokemus) muuntuu tietoiseksi (emt.).

Kognitiivisen neurotieteen keskeisiä tutkimusaiheita ovat myös ajatteluun ja ongelmanratkaisuun liittyvät aivotoiminnan ja ajattelutoiminnan yhteydet. Etuotsalohkoilla, lateraali-, mediaali- ja orbitofrontaalialueilla, on havaittu olevan keskeinen rooli ajattelun ja tavoitteellisen toiminnan ohjauksen (executive function) mahdollistajana (Baars & Gage 2010).[vi] Näiden rinnalla ajattelu ja ongelmaratkaisuprosessit aktivoivat monipuolisesti aisti-informaatiota prosessoivia aivokuoren alueita (mm. näkö- ja kuuloalueita), puhetta ja merkityksiä prosessoivia aivojen alueita (mm. Brocan ja Wernicken sekä Arcuate fasciculus alueita). Ajattelutoimintoihin ja ongelmanratkaisu- ja päätöksentekotilanteisiin liittyy myös tunteiden prosessointia, joka näkyy mm. aktivaationa mantelitumakkeen ja limbisen alueen sekä etuaivolohkon alueella. Ajattelutoiminnot edellyttävät myös työmuistin käyttöä eli hippokampus osallistuu myös ajattelua vaativien tehtävien suorittamiseen. Kiteytetysti ajattelu edellyttää useiden eri aivoalueiden aktivaatiotiloja.

Nykykäsityksen mukaan tunnejärjestelmillä ja sosiaalisilla taidoilla on myös huomattava vaikutus ihmislajin elossasäilymiseen. Ihmisen tunnejärjestelmät ovat pitkälti samankaltaisia kuin nisäkkäillä, eli ne varoittavat elämää uhkaavista vaaroista, ohjaavat toimintaa mielihyväjärjestelmän avulla kohti yleistä hyvinvointia (Baars & Gage 2010). Tunteiden käsittelyyn osallistuu koko keho, mutta erityisesti limbinen järjestelmä vastaa aivoissa tunteiden käsittelystä. Limbiseen järjestelmään kuuluvat amygdala, hypotalamus, hajukäämi, pihtipoimu ja hippokampus. Sosiaalisiin taitoihin osallistuvat limbisen järjestelmän lisäksi myös aivokuoren etu- ja ohimolohkojen alueet (esim. käytöksen säätelyyn ja impulssien kontrollointiin liittyvä mediaalinen prefrontaalinen aivokuori). Nämä etu- ja ohimolohkon alueet eroavat ihmisillä eniten muista eläimistä. Tätä selitetään evolutiivisesti siten, että ihmiset ovat eläneet suurissa ryhmissä, joka on vaatinut monipuolista sosiaalisten tilanteiden arviointia (Baars & Gage 2010). Kuten jo kirjoitukseni alussa totesin

Neurotieteellinen tulkinta ihmisen kognitiosta on laajasti hyväksytty paradigma tänä päivänä.

Niinpä Baars ja Gagen esittämä toiminnallinen viitekehys ei herätä vastustusta niissä henkilöissä, jotka ovat omaksuneet nykyisen tieteellisen käsityksen tietoisuudesta materian emergenttinä ilmentymänä. Baarsin ja Gagen mukaan heidän teoriansa yhdistää brittiläisten psykologian professoreiden Alan Baddeleyn ja Graham Hitchin esittämä työmuistin malli (Working Memory Model) (1974) ja yhdysvaltalaisten kognitiivisen psykologian professoreiden Richard Atkinsonin ja Richard Shiffrin muistin monisäiliömalli (Multi-Store Model of Memory) (1968). Baarsin ja Gagen malli on kompleksisempi kuin edeltäjiensä mallit ja siksi se pystyy ehkä paremmin tavoittamaan ajatuksen muistin toiminnan kompleksisuudesta ja monien aivoalueiden yhteistyöstä. Baars ja Gage kyseenalaistavat työmuistin käsitteen ykseytenä, jolla olisi jokin aivoista yksiselitteisesti paikallistettava paikka. Heidän mukaansa termi työmuisti viittaa sekä tietyillä alueilla (domain specific) tapahtuvaan lyhytkestoiseen havaintojälkien säilyttämiseen että ei-paikallisesti määrittyvään työmuistin toimintatapaan (Baars & Gage 2010). Työmuistin käsite kattaa tietyt aivokuoren alueet, jotka vastaavat visuaalisista, auditiivisista, motorisista, kielellisistä ja käsitteellisistä informaation käsittelyistä, sekä myös toiminnanohjaukseen ja tarkkaavaisuuteen liittyvät kognitiiviset ilmiöt. Baars ja Gage, tuovat esiin, että aistihavainnon prosessointi, oppiminen ja informaation vieminen pitkäkestoiseen muistiin ovat luonteeltaan kompleksisia ja useita eri aivoalueita aktivoivia toimintoja (emt.).

