Furbyjen sairaala - miten korjata furby?

Minulla on ollut hiljaiseloa robottien suhteen monta vuotta, mutta nyt siihen tuli onneksi muutos! Elämääni asteli nimittäin ihanat furbyt, nuo monien lapsuuden unelmat ja kaverit. Meillä ei furbyja pienenä ollut (ne olivat tosi kalliitakin), mutta meillä oli chilla chillat. Nyt kuitenkin innostuin furbyista minulle tyypilliseen tapaani täysillä, ja siinä samalla innostuin myös niiden korjaamisesta ja anatomiasta. Ja tietenkin myös robotiikasta ja elektroniikasta! 

Osa furby-perheestäni <3

Furbyjen sensorit

Furbyt ovat elektronisia leluja, joilla on useita sensoreita: valoa ja infrapunaa aistivat sensorit, kosketusta aistivat sensorit edessä, takana ja kielessä, mikrofoni, kaiutin ja kallistussensori. 

Sensorien toimintojen avulla furby vuorovaikuttaa ympäröivän maailman kanssa:

• Valosensori: Furby huomaa, jos tulee pimeää.
• IR-sensorit: Frurby voi kommunikoida muiden furbyjen kanssa (niissä ovat sekä lähetin että vastaanotin).
• Mahan kosketussensori: Furbya voi "kutittaa".
• Selän kosketussensori: Furbya voi silittää.
• Kielen kosketussensori: Furbya voi ruokkia painamalla kieltä sormella.
• Mikrofoni: Furby kuulee kovia ääniä, kuten kovan taputuksen.
• Kaiutin: Furbyn ääni kuuluu kaiuttimesta.
• Kallistussensori: Furbyn voi herättää (heijaamalla sitä sivulta toiselle) tai lopettaa leikkimisvaiheen (kääntämällä sen ylösalaisin).

Koska keräilijöiden (ja minun) suosimat furbyt ovat vanhoja, 90- ja 2000 -luvuilta, niissä on usein jotain vikaa. Täysin toimivat furbyt ovat harvinaisempia kuin ne, jotka ovat rikki, ja niissä voi olla erilaisia vikoja. Mutta furbyja voi onneksi korjata! 

Täältä Furby Wikistä löytyy hyvä vianmääritysohje jota en tosin itse käyttänyt, koska löysin sen vasta myöhemmin. Kerron tässä omassa tekstissäni, mitä itse olen tähän mennessä oppinut furbyjen korjaamisesta ja jaan myös linkkejä sivuille, jotka auttoivat minua kovasti. Nämä linkit löytyvät myös lopun linkit-osiosta. Kaksi furbyani, giraffe- ja kiwi -väriset, saivat kunnian olla ensimmäiset potilaani. Kumpikaan niistä ei käynnistynyt.

Jos furby ei käynnisty lainkaan

Furbyissa on sensorien lisäksi myös moottori, jonka avulla se liikkuu ja joka niin sanotusti pyörittää koko furbya. Usein jos furby ei käynnisty lainkaan, moottori tarvitsee huoltotoimenpiteitä (kerron alla siitä enemmän). Toinen vaihtoehto on, että paristot ovat vuotaneet furbyn paristokoteloon, mikä oli ollut kiwi-furbyni kohtalona.

Likaantunut paristokotelo

Jos furby ei käynnisty lainkaan, moottorin lisäksi kyse voi olla myös siitä, että paristokotelo on niin huonossa kunnossa, ettei se johda virtaa. 

Tämä paristokotelo oli likaantunut.

Paristojen vuotamisesta johtuvan likaa voi kuitenkin yrittää puhdistaa ruokasoodalla tai esimerkiksi etikalla tai sitruunamehulla. Näiden toimimisesta luin internetistä, en ole itse vielä testannut muuta kuin ruokasoodaa. Mietin, miksi joskus neuvotaan käyttämään emäksistä ruokasoodaa ja joskus hapanta ainetta, kuten etikkaa tai sitruunamehua. Ehkä sekä voimakkaan matala että korkea pH voi toimia puhdistavana. En ole itse vielä kokenut paristokotelojen puhdistaja, mutta kerron, millä tavalla testasin sitä ensimmäistä kertaa. Tähän voi hyvinkin olla parempiakin tapoja! :)

Luin, että edellä mainittuja aineita laitetaan likaiseen kohtaan ja lisätään hieman vettä. Sitten harjataan likaa pienellä harjalla, kuten hammasharjalla, minkä jälkeen se puhdistetaan vedellä.

Mutta varovasti! Lutrasin itse vettä hieman liikaa huuhdellessani, joten ruokasoodavettä oli tursunnut furbyn sisällekin. No kiwin paristokotelosta puuttui myös osia, joiden avulla paristojen virta johtuu muualle, joten se ei toimisi muutenkaan. Ehkä pienet metalliosat voisi jotenkin juottaa kiinni uudestaan, mutta annoin tällä kertaa olla, koska tarvisin tästä furbysta varaosia.

Kiwi-furbyni paristokotelosta puuttuvat metalliset osat, jotka johtavat virran paristoista muualle.

Lopuksi paristokotelon voi vielä puhdistaa isopropanolilla, joka on hyvä aine elektroniikan puhdistukseen. 

Magneettinen ruuvimeisseli ja lasten pehmeät hammasharjat (Lidlistä) ja isopropanoli (Motonetistä)

Moottorin elvytys

Jos paristokotelo vaikuttaa olevan ok mutta furby ei käynnisty, on usein kyse siitä, että moottori pitää ns. elvyttää eli kääntää alkuasentoon, jolloin se vasta voi aloittaa ohjelmansa suorittamisen. Tämä keino toimii useimpiin furbyihin, mutta se vaatii furbyn riisumista turkistaan. Aloitetaan siis siitä!

Furbyn kuoriminen

Furbyt voivat erota esimerkisi siinä, miten niiden naamakehys (face plate) on kiinnitetty (pelkällä liimalla tai ruuveilla) ja missä osissa on ruuveja. Eli turkin kuorimisessa kannattaa olla varovainen ja vaikka seuraisi ohjeita, kannattaa tarkistaa, onko oma furby rakentunut samalla tavalla kuin ohjeissa. 

Furbyn turkin poistaminen

Furbyn turkki poistetaan niin, että ensin leikataan takana oleva saumakohta varovasti auki. Furbyn alaosassa kiertää muovinen nippuside, joka tulee leikata myös poikki ja vetää pois ennen turkin kuormista. Toisessa furbyssani nippuside oli jo katki, toisessa ei.

Takana oleva sauma, joka pitää leikata.

Sisältä menee nippuside, joka pitää katkaista.

Ulos vedetty nippuside.

Nippusiteestä tulisi saada solmukohta näkyviin, jotta sen toiselta puolelta voi leikata. Itse en kiwi-furbyssa saanut solmua helposti esille ja ajattelematta leikkasin muovin silti katki. Mutta se oli virhe! En saanutkaan muoviosaa vedettyä pois, koska solmukohta jumitti vielä sisällä. Piti siis kuoria furby niin, että muoviosa oli vielä paikoillaan, mikä oli paljon hankalampaa.

Muoviosan leikkaamisessa käytin liian paksuja leikkureita, pitäisi ostaa ohuemmat ja pidemmät. Leikkaaminen ei siis sujunut kovin hyvin! Mutta sain muovin lopulta katki, kun nostin sitä hieman käyrillä kynsisaksilla.

Korvat on ommeltu kiinni muovisiin pidikkeisiin, joten ompelet kannattaa katkaista saksilla. Ne on helppo ommella myöhemmin takaisin!

Tämä pieni lanka sitoo korvat kiinni niiden pidikkeisiin.