Mutta miten tarkkaan ottaen Baars ja Gage selittävät tietoisuuden ilmiön?

Baars ja Gage vertasivat tietoista kokemusta on verrattu sinfoniaorkesterin toimintaan, jossa kukin soittaja (aivoalue) tuo oman panoksensa esitykseen, josta syntyy kokemus, jota kutsutaan tietoisuudeksi. Yhdysvaltalainen filosofian professori ja kongnitiotieteilijä Daniel Dennett on esittänyt teoksessaan Tietoisuuden selitys (1999) (Alkup. Consciousness Explained 1991) Baarsin ja Gagen teoriaa tukevan käsityksen monivedosmallin (Multiple Drafts Model). Monivedosmallin mukaan eri aistihavainnot käsitellään eri puolilla aivoja, eikä näistä synny mitään yhtenäistä tietoisuutta, vaan aistihavainnoista muodostuu eri vedoksia. Suurin osa vedoksista on tiedostamattomia, ei ole myöskään mitään yksittäistä tahoa, joka ratkaisisi mikä on olennaista ja suuntaisi tietoisuutta ja tarkkaavaisuutta.

Baars ja Gagen esittämässä mallissa on kuitenkin säilytetty mahdollisuus tulkita myös toisin, koska heillä on mallissa termi valikoiva tarkkaavaisuus (executive function). Helsingin yliopiston yliopistonlehtori Petri Paavilainen kuvaa teoksessaan Toimivat aivot (2020), että Baarsin ja Gagen teoriaa tietoisuuden teatteri -metaforalla. Valikoiva tarkkaavaisuus on ikään kuin valokeila, joka valitsee tietoisuuden sisällöiksi eri kohteita (Paavilainen 2020). Valikoivan tarkkaavaisuuden kohteena voi olla ulkoapäin tulleita aistisisältöjä tai sisäisiä mielikuvia ja muistoja (emt.). Baars on kuitenkin Paavilaisen mukaan painottanut, että kyseessä ei ole homonculus-teoria, eli teatterissa ei ole katsojaa (emt.) Jos ei teatterissa ole katsojaa, miksi koemme, että itsemme katsojiksi, jotka kykenevät ohjaamaan omaa toimintaamme? Sama ongelma liittyy Dennettin monivedosmalliin. Mikä ohjaa toimintaamme, aivot vai tietoisuus? Materialistien vastaus olisi aivot ja aivoja aktivoivat impulssit ja dualismin edustajien vastaus olisi tietoisuus.

Tietoisen kokemuksen luonteen mysteeristä huolimatta

Uskon, että kognitiivisella neurotieteellisellä tutkimuksella on paljon annettavaa erilaisten mielenterveyden (esim. masennus, ahdistus, skitsofrenia) ja aivojen toimintahäiriöiden (esim. epilepsia, autismi) ymmärtämisessä ja hoitamisessa. Tietomäärä tällä alueella kasvaa ja hoitomuodot kehittyvät paremmiksi, esimerkiksi muistisairauksien ja vakavien mielenterveyden ongelmien, kuten psykoosin hoitamisessa. Tietoisen kokemuksen perustan mysteerin vuoksi myös sosiaalisella vuorovaikutuksella, puheella, kielenkäytöllä, kielellisillä tulkinnoilla voidaan myös vaikuttaa moniin somaattisiin sairauksiin. Somaattiset sairaudet eivät ole vain kehollisia, vaan myös sosiaalisia, kokemuksellisia ja yhteydessä kielellisiin tulkintoihin.

LÄHTEET

Baars, B. & Gage, N.M. (2010). Cognition, Brain, and Consciousness: An Introduction to Cognitive Neuroscience. (Second Edition). London: Elsevier/Academic Press. E-kirja.

Banich, M.T. &  Compton, R.J. Cognitive Neuroscience (2018). 4^th ed. Cambridge University.

Carter, R. (2016), Aivot (alkup. The Brain Book 2009). Suom. Marko Niemi. Readme.fi.

Danielsen H-L. (2016), Aivojen arvoitukset, Suurimmat läpimurrot – matkalla vuoteen 2050. Tieteen kuvalehti.

Dennett, D. (1999), Tietoisuuden selitys. (Alkup. Consciousness Explained 1991). suom. Tiina Kartano. Helsinki: Arthouse.