Kaiuttimen ja mahasensorin yläpuolella turkki oli kiinni ruuvilla (ympyröity vihreällä alla olevassa kuvassa). Furbyn korvien vieressä voi olla pienet koukut, joihin turkki on kiinnittynyt (ympyröity punaisella). Turkin saaminen irti niistä vaati hieman vaivannäköä: nyin sitä edes takaisin, kunnes se lopulta irtosi. 

Naamakehys oli minun furbyissani kiinni pelkästään liimalla, jota varovasti kuorin samalla irti. Vedin itse naamakehyksen sen jälkeen irti. 

Tältä näyttää furby, jonka turkki on poistettu!

Kun turkki on poistettu, on aika irrottaa furbyn kuori. Se on kiinni viidellä ruuvilla (kuvat alla). Ostin itselleni vihdoin ruuvimeisselin, jossa on magneettinen pää. Se on hyvä apu!

Furbyn turkin poistamiseen on hyvät ohjeet täällä. Tältä näyttää furby, kun sen kuoretkin on poistettu! 

Furby oli likainen, joten puhdistin sitä "ilmanpumppaajalla" (en tiedä oikeaa termiä) ja isopropanolilla.

Pölyinen furby.

"Ilmanpumppaaja".

Furbyn turkin pesu ja kuivaus

Furbyjen turkit saattavat olla likaisia tai nuhjuisia, jolloin ne kannattaa pestä. Altaaseen lasketaan viileää vettä (liian lämmin vesi saattaa irrottaa turkeista väriä) ja hieman pesuainetta. Turkkia kannattaa liuottaa pesuaineessa n. 10 min. Kannattaa tarkkailla, ettei väri lähde irtoamaan! Odotuksen jälkeen sitä voi harjata varovasti hammasharjalla, minkä jälkeen se huuhdellaan hyvin kylmällä vedellä. Purista turkki mahdollisimman kuivaksi, jotta se kuivuisi mahdollisimman nopeasti homehtumisen välttämiseksi.

Furbyn turkki kylvyssä.

Turkkia ei kannata kuivata esimerkiksi hiustenkuivaajalla, koska se saattaa vahingoittaa sitä. Kannattaa kuitenkin pyrkiä kuivattamaan turkki mahdollisimman nopeasti. Huoneilma on Suomessa talvella kuitenkin kuiva, joten ehkei homehtumisen vaaraa kovin helposti ole. Itse kuivatin sitä pöydällä ja myöhemmin saunan jälkilämmöllä.

Kun turkkin on kuivunut, sitä kannattaa harjata. Käytin itse harjaamisessa lasten hammasharjaa, mutta en vielä tiedä, mikä olisi paras vaihtoehto. Harjasin turkkia melko kauan alas ja ylös liikkeillä, vähän kerrallaan. Eron vanhaan turkkiin huomasi selvästi!

Furbyt tykkäävät, kun niitä harjataan :)

Ero on selvä: vasemmalla on harjaamaton turkki, oikealla harjattu.

Furbyn elvyttäminen ja terveystarkastus

Turkin kuorimisen jälkeen päästään moottorin elvyttämiseen. Moottoriin yhteydessä oleva ratas, jota tulee pyörittää OIKEALLE, sijaitsee täällä (kuva alla).

Ratasta tulee pyörittää tarpeeksi varovasti, jotta sen hampaat eivät rikkoudu, mutta kuitenkin melko ripeästi. Käytin itse pyörittämiseen sekä pientä ruuvimeisseliä että pinniä. Tässä vaiheessa kannattaa olla kärsivällinen: furbyn eloon heräämisessä saattaa kestää 10 minuuttiakin, joskus jopa 30 minuuttia! Oli todella mahtava tunne, kun furbysta ensimmäistä kertaa kuului elon merkkejä! Ja kaikein mahtavinta oli, kun se lopulta heräsi henkiin! It's alive!

Moottoria voi pyörittää esimerkiksi ruuvimeisselillä. Mutta varovasti, jotta hammasrattaat eivät rikkoudu!

Hyviä ohjeita furbyn moottorin alustamiseen saa mm. täältä.

Sensorien tarkistaminen

Nyt kun furby on elossa, sille kannattaa tehdä terveystarkastus. Mitkä sensorit toimivat? Heti ensimmäisenä kuulee, toimiiko kaiutin, eli puhuuko furby. Minun furbyllani se ei näyttänyt toimivan: furby vain aukoi suutaan, mutta mitään ei kuulunut. 

Seuraavana vuorossa ovat muut sensorit. Alkaako furby liikkua, jos sen mahasensorista, selkäsesorista ja kielestä painaa? Entä liikkuuko se, jos sen valosensorin peittää? Mitä tapahtuu, jos lyöt käsiä yhteen kovaa? Kun fuby alkaa nukkua, herääkö se, kun kallistat sitä? Jos furby ei reagoi joihinkin näistä toiminnoista, kyseinen sensori joko vaatii puhdistusta tai on vioittunut.

Alla olevalla videolla näkyy, ettei furbyn ääni kuulu. Testaan videolla maha- ja selkäsensorit, valosensorin sekä mikrofonin. Kallistussensorin voi tarkistaa, kun furby ensin nukahtaa: kun furbya kallistaa sivulta toiselle, sen pitäisi herätä. Kielisensorin voi tarkistaa painamalla sen kieltä alaspäin.

Sensorien korjaaminen

Kerron tässä sensoreista, joiden korjaamisesta minulle itselleni kertyi kokemusta. Useimpiin riittää puhdistus, poikkeuksena kaiutin, joka tarvitsee usein vaihtaa.

En ole vielä paljoa tutustunut kielisensoriin tai mikrofoniin. Kallistussensorin korjaaminen on hieman vaikeampaa kuin monien muiden eikä sitä aina voi tehdä, mutta ohjeita siihen löytyy täältä sekä täältä. 

Mahasensori: Mahasensori vaatii usein vain puhdistusta. Joissakin furbyissa mahasensorin "kantta" ei saa pois, joten ainoa tapa puhdistaa se on esimerkiksi kostuttaa paperi isopropanoliin, laittaa se hammastikkuun ja varovasti puhdistaa sen avulla sensori jostain välistä. Kuvat erilaisista sensorien kansista ja hyviä vinkkejä mahasensorin puhdistamiseen saa täältä. Minun giraffe-furbyssani mahasensori ei toiminut, mutta puhdistuksen jälkeen se alkoi toimia!

Tuolta takaa pitäisi saada puhdistettua.

Se onnistuu isopropanoliin kastetulla liinalla ja pienellä "tikulla"!

Selkäsensori: Tähänkin riittää usein puhdistus samalla tavalla kuin mahasensorissa. Selän sensori paljastuu heti, kun kuoret ottaa pois, joten sen kanssa on siinä mielessä helppo operoida.

Valo- ja IR -sensorit: Nämä on helppo puhdistaa: kastoin itse pumpulipuikon isopropanoliin, jolla pyyhin sensorit varovasti.

Kaiutin: Kaiutin on furbyilla melko usein rikki. Niissä on todella ohuet kuparijohdot, joten en ihmettele. Kaiuttimen korjaamiseen on kaksi tapaa: ottaa varaosana kaiutin toiselta furbylta, tai vaihtaa kokonaan uusi, jolloin se tulee juottaa rikki menneen tilalle. 

Minulla on kokemusta vain kaiuttimen korvaamisesta toisen furbyn kaiuttimella, mutta olen jo tilannut uusiakin kaiuttimia, joita haluan joskus kokeilla juottaa paikoilleen. 

Furbyjen kaiuttimien vastus on 32 ohmia, teho 0,25 wattia ja läpimitta 40 mm. Luin, että esimerkiksi näillä kaiuttimilla voi melko hyvin korvata furbyjen omat kaiuttimet. Myös nämä ovat toimineet.