Heikkilä, M. (2022).”36-vuotias syvästi masentunut nainen sai elektrodit aivoihinsa, ja kahdessa päivässä tapahtui ihme – uusi mullistava teknologia voi auttaa lukemattomiin häiriöihin” (Helsingin sanomat 10.2.2022). https://www.hs.fi/tiede/art-2000008400542.html

Kivimäki, A. (2022)”Ennakkoluulot näkyvät aivoissa – välittömissä tunnereaktioissa ihmisen aivot suosivat omaa ryhmää ja hyljeksivät vieraita” (Helsingin sanomat 31.1.2022), https://www.hs.fi/tiede/art-2000008564674.html.

Nummenmaa, L. (2010) Tunteiden psykologia. Helsinki: Tammi

Paavilainen, P. (2020). Toimivat aivot – Kognitiivisen neurotieteen perusteita, Helsinki: Edita.

Sacks, O. (1988). Mies, joka luuli vaimoaan hatuksi (The Man Who Mistook His Wife for a Hat 1985). suom. Marja Helanen-Ahtola, Tammi.

[i] Kognitiivinen neurotiede on yksi neurotieteiden osa-alue, joka selvittää ennen kaikkea aivotutkimusmenetelmien avulla aivojen tiedonkäsittelyä.

[ii] Havaintojärjestelmien neuraaliset radastot tunnetaan jo erittäin hyvin. Aistielimet välittävät aistitietoa aistielintenkautta keskushermoston ja aivorungon kautta talamukseen, joka ohjaa tiedon primaareille sensorisille alueille ja tämän jälkeen sekundaarisisille sensorisille alueille ja lopulta assosiaatioalueille. Aistitiedon käsittely tapahtuu sekä edellä kuvatun kaltaisesti hierarkkisesti että rinnakkaisesti eli aistihavainnon erityyppisiä piirteitä käsitellään samalla hermoston alueella eri alueilla (esim. sekundaarisen sensorisen alueen eri alueilla) (Baars & Gage 2010). Esimerkiksi näköjärjestelmä alkaa silmän verkkokalvolta (retina), joka itsessään on jo monimutkainen tiedonkäsittelyjärjestelmä. Verkkokalvon solut välittävät näköhermon gangliosolujen aksonien välityksellä talamuksen kautta primaarille näköalueelle kummankin takaraivolohkon takaosiin. Kummankin silmän näkökentän vasen puolisko heijastuu oikean aivopuoliskon näköalueelle ja näkökentän oikea puolisko vasemman aivopuoliskon primaarille näköalueelle. Takaraivolohkon alueelta visuaalista informaatiota prosessoidaan sekundaareilla näköalueilla ohimolohkon alaosissa (mikä-reitti,”what” pathway, ventraalireitti) ja päälakilohkon takaosissa (miten-reitti, ”how pathway”, dorsaalireitti) (Baars & Gage 2010, Hämäläinen 2021).  Näkötiedon keskeinen funktio on David Marrin mukaan antaa tietoa siitä, mitä missäkin on (to know what is where) (emt.) Kuulojärjestelmän keskeinen tehtävä on myös kertoa asioiden tilallisesta sijainnista, mutta ihmisillä näköjärjestelmä on tarkempi kuin kuulojärjestelmä spatiaalisen hahmottamisen välineenä. Kuulojärjestelmä alkaa korvien vastaanottamista ääniaalloista, jotka muuntuvat sisäkorvan simpukassa (cochlea) hermoimpulsseiksi. Nämä hermoimpulssit kulkeutuvat tyvikalvon läpi aivorungossa sijaitsevaan ylempään oliivitumakkeeseen ja sieltä alempaan näkökukkulaan ja talamuksen sisempään polvitumakkeeseen, josta ääni-informaatio kulkeutuu primaarille ja myöhemmin sekundaarille kuuloalueelle.

[iii] Termiä ’a functional framework’ käytetään tietokoneiden yhteydessä ja sikäli termi rinnastaa aivojen toimintaa tietokoneiden toimintaan, jotka prosessoivat informaatiota. Sikäli malli on varmasti tarjonnut välineitä myös keinoälyn kehittämisen pohdintaan. Baars ja Gage itse katsovat, että malli yhdistää kaksi kognition mallia: Baddeley & Hitchin 1974 ja Atkinsonin ja Shiffrin 1968 esittämät mallit (Baars & Gage 2010). Baddeleyn ja Hitchin malli on Baarsin ja Gagen toiminnallisen viitekehyksen mallissa keskellä. Baddeleyn ja Hitchin työmuistin malli muodostuu myös keskusyksiköstä (executive function) ja kahdesta alayksiköstä. Keskusyksikkö ohjaa tarkkaavaisuutta ja tiedon varastointia. Näitä alayksiköitä ovat fonologinen, semanttisen muistin ja visuospatiaalinen kehä voidaan tallentaa, kun niitä riittävästi toistetaan esimerkiksi visuaalisen pitkäkestoiseen Atkinsonin ja Shiffrin malli puolestaan on kolmiosainen, jolloin aistitieto varastoidaan ensin sensoriseen muistiin (esim. näkömuistot varastoituvat ikonimuistiin ja kuulomuistot kaikumuistiin). Sensorisen muistin kesto on lyhytkestoinen. Valikoiva tarkkaavaisuus voi siirtää sensorisesta muistista tietoa lyhytkestoiseen muistiin (short-term-memory) eli työmuistiin. Myös työmuistin kapasiteetti on pieni ja tarkkaavaisuus voi kääntyä kohti uusia sisältöjä. Kertaamalla työmuistissa olevaa informaatiota, voidaan se tallentaa pitkäkestoiseen muistiin (säilömuistiin).

[iv] Baars ja Gage painottavat muistin ja erityisesti työmuistin merkitystä kaikissa kognitiivisissa prosesseissa. Ihmisen kyky ymmärtää itseään ja ohjata omaa toimintaansa perustuu muistiin. Kognitiivinen neurotiede mieltää muistiksi kutsutun ilmiön muodostuvan monista erilaisista aivoprosesseista eri aivoalueilla. Aistitietoa tallennetaan lyhyeksi ajaksi sensoriseen muistiin, jossa osa tiedosta karsiutuu pois ja osa valikoituu tarkkaavaisuuden kohdistamisen avulla työmuistiin. Työmuistin toiminta häiriintyy helposti, mikäli tietoa ei kerrata tai tarkkaavaisuus siirtyy muualle. Työmuistista tietoa voidaan tallentaa pitkäkestoiseen muistiin aivokuorelle, joka on eräänlainen säilömuisti. Esimerkiksi aistitieto siirretään pitkäkestoiseen muistiin yleensä sensorisille muistialueille, jotka ovat pitkälti samoja alueita, kuin sensorisia aistiärsykkeitä prosessoivat alueet aivokuorella. Myös pitkäkestoisesta muistista tietoa häviää, ”unohtuu”. Baars ja Gage mainitsevat tässä yhteydessä G. Edelmanin teorian neuraalisesta darvinismista eli aivot ovat voidaan mieltää valikoivana elimenä (selective organ), joka valitsee hermoärsykkeistä sopivimmat ja siirtävät pitkäkestoiseen muistiin nämä adaptiivisimmat (Baars & Gage 2010). Muita muistin ilmenemismuotoja ovat semanttinen ja episodinen muisti sekä taitomuisti (emt.). Baars & Gage tuovat esiin, että hippokampuksella on keskeinen rooli muistin siirtämisessä pitkäkestoiseen muistiin aivokuorelle.

[v]  Toiminnanohjauksesta vastaa useat alueet etuotsalohkolla. Toiminnanohjauksessa on kyse nimensä omaisesti toiminnanohjauksesta, ajattelusta, ongelmanratkaisukyvyistä ja päätöksenteosta. Baars ja Gage tuovat esiin ylhäältä alas (top-to-bottom) etenevän prosessin, eli miten aivot ohjaavat toimintaa hermoston kautta. Toiminnanohjaukseen kuuluu kolme ydin aluetta: 1) inhibitorinen eli estävä kontrolli, 2) työmuisti ja 3) kognitiivinen joustavuus, jota tarvitaan kun asioita joudutaan pohtimaan uudesta näkökulmasta (Baars & Gage 2010)

[vi] Erilaiset etuotsalohkon vauriot (esim. tapaus Phineas Gage) tai häiriöt vaikuttavat henkilön persoonallisuuteen, tunne-elämään, keskittymiseen, aloitekykyyn, impulssien hallintaan ja sosiaaliseen käyttäytymiseen (Baars & Gage 2010). Jo 1800-luvulla ranskalainen kirurgi Paul Broca ja saksalainen lääkäri Carl Wernicke löysivät keskeiset kielenkäsittelyyn liittyvät alueet, jotka on nimetty heidän mukaansa. Brocan alue vastaa puheen tuottamisesta ja Wernicken alue puheen ymmärtämisestä. Molemmat alueet sijaitsevat vasemmassa aivopuoliskossa ja niitä yhdistää arcuate fascius-rata. Nykytutkimus on paljastunut myös monien muiden aivojen osien osallistumista kielellisen ajattelun, puheen, kirjoittamisen, lukemisen ja ymmärtämisen kognitiivisten ilmiöiden ilmenemiseen, mm. ohimolohkojen (mm. VWFA-alue, visual word form area), hippokampuksen, takaraivon visuaalisten alueiden osallistumista (emt.). Kieleen perustuva viestintä ja kirjoitus ovat mahdollistaneet nopeasti kehittyneen kulttuurievoluution, joka on edistänyt ihmisten elossa säilymistä muihin lajeihin nähden.