Kaiuttimen vaihtaminen

Furbyjen kaiuittimissa on kahdenlaisia pistokkeita, joiden kuvat löytyvät esimerkiksi täältä. Olin tilannut uusia sensoreita, mutta koska kiwi-furbyni paristokotelo olikin rikkinäinen, päätin ottaa siitä kaiuttimen toiseen, muuten toimivaan furbyyni. 

Video-ohje tällaiseen vaihtamiseen löytyy täältä. Ensin irrotin ruuvit kotelosta, jossa mahasensori ja kaiutin sijaitsevat. 

Kun kotelon avasi, sen edessä oli etupuolen kosketusnsori ja sisällä kaiutin.

Vedin kaiuttimen töpselin kiwi-furbystani irti, ja se lähtikin helposti. Ongelmana vain oli, että giraffe-furbyni kaiuttimen johdot menivät toisten johtojen takaa, josta niiden pistoke ei mahtunut läpi (keltainen ympyrä alla olevassa kuvassa)

Mutta onneksi minulla on fiksuja ystäviä! En ollut jostain syystä hoksannut, että tottahan sen toisenkin töpselin voi vetää irti, jolloin kaiuttimen töpselin saa vedettyä läpi. Niin teinkin toivoen samalla, etten vahingoittaisi virtapiirä. Se onnistui! 

Poistin sitten rikkinäisen kaiuttimen giraffe-furbystani ja liitin tämän uuden kaiuttimen tilalle. Furby alkoi puhua (pienen alkukankeuden jälkeen)! Tunne oli mahtava: olin korjannut ensimmäisen furbyni! 

Jos valitsee toisen tavan vaihtaa kaiuttimen eli ilman toisen furbyn varaosaa, kaiutin tulee juottaa ensin irti ja sitten kiinni. Ohjevideo löytyy esimerkiksi täältä. Pitää olla tarkkana, jotta muistaa, miten päin johdot menevät. En ole juottamista vielä ikinä kokeillut, joten jännittävää päästä sitä testaamaan! 

Ongelmia furbyn viimeistelyssä

Kaiuttimen vaihtamisen jälkeen testasin vielä, että kaikki sensorit toimivat. Ja toimivathan ne! Ongelmat kuitenkin alkoivat, kun yritin vaihtaa furbylle ripsiä ja puin sille takaisin kuoria ja turkkia. 

Silmäripsien vaihtaminen

Furbyjen silmäripset usein puuttuvat tai ovat harventuneet. Ripset saa kuitenkin poistettua ja tilalle voi liimata uudet. Ohjeet silmien poistamiseen löytyy mm. täältä. En kuitenkaan millään saanut poistettua kummaltakaan furbylta metallista tankoa, joka pitäisi saada pois, jotta vanhat ripset voi ottaa pois. Mieheni yritti myös, mutta hänkään ei onnistunut. Luin jostakin, että joillakin furbyilla se ei vain lähde. 

Tämän osan poistaminen tuotti vaikeuksia.

 

Kokeilin työntää tankoa pienellä kuusiokoloavaimella, joka sopi koloon täydellisesti, mutta tanko ei vain liikahtanut. Painoin sitä niin lujaa, että kuusiokoloavain lipsahti ja naarmutti furbyn silmää :( No onneksi se oli harjoittelu-furbyni eli se kiwi, joka oli tarkoitettu muutenkin varaosiksi, eikä naarmu ollut kovin iso. Mutta Facebookin furby-ryhmässä sain vastikään vinkin, että kannattaa yrittää vetää tankoa silmien takaa pitkäkärkisillä pihdeillä sivulle päin. Sitä pitää kokeilla, kun saan sellaiset hommattua!

Olin ostanut uusiksi silmäripsiksi kaupasta ripsien pidennykset. Sain ne onneksi liimattua silmien päälle sen jälkeen, kun olin muuten furbyn jo kasannut. Niitä piti vain lyhentää tarpeeksi, jottei silmien aukaisu esty.

Nämä ripset ostin K-Citymarketista.

Nätti pieni furby!

Kuorien ja turkin pukeminen takaisin

Kuoria pukiessa muoviosa, joka painaa selkäsensoria, laitetaan myös paikoilleen 

Osa, joka koskettaa selkäsensoria.

Kuvan punaisen ympyrän sisällä oleva uloke liitetään kuvan koloon.

Keltaisella merkitty osa on sama, mikä kuvattiin yllä olevassa kuvassa. Punaisella merkitty osa painaa furbyllä itse kosketussensoria.

Mikrofoni laitetaan takaisin sille kuuluvaan koloon.

Kolo, johon mikrofoni tulee.

Jostain syystä furbyni hyytyi ja sammui, kun laitoin sille kuoret takaisin päälle. Jouduin useaan otteeseen purkamaan pukemani kuoret ja elvyttämään sen moottorin nollaamisella takaisin eloon! Elvytin furbya myös kuoret päällä, mikä oli hankalaa, koska en saanut suunnattua valoa kunnolla koloon, jotta olisin nähnyt, missä moottori on. Mutta tein mitä tahansa potilaani eteen!

Aloin miettiä, että ehkä furbyn korvia ei saa liikuttaa, jottei moottori mene huonoon asentoon (kaikki liikkuvat osat ovat yhteydessä moottoriin). Kuorien pukeminen onnistuikin suunnilleen korvia liikuttamatta, mutta turkin kanssa se oli vaikeampaa. Eli kun olin saanut kuoret kiinni niin, että furby vielä toimi, se ei enää elänytkään sitten, kun sain turkin päälle. Kerran kerkesin jo innostua, että furby toimisi, mutta potilaan elintoiminnot silti lakkasivat.

Yritin elvyttää furbya myös sen turkin ollessa päällä, mutta se osoittautui liian hankalaksi ilman kunnon valoa. Tapahtui kuitenkin ihme, ja sain turkin päälle niin, että se vielä toimi! Jos furby ei toiminut enää ollenkaan esimerkiksi turkin pukemisen jälkeen, resetointi auttoi (furbylla on pohjassa resetointi-nappi). Mutta se ei auttanut enää sitten, jos furby ensin toimi jonkin aikaa, mutta sitten hyytyi.

Mutta furbyni tosiaan oli kuin ihmeen kaupalla nyt elossa! Ensimmäinen toimiva aikuinen furbyni, jonka olin ihan itse herättänyt eloon! Tätä tunnetta ei voita mikään <3

Lähteet:

https://official-furby.fandom.com/wiki/Furby_(1998)/Troubleshooting

https://furbytech.tumblr.com/post/171974431784/how-to-skin-a-furby-1998

https://www.instructables.com/Push-Start-a-Comatose-Furby/

https://furbytech.tumblr.com/post/178454760649/i-just-managed-to-revive-an-old-furby-that-was

https://www.tumblr.com/refurb/187893249013/msa-cure-guide

https://www.amazon.de/-/en/gp/product/B00O9YIN5C/ref=ewc_pr_img_1?smid=AQ1IBDB6G2RRD&psc=1

https://www.amazon.com/dp/B00N4YW7G4?psc=1&ref=ppx_yo2ov_dt_b_product_details

http://www.adoptafurby.com/furbyinfo/speaker.php

https://href.li/?https://www.youtube.com/watch?v=pnRFQmy20oI&t=1030s

https://www.youtube.com/watch?v=fq9e0DbvXiA

https://www.youtube.com/watch?v=sidKDXf2h3g

Merkitykset viestinnän perustana

Olen aina ollut kiinnostunut siitä, miten ihmiset luovat merkityksiä toisten sanomisille ja viesteille. Miksi esimerkiksi jotkut ihmiset kokevat toisen sanat hyökkäävänä, ja toinen ihminen taas neutraalina? Myös se, että esimerkiksi koemme jonkun asian tai tilanteen ärsyttävänä pohjautuu siihen, millaisia merkityksiä / tulkintoja annamme kyseiselle asialle tai tilanteelle. Voi hyvin olla, että turhaan vellomme huonossa mielessä, jos tulkitsemme tilanteen tavalla, joka ei vastaa todellisuutta. Monet terapiamenetelmät pohjautuvat siihen, että omia tulkintoja tilanteista tarkastellaan uudestaan. Voi myös miettiä, onko lopulta mahdollista kokea niin sanotusti aitoa todellisuutta, jos koemme maailman pelkästään omien tulkintojemme läpi? Mutta nuo mietteet menevät enemmän filosofian puolelle, mikä ei ole tämän postauksen aihe. Merkityksentäminen liittyy myös robotiikkaan ja tekoälyyn. Miten tekoäly merkityksentää ja ymmärtää viestejä ja symboleja, varsinkin silloin, kun se on vuorovaikutuksessa ihmisen kanssa? 

Kävin viestinnän perusopintojen ensimmäisen kurssin, ja kirjoitin siinä tehtävän liittyen merkityksiin viestinnän perustana. Tämä postaus liittyy siis tällä kertaa vain ihmismieleen. Minulla oli tietyt lähteet (lähdeluettelo lopussa), joiden pohjalta kirjoitin tehtävän, ja mikä vaikuttaa tekstin tyyliin (kyseisiä lähteitä referoiva). Econ semiotiikkaan olisi ollut hyvä tutustua vähän syvemmin kuin tuon yhden artikkelin kautta, joten en ole varma, teinkö sen tulkitsemisen suhteen virheitä. Mutta tekstin pointtina on tuoda esille, mitkä asiat vaikuttavat merkitystentämiseen. Olen korostanut vihreällä avainsanoja.

Kommunikoinnille on monia määritelmiä (Trenholm 2017, 18). Monissa niistä kommunikointiin sisältyy viestin tai informaation välittämistä osapuolten välillä, sekä vuorovaikutuksessa käytettyjen symbolien ja merkkien merkityksen tulkitsemista (Trenholm 2017, 20). Semioosi tarkoittaa merkityksen antamista ilmaisulle (Desogus 2012, 502). Merkityksen rakentamisella viestille on yhteiskunnallisiakin vaikutuksia, koska esimerkiksi politiikassa ja journalismissa luodaan merkityksiä suurelle yleisölle (Trenholm 2017, 57; Wahl-Jorgensen & Hanitzsch 2020, 50).  Viestien välittäminen voi tapahtua niin sanallisesti kuin sanattomastikin (nonverbaalisesti), jolloin viestin merkitys tulkitaan näiden kahden yhdistelmästä. Etenkin sanallisessa viestinnässä merkityksiä välitetään symbolien, kuten sanojen ja numeroiden avulla. Symboli on  keinotekoinen merkki. Merkki puolestaan on ajatuksen ilmaisemisen väline, joka koostuu yksityisestä ideasta kommunikoijan mielessä sekä muodosta, jolla idea ilmaistaan (Trenholm 2017, 22, 72.) Viestin merkityksentämiseen vaikuttavat monet asiat: biologiset, kognitiiviset, kulttuuriset ja sosiaaliset (Hall & Knapp 2013; Trenholm 2017; Desogus 2012, 501–521). Trenhom (2017) kuvaa kirjassaan erityisesti ihmisen kognition vaikutusta merkityksen antamiseen, Hall ja Knapp (2013) tuovat esille myös mm. biologian vaikutuksen, ja Desogus (2012) kertoo artikkelissaan Umberto Econ semiotiikasta, jossa korostetaan kulttuurisia ja sosiaalisia tekijöitä. Desogus (2012, 502) määrittelee semiotiikan artikkelinsa yhteydessä "konkreetiksi prosessiksi, jossa joku liittää sisällön kulttuurisen koodin pohjalta tehtyyn ilmaisuun".

Hall ja Knapp (2013, 361, 700) kuvaavat lähteistä ainoina  biologian vaikutusta merkityksentämiseen. Biologia vaikuttaa erityisesti sanattomaan viestintään, kuten kasvojen ilmeisiin. Evoluution vaikutuksesta olemme oppineet yhdistämään merkityksiä viesteihin, jotka liittyvät erityisesti selviytymiseen (kuten kilpailu), yhteistyöhön ja lisääntymiseen (Hall & Knapp 2013, 527). Jos yksilö ei ole muinaisina aikoina tunnistanut kunnolla esimerkiksi aggressiota tai uhkaa, se on vaikuttanut hänen selviytymiseensä, ja vähitellen sukupolvien aikana sellaiset yksilöt karsiutuvat pois. Hymy esimerkiksi liittyy yhteistyöhön, ja vihaisuus uhkaan (Hall & Knapp 2013, 532), joten meillä on evolution muokkaama kyky antaa näille signaaleille merkitys. Hallin ja Knappin (2013, 347–348) mukaan tutkimuksissa on viitteitä esimerkiksi siitä, että miehet, joilla on korkeampi testosteronipitoisuus havaitsevat helpommin vihaiset naamat, koska testosteronimäärä yhdistyy aggressiivisuuteen ja dominanssiin, ja vihainen ilme puolestaan merkitsee aggressiota ja dominanssia.

Merkityksen rakentumiseen vaikuttavat myös sosiaaliset ja kulttuuriset prosessit. Desogus (2012) kuvailee artikkelissaan Econ semiotiikkaa, jossa semiotiikassa tapahtuva kategorioiden luominen merkeille ei ole yksilöllinen tai psykologinen ilmiö, vaan sen taustalla toimii vain kulttuuriset toiminnot. Kun yhteisön jäsenet jakavat samat ilmaisuun liittyvät tulkinnat, he muodostavat kyseisen ilmaisun kulttuurisen yksikön, joka tarkoittaa kaikkea sitä tietoa, joka ilmaisuun liitetään. Tämän tiedon säilytyspaikkaa kutsutaan tietosanakirjaksi (encyclopedia), jota käytetään merkityksentämisen prosessissa, ja joka on oleellinen osa, kun luodaan kulttuurisia sääntöjä merkityksentämisessä. Hän tuo esille, että kulttuuriset yksiköt vaikuttavat ilmaisujen tulkintaan arvojen kautta, joita voi vaihtaa toisten systeemien kulttuuristen yksikköjen arvojen kanssa. Esimerkiksi sanaan "punainen" voidaan tietyssä kulttuuristen yksikköjen systeemissä liittää värin merkitys, poliittisessa systeemissä kommunismin merkitys ja niin edelleen (Desogus 2012, 501, 505, 508, 511, 520.). Desogus (2012, 512) mainitsee artikkelissaan myös, että Econ mukaan semioosiin liittyy myös uskomukset maailmasta sekä sosiaaliset tavat, mikä on yhteneväistä kommunikoinnin sosiaalis-konstrutkionistisen perspektiivin kanssa, josta Trenholm (2017, 25, 29) mainitsee. Kyseisessä perspektiivissä kulttuurin ajatellaan vaikuttavan siihen, miten tulkitsemme eli merkityksennämme maailmaa ympärillämme. Näitä kulttuurillisia työkaluja jotka vaikuttavat merkityksentämiseen ovat jokaisen kulttuurin symbolinen koodi eli kieli, kognitiiviset tavat eli kyseisen kulttuurin tavat prosessoida informaatiota, kulttuurin perinteet eli arvot ja asenteet, sekä kulttuurin roolit ja säännöt (Trenholm 2017, 29). Kyseisen perspektiivin mukaan ihmiset luovat kollektiivisesti representaatioita todellisuudesta, mikä on yhteneväistä Desogusen (2012, 520) mainitseman semiotiikan prosessin ja siihen liittyvän tietosanakirjan käsitteen kanssa. Samoin kuin biologia toimii tavallaan pohjimmaisena tasona merkityksentämisessä, mielestäni kulttuuri on siitä seuraava taso, joka puolestaan antaa pohjaa yksilöllisten psykologisten prosessien muodostumiselle. Koska olemme kaikki yksilöitä, myös persoonallisuuspiirteet vaikuttavat viestien tulkintaan (Hall & Knapp 2013, 519).  Hall ja Knapp (2013, 697) mainitsevat myös kulttuurin voimakkaan vaikutuksen erityisesti sanattoman viestinnän eleisiin ja niiden tuottamiseen ja tulkitsemiseen, mutta he tuovat toisista poiketen esille sen, että kyseiset eleet pohjautuvat kaikissa kulttuureissa usein biologiaan. Esimerkiksi eri kulttuureissa sanattoman viestinnän eleet ja niiden tulkinta ovat melko samanlaisia: suora tuijotus voidaan tulkita aggressiiviseksi, mutta eroja on esimerkiksi siinä, mikä määrä tuijotusta tai koskettamista tulkitaan sopivaksi (Hall & Knapp 2013, 710, 717.)

Myös sosiaalinen ja fyysinen ympäristö vaikuttavat merkityksentämiseen luomalla vuorovaikutustilanteelle kontekstin, jonka kautta viestejä tulkitaan (Hall & Knapp 2013, 524). Hall ja Knapp (2013, 524) kertovat tässä yhteydessä nonverbaaleista kommunikointitilanteista, mutta mielestäni nämä sopivat muidenkin viestien merkityksentämiseen. He tuovat esille, että jokaisella vuorovaikutustilanteella on sen osapuolten mielessä luotu tapahtumapaikka (setting) ja siihen liittyviä päämääriä (goal). Päämäärä tarkoittaa kognitiivista representaatiota halutusta tilasta, johon ihminen pyrkii. On helpompi merkityksentää viestejä oikein, jos viestinnän osapuolet jakavat tilanteesta samat odotukset ja päämäärät.  Jokainen tuo tapahtumapaikkaan omat kognitiiviset prosessinsa, kuten asenteet, odotukset ja myös havainnolliset vinoumat, kuten ennakkoluulot, jotka ovat yleensä tiedostamattomia, ja jotka toimivat ikään kuin tulkitsemisen filtterinä (523, 529). Jos kognitiivisia resursseja ja motivaatiota on tarpeeksi, on mahdollista olla tietoisempi omista kognitiivisista prosesseistaan ja siten tulkita viestejä helpommin ilman vinoumia. Mutta jos ihminen on esimerkiksi huolestunut tai väsynyt, hänellä on rajallisempi määrä kognitiivisia resursseja, jolloin niitä ei välttämättä riitä tietoisempaan tulkintaan (Hall & Knapp 2013, 521, 527, 529–530.)

Desogus (2012, 501) kertoo, että Econ semiotiikkassa merkkien tulkinta ei ole lainkaan yksilöllinen tai psykologinen prosessi. Trenholm (2017, 25–26) tuo puolestaan esille kommunikoinnin psykologisen näkökulman, jonka mukaan viestien merkityksentämiseen vaikuttavat kognitiiviset prosessit, kuten uskomukset, arvot, asenteet, tunteet. Kun ärsyke tulee, se pyritään heti kategorisoimaan ja antamaan sille rakenne sekä merkitys. Esimerkiksi television äänet ja varjot jäsennetään nopeasti kuviksi ja sanoiksi (Trenholm 2017, 49). Psykolgiselta kannalta merkityksen rakentumiseen vaikuttavat sosiaalinen ymmärrys, menneet kokemukset sekä tietämys maailmasta (50). Desogusen (2012) mukaan tähän kategorisointiin vaikuttavat vain kulttuuriset prosessit, mutta hän ei ota huomioon sitä, että ihmisen eletty elämä vaikuttaa mielen rakenteiden kehittymiseen. Psykologisen näkökulman mukaan merkityksentämisessä käytetään apuna mielen rakenteita, kuten skeemoja, prototyyppejä, konstruktioita ja skriptejä (Trenholm 2017, 50–52). Skeemat ovat mielen sisäisiä representaatioita: kun esimerkiksi objekti havaitaan, se säilötään lyhyt-kestoiseen muistiin sillä aikaa, kun mielestä etsitään sen tulkintaan sopivaa skeemaa. Skeemoja on rakentunut elämän aikana fyysisille objekteille, ihmistyypeille (prototyypit), persoonallisuuspiirteille (konstruktiot), ihmissuhteille ja tomintamalleille (skriptit). Nämä skeemat voivat olla joko tarkkoja ja tilanteeseen sopivia, mutta ne voivat myös vääristää tulkintoja. Trenholm (2017, 51) kuvailee henkilökohtaisia konstruktioita piirteiksi, joita joka päivä huomataan toisissa. Tapahtumat voivat virittää näitä konstruktioita, jolloin niitä käytetään helpommin ihmisten piirteiden tulkitsemiseen. Esimerkiksi jos ihminen on juuri lukenut poliittisesta skandaalista, hän saattaa mieltää sen jälkeen toiset helpommin manipuloiviksi, koska kyseinen konstruktio on virittynyt sillä hetkellä. Trenholmin (2017, 51) mukaan joistakin konstruktioista on voinut tulla tapoja, eli nitä käytetään useimmiten olosuhteista olosuhteista. Niitä kutsutaan kroonisesti saatavilla oleviksi konstruktioiksi, jotka todennäköisimmin vääristävät ja värittävät toisten ja heidän viestiensä merkityksen tulkitsemista. Sen takia toinen saattaa kuvata tiettyä ihmistä ystävälliseksi, ja toinen taas manipuloivaksi. Skriptit taas auttavat tulkitsemaan, mitä tapahtuu seuraavaksi. Kun olemme elämän aikana käyneet esimerkiksi kaupassa, meille on muodostunut skripti siitä, mitä siellä tulee tapahtumaan: menemme ovesta sisään, valitsemme tuotteet, maksamme myyjälle ym. Niiden avulla merkityksen luominen viesteillekin on helpompaa, jos tiedetään, mitä odottaa. Mutta kuten muutkin mielen rakenteet, nekin voivat tosin vääristää havaintoja ja viestien tulkintoja, jos automaattisesti luotamme niihin. Skripteillä voi olla esimerkiksi "oletusasetukset", joilla tapahtuman yksityiskohtia täydennetään jos ne puuttuvat, kuten onnettomuustilanteissa voi käydä (Trenholm 2017, 53). Kulttuuri toki vaikuttaa isolta osalta siihen, millaisia skriptejä ja muita skeemoja mieleemme rakentuu, mutta mielestäni yksilön ominaisuudet kokonaisvaltaisesti vaikuttavat siihen, miten niitä käytetään ja mistä muodostuu herkimmin virittyviä skeemoja.

Desogus (2012, 508) kertoo merkityksen rakentumisen osista ottamalla esille Peircen teorian. Kyseisessä teoriassa semioosi koostuu prosessista, jossa on kolme toisiinsa liittyvää elementtiä: merkitsijä  eli merkki, objekti eli merkin viittauksen kohde ja tulkitsin, joka viittaa merkin ja sen objektin väliseen suhteeseen. Peircen mukaan merkityksen antamisen prosessi tapahtuu niin, että merkin ja objektin välinen suhde ymmärretään toisen merkin, tulkitsimen välityksellä, mikä valottaa ensimmäistä merkkiä. Esimerkiksi jos pyrimme tulkitsemaan koiran muotoisen hahmon kuvaa (merkkiä), tulkitsemme sen kontekstin perusteella sanalla (objektilla) koira. Tulkinta siis sinetöi merkin ja objektin välisen suhteen (Desogus 2012, 509). Desogus (2012, 508) kertoo Peircen teoriasta myös sen, että merkityksen antaminen esimerkiksi koiran muodolle ei vaadi erityistä ponnistusta, jos se on muodostunut osaksi uskomustamme / tapaamme, jossa kyseisen muodon merkitys ei vaadi konkreettisia toimintoja maailmassa. Tämä muistuttaa kommunikoinnin psykologisen näkökulman skeemaa, jossa olemme luoneet skriptin sille, ettei koiran läsnäolo vaadi toimintoja (Trenholm 2017, 50–52).  Mutta jos koira haukkuu, tulkitseva aktiivisuus herää, ja alamme tuottaa uusia tulkintoja eli merkityksentämistä kyseiselle tilanteelle. Saatamme esimerkiksi luoda merkityksen, jossa koira voi purra ja huomaamme uusia asioita, joita emme aiemmin huomanneet, kuten koiran koon (Desogus 2012, 508–510.) Tämä on mielestäni myös biologinen prosessi, jossa äkkinäiset muutokset tulkitsemisen kohteessa ovat herättäneet selviytymisvaiston, mikä vaatii nopeaa uudellentulkintaa: merkitseekö muuttunut tilanne uhkaa? Ihmiset saattavat tulkita esimerkiksi metsätiellä sijaitsevan oksan käärmeeksi, koska evoluutio on suosinut kyseisen ärsykkeen huomaamista: käärmeet ovat merkinneet ihmishistorian aikana mahdollista vaaraa, ja sen huomanneet ovat todennäköisemmin jääneet henkiin, joten kyseinen piirre on vähitellen yleistynyt. Desogus (2012, 511) mainitsee, että koiran haukkuminen laukaisee vaaran käsityksen, mutta hän tuo esille siihen liittyvän kollektiivisen eli kulttuurisen näkökulman, eikä ota huomioon biologisia prosesseja.

Merkityksen rakentuminen on siis kokonaisvaltainen prosessi, johon vaikuttavat niin biologia, kulttuuri kuin yksilölliset kognitiiviset ja psykologiset prosessit. Iso osa näistä prosesseista on tiedostamattomia, mutta motivaation ja kognitiivisten resurssien salliessa on mahdollista opetella olemaan tietoisempi siitä, miten omat merkitykset ja tulkinnat rakentuvat ja pyrkiä ymmärtämään myös muiden kokemuksia ja näkökulmia asioihin.

 

Lähdeluettelo:

Desogus, P. 2012. The encyclopedia in Umberto Eco's semiotics. Semiotica, 192, 501–521.

 

Hall, J.A. & Knapp, M.L. Nonverbal Communication. 2013. 9. painos. Boston : De Gruyter Mouton.

 

Trenholm, S. (toim.) 2020. Thinking through communication: An introduction to the study of human communication. 7. painos. London and New York: Routledge.

 

Wahl-Jorgensen & Hanitzsch. 2020. The Handbook of journalism studies, luvut 1-3, sivut 3-54.

 

Ihmisen kongitio

Olen biologina ja nykyisin tietotekniikan (ja psykologian) opiskelijana todella kiinnostunut siitä, miten biologia on inspiroinut, ja voisi inspiroida, robotiikkaa ja tekoälyä. Selvitin neuropsykologian kurssin esitelmään hieman ihmisen ja robotin kongitiosta, ja haluan kirjoittaa siitä blogiinkin! Tästä riittäisi kirjoitettavaa vaikka miten paljon, mutta teen ensin yleiskatsauksen sekä ihmisen että robottien kognitioon, ja syvennän niitä edelleen tulevissa teksteissä. 

Jos välissä on tällaisellä vihreällä pohjalla tekstiä, ne ovat mietteitäni aiheeseen liittyen. 

Ensimmäisessä osassa keskityn ihmisen hermoverkkoihin ja kongitioon, koska niin kuin Kozma, Aghazarian, Huntsberger, Tunstel & Freeman (2007) toteavat artikkelissaan Computational aspects of cognition and consciousness in intelligent devices, 

"Understanding dynamics of cognition and its relevance to intentionality is a crucial step toward building more intelligent machines.”(1)

Haluan tehdä ensin määritelmät selväksi, koska joskus tietoisuus ja kongitio saattavat termeinä mennä sekaisin. Keskityn näissä blogiteksteissä ainakin nyt ensin kognitioon, vaikka tietoisuus on myös todella mielenkiintoinen aihe. Kognitio ja tietoisuus ovat aiheina niin laajoja, että niiden tarkempaan tutkimiseen saisi kulumaan vaikka miten paljon aikaa. Etenenkin siis yleisestä yksityiskohtaisempaan, eli teen ensin aiheisiin yleiskatsaukset.

Tietoisuus käsitteenä on ollut hieman hankala määritellä, mutta yleensä siihen liitetään juurikin tietoisuus (awareness) omista tunteista, ajatuksista ja mielestä (2,3). Eri lajeilla tietoisuus voi ilmetä eri tavalla (2), ja jopa kasvien tietoisuuden olemassaoloa on pohdittu (4). 

Kognitio käsitteenä liittyy informaation käsittelemiseen, eli kognitioon liittyy esimerkiksi havaitseminen, oppiminen, muisti, ongelmanratkaisu ym. (5). Kognition toiminta pohjautuu hermoverkkoihin ja synaptisiin signaaleihin (6), joten tarkastellaan seuraavaksi, mihin hermosolujen signaalien lähettäminen perustuu.

Hermosolujen informaation välittäminen

Cook (2008) tuo esille, että melkein kaikki monisoluisten eläinten (ja kasvien) solut ovat virittymättömiä" (non-excitable), paitsi kolmenlaiset solut: aistinsolut, lihassolut ja hermosolut. Nämä solut voivat vastata nopeasti ulkoiseen ärsykkeeseen, ja niiden ansiosta mm. liikkkuvuus sekä mielen kompleksisuus on mahdollista, mikä mikä erottaa eläinkunnan selkeimmin kasvikunnasta.

Niin roboteilla kuin elävilläkin eliöillä kaikki pohjautuu informaation eli signaalien kulkemiseen osista toisiin. Esimerkiksi aisteista tulee signaaleja aivoihin käsiteltäväksi, ja niiden pohjalta keho säätää toimintaansa. Mielestäni on todella jännää ja mielenkiintoista, että robotit toimivat samalla tavalla, vaikka se onkin melko ilmiselvä asia. Roboteilla sensorit toimivat aistineliminä, ja niistä tulevien signaalien pohjalta suoritin laskee tarvittavat toimenpiteet ja ohjaa robottin toimintaa.

Ihmisen hermosto jakautuu keskushermostoon ja ääreishermostoon (7). Keskushermostoon kuuluu aivot ja selkäydin, ja ääreishermostoon somaattinen sekä autonominen hermosto. Somaattinen hermosto esimerkiksi ottaa vastaan ja lähettää aivoihin aistinelinten saamia ärsykkeitä, joista tieto kulkeutuu mm. lihaksiin. Autonomiseen hermostoon puolestaan kuuluu sisäelinten toimintoja säätelevät hermot, jotka eivät ole tahdonalaisia. Autonomisessa hermostossa toimii kaksi vastakkaisvaikutteista osaa, sympaattinen (aktiivisessa toiminnassa) ja parasympaattinen (lepotilassa) hermosto.

Hermoston kudos koostuu hermotukikudoksesta ja hermokudoksesta, mikä taasen koostuu erilaisista hermosoluista (8). Hermosolut välittävät informaatiota ympäri kehoa niin sähköisesti kuin kemiallisestikin: hermosolun sisällä signaalin kulku pohjautuu sähköisen varauksen muuttumiseen eli toimintapotentiaaliin (action potential), ja hermosolujen välillä välittäjäaineisiin (8). 

Roboteilla informaatio kulkee sähköisesti. Ehkä melko lennokas ajatus, mutta olisikohan tulevaisuudessa roboteillakin mahdollista välittää informaatiota jollain toisellakin tavalla? Pitää muistaa tehdä joskus blogiteksti kasvien informaation välittämisestä, nekin käyttävät siihen mm. kemiallisia signaaleja.

Hermosolu koostuu solukeskuksesta (cell body), viejähaarakkeesta (axon), tuojahaarakkeista (dendrites), viejähaarakkeen hermoliitospäätteistä (terminal branches of axon), ja myeliinitupesta (myelin sheath). (8). Tuojahaarakkeet ottavat vastaan signaaleja muista hermosoluista. Solukeskus puolestaan antaa solulle energiaa ja sinne on tallennettu solun perimä (eli keskus ohjaa solun toimintaa). Viejähaarake tuottaa toimintapotentiaalin, ja solun päädyssä viestit välittyvät synapsin eli hermoliitoksen kautta toisiin hermosoluihin. Myeliinit puolestaan ovat rakenteita, jotka toimivat viejähaarakkeiden eristeenä vaikuttaen siten signaalin nopeuteen. 

Viejähaarakkeet vastaavat siten vähän kuin robottien johtoja! <3 

Kuvan lähde: https://i.pinimg.com/originals/bc/c7/75/bcc7759de84a12be967f99d061170d08.jpg

Hermosolujen sisäinen informaation kulku (8)

Hermosolun sisä-ja ulkopuolella on solukalvon eristämänä sähköisen varauksen ero, jota kutsutaan lepopotentiaaliksi. Lepopotentiaali on yleensä n. -70 mV ja johtuu siitä, että solukalvo eristää ulko-ja sisäpuolelleen ioneja eli sähköisesti varautuneita partikkeleja. Nämä ionit, kuten kalium ja natrium, voivat kulkea solukalvon läpi vain ionikanavien kautta. Muista hermosoluista tulevat signaalit voivat vaikuttaa ionikanavien aukeamiseen ja sulkeutumiseen, jolloin ionien pitoisuus solukalvon kummallakin puolella muuttuu. Tällöin solu ei ole enää lepopotentiaalissa, vaan muuttuu varaukseltaan joko positiivisemmaksi tai negatiivisemmaksi.

Toimintapotentiaalista puhutaan silloin, kun solu laukeaa, eli kun solun jännite saavuttaa kynnysarvon n. - 55 mV, nousee siitä n. +40 mV:iin asti, laskee siitä hieman alemmas kuin lepopotentiaali, ja  asettuu lopulta takaisin lepopotentiaalin arvoon. Toimintapotentiaalissa on eri vaiheita, kuten alla olevasta kuvasta näkyy.

Kuvan lähde: https://www.moleculardevices.com/sites/default/files/images/page/what-is-action-potential.jpg

Hermosolut välittävät informaatiota myös värähtelyjen taajuuden ja kuvioiden avulla, esimerkiksi niin, että hermosolut reagoivat eri tavoilla eri taajuuksilla tuleviin syötteisiin.(9) Hermosolut voivat  myös värähdellä synkroniassa keskenään, mikä on myös tapa informaation välittämiselle. 

 

Minua kiehtoo todella paljon sähkö monisoluisten eläinten toiminnassa. Cook (2008) kertoo artikkelissaan, että toimintapotentiaalissa on kiehtovaa se, ettei impulssin kulkuun liity suurta määrää materiaalin virtaa synapsin suuntaisesti, toisin kuin sähkötekniikasan signaaleissa, joihin liittyy elektronien virta metallilankaa pitkin. Toimintapotentiaalissa solukalvon avautuminen saa aikaan ionien virtauksen solun sisä-ja ulkopuolelle, mikä tapahtuu siis kohtisuoraan synaptiseen siirtymiseen nähden. Hän tuo esille, että ilman toimintapotentiaalia, eläinlajit vastaisivat ulkoisiin ärsykkeisiin kuten kasvit: todella hitaasti. Mind = blown!

 

Hermosolujen välinen informaation kulku (8)

Hermosolujen välillä informaatio kulkee välittäjäaineiden avulla. Toimintapotentiaali aiheuttaa välittäjäaineiden vapautumisen hermosolussa, ja ne sitoutuvat seuraavan hermosolun tuojahaarakkeissa oleviin rakenteisiin, reseptoreihin. Välittäjäaineille on omat sitoutumispaikkansa reseptoreissa, eli kaikki eivät pysty sitoutumaan kaikkiin paikkoihin. Välittäjäaine muuttaa reseptorin rakennetta, mikä puolestaan vaikuttaa hermosolun sähköiseen varaukseen reseptorin lähistöllä vaikuttamalla solukalvon läpi kulkevien ionien virtaukseen. Välittäjäaineilla voi olla estäviä tai kiihoittavia vaikutuksia hermosoluun, johon ne sitoutuvat, eli ne voivat tehdä solun jännitteen positiivisemmaksi tai negatiivisemmaksi. Mikäli näitä paikallisia varauksen muutoksia on tarpeeksi, ne saattavat saada aikaan solun laukeamisen, eli silloin toimintapotentiaali kulkee kyseisen solun läpi viejähaarakkeen kautta. Kuten aiemmassa kappaleessa todettiin, solu laukeaa vain, jos sen jännite ylittää kynnysarvon n. - 55 mV.

Hermosolujen signaalien kulkuun voi vaikuttaa esimerkiksi monet lääkkeet ja sairaudet (8, 10). Monissa sairauksissa, kuten Parkinsonin taudissa ja masennuksessa, välittäjäaineet ovat jollain tavalla epätasapainossa. On myös tärkeää, että eri aivoalueiden välillä signaalit kulkevat oikein, koska eri aivoalueet toimivat yhteistyössä kognitiivisissa prosesseissa.

Ihmisen kognitio (11)

Eysenckin & Brysbaertin kirjan Fundamentals of cognition (2018) mukaan ihmisen kognitioon kuuluu mm. visuaalinen havaitseminen, huomion suuntaaminen, suoriutuminen, lyhyt-ja pitkäkestoinen muisti, semanttinen muisti, kieli, ongelman ratkaiseminen, arvostelu (judgment), päätöksen teko ja päättely, ja se on yhteydessä myös tunteisiin. Kognitiivisissa prosesseissa siis saadaan, säilötään ja muutetaan informaatiota. 

Tekoälyssähän on osa-alueina mm. päättely, ongelman ratkaisu, tiedon esittäminen, suunnittelu, luonnollisen kielen prosessointi, havainnot, liike ja manipulaatio, sosiaalinen älykkkyys ym. Todella mielenkiintoista, koska ne pohjautuvat selvästikin ihmisen kognitiivisiin osa-alueisiin! Perehdyn näihin enemmän, kun kirjoitan robottien kognitiosta.Tuli myös mieleen, että pitää myös selvittää, millaista mallia muilta lajeilta kuin ihmisiltä on otettu tekoälyyn. Ainakin parviälyyn on otettu mallia esim. hyönteisiltä, vau! Ja kiinnostaa tietenkin kasvien ns. älykkyydestä kiinnostuneena, miten kasveja voitaisiin käyttää inspiraation lähteenä robotiikassa ja tekoälyssä.

Informaatiota prosessoidaan rinnakaisesti, eli monet aivoalueet osallistuvat esimerkiksi monimutkaisen tehtävän ratkaisemiseen. 

Eysenckin & Brysbaertin (2018) kirjan mukaan on eri osa-alueita, joilla kognitiota tutkitaan: 

1) kokeellinen kognitiivinen psykologia pohjautuu käyttäytymisen mittaamiseen 

2) kognitiivinen neurotiede pohjautuu aivojen aktiivisuuteen ja käyttäytymiseen tehtävän aikana 

3) kognitiivinen neuropsykologia pohjautuu aivovaurioisten potilaiden suoriutumisen tutkimiseen kognitiivisen tehtävän aikana

4) laskennallinen kognitiivinen tiede pohjautuu siihen, että ihmisen kongitiosta tehdään laskennallisia malleja (tässä connectionist models pystyvät oppimaan, ja pohjautuvat oletukseen monista rinnakkaisista prosesseista)

5) edellisten yhdistelmät

Miten kognitio syntyy?

Miten kognitio, erityisesti ihmisen kognitio, sitten syntyy? Tietoisuuden ja kognition syntyä on pohdittu niin filosofiassa, biologiassa, fysiikassa kuin neurotieteissäkin (12). Tietoisuus on käsitteenä ehkä hieman laajempi ja hankalampi kuin kognitio, koska se käsittää käsityksen ja tietoisuuden itsestä, mikä menee todella filosofiseksikin. Kvanttimekaniikan osuutta tietoisuuden syntyyn on pohdittu paljon (13, 14, 15), teen siitä mahdollisesti myöhemmin oman blogitekstin. 

Sekä tietoisuuden että kognition pohjana toimii aivojen hermoimpulssit, vaikkakaan mekanismeja ei vielä täysin tunneta (15). Kognitioon liittyy monia keskenään vuorovaikutuksessa olevia aivoalueita, kuten aistiminen, muistirakenteet, ja tunteet (16). Aivojen eri osissa kulkee samaan aikaan useita eri signaaleja, jotka ovat yhteydessä erilaisiin kognitiivisiin prosesseihin (16). Miten nämä signaalit eivät sekoitu keskenään, vaan toimivat järjestäytyneesti? On saatu viitteitä siitä, että se voisi liittyä hermosoluverkostojen synkroniseen toimintaan.

Hermosolujen taajuudet, värähtelyt ja resonanssit

Yksittäiset hermosolut voivat välittää informaatiota myös resonoimalla ja värähtelemällä useilla eri taajuuksilla (17, 18, 19). Hermostolliset värähtelyt tarkoittavat hermoston aktiivisuuden toistuvia kuvioita. Resonanssi tarkoittaa "mitattavaa ominaisuutta, joka kuvaa hermosolun ominaisuutta vastata valikoivasti tiettyihin taajuuksiin" (17). Esimerkiksi resonoivat hermosolut voivat tuottaa suuria vasteita syötteisiin, jotka ovat lähellä niiden resonoivaa taajutta, ja pieniä vasteita muihin taajuuksiin (17).

Aivoissa siis aktivoituu toiminnan aikana niin ajallisesti kuin spatiaalisestikin rytmisesti suuri määrä hermosoluja, jotka voivat toimia synkroniassa keskenään (16, 17). Näillä aivojen rytmeillä näyttäisi olevan yhteys kognitiiviseen toimintaan: muisti, havaitseminen ja jopa tietoisuus voi juontaa juurensa synkronissa toimivista hermosolujen verkostoista (19). Esimerkiksi tietyllä taajuudella toimivat hermosolujen värähtelyt voivat liittyä havaitsemiseen, oppimiseen ja muistiin, toiset taas unen aikaiseen oppimiseen ja muistiin (20, 21). Nämä eri taajuusjoukot voivat toimia myös yhteistyössä keskenään (21). Tunnettuja taajuusjoukkoja on mm. alfa-taajuus: (8-13 Hz), beta-taajuus (14-30 Hz) ja gamma-taajuus (>30 Hz) (20).

Meillä on kuitenkin vielä paljon opittavaa: vaikkakin tiedämme, miten mikroskooppisella tasolla kognition perusta (eli informaation käsitteleminen) toimii hermosolujen synaptisen kommunikoinnin kautta, emme kuitenkaan tiedä tarkasti, miten makroskooppisella tasolla"koko aivojen" (whole-brain) kognitio toimii, saati hermoston synkronisoinnin mekanismit (17, 19). Olisi myös hyödyllistä saada tietoa esimerkiksi hermoston värähtelyjen ja biokemiallis-molekulaaristen värähtelyjen (kuten vuorokausirytmi) suhteesta (19).

Mielestäni on todella mielenkiintoista tutkia, miten pienistä osasista koostuu suurempi kokonaisuus, eli elämä <3 Ehkä se vielä joskus selviää ja jos ei, mitäs elämä olisikaan ilman mysteerejä :)

Lähteet:

(1)  Kozma, R., Aghazarian, H., Huntsberger, T., Tunstel, E., & Freeman, W. J. (2007). Computational aspects of cognition and consciousness in intelligent devices. IEEE Computational Intelligence Magazine, 2(3), 53-64.

(2) Griffin, D. R. (2013). Animal minds: Beyond cognition to consciousness. University of Chicago Press.

(3) Engel, A. K., Fries, P., König, P., Brecht, M., & Singer, W. (1999). Temporal binding, binocular rivalry, and consciousness. Consciousness and cognition, 8(2), 128-151.

(4) Gardiner, J. (2012). Insights into plant consciousness from neuroscience, physics and mathematics: a role for quasicrystals?. Plant signaling & behavior, 7(9), 1049-1055.

(5) Eysenck, M. W., & Brysbaert, M. (2018). Fundamentals of cognition. Routledge.

(6) Damasio, A., & Carvalho, G. B. (2013). The nature of feelings: evolutionary and neurobiological origins. Nature reviews neuroscience, 14(2), 143-152.

(7) Mai, J. K., & Paxinos, G. (Eds.). (2011). The human nervous system. Academic press.

(8) Banich, M. T., & Compton, R. J. (2018) (toim.). 4. painos. Cognitive neuroscience. Cambridge University Press.

(9)  Buzsáki, G., & Draguhn, A. (2004). Neuronal oscillations in cortical networks. science, 304(5679), 1926-1929.

(10) Fields, R. D. (2008). White matter in learning, cognition and psychiatric disorders. Trends in neurosciences, 31(7), 361-370.

11) Eysenck, M. W., & Brysbaert, M. (2018). Fundamentals of cognition. Routledge.

12) Li, T., Tang, H., Zhu, J., & Zhang, J. H. (2019). The finer scale of consciousness: quantum theory. Annals of Translational Medicine, 7(20).

13) Li, T., Tang, H., Zhu, J., & Zhang, J. H. (2019). The finer scale of consciousness: quantum theory. Annals of Translational Medicine, 7(20).

14) Beck, F., & Eccles, J. C. (1994). Quantum aspects of brain activity and the role of consciousness. In How the Self Controls Its Brain (pp. 145-165). Springer, Berlin, Heidelberg.

15) Cook, N. D. (2008). The neuron-level phenomena underlying cognition and consciousness: synaptic activity and the action potential. Neuroscience, 153(3), 556-570.

16) Engel, A. K., & Singer, W. (2001). Temporal binding and the neural correlates of sensory awareness. Trends in cognitive sciences, 5(1), 16-25.

(17) Hutcheon, B., & Yarom, Y. (2000). Resonance, oscillation and the intrinsic frequency preferences of neurons. Trends in neurosciences, 23(5), 216-222.

(18) Llinás, R. R. (1988). The intrinsic electrophysiological properties of mammalian neurons: insights into central nervous system function. Science, 242(4886), 1654-1664.

(19) Buzsáki, G., & Draguhn, A. (2004). Neuronal oscillations in cortical networks. science, 304(5679), 1926-1929.

(20) Penttonen, M., & Buzsáki, G. (2003). Natural logarithmic relationship between brain oscillators. Thalamus & Related Systems, 2(2), 145-152.

(21) Singer, W. (1993). Synchronization of cortical activity and its putative role in information processing and learning. Annual review of physiology, 55(1), 349-374.