Aivot ovat kuin suurkaupungin tieverkosto, osa V

Kuinka häiriönsietokykyinen aivoverkostosi on?

Aiemmissa osissa olemme tarkastelleet kahta hyvin toimivan aivoverkoston keskeistä ominaisuutta: paikallista erikoistumista ja verkoston eri osien välistä tehokasta yhteistyötä.

Hyvin toimivat aivot tarvitsevat molempia. Eri alueiden pitää pystyä hoitamaan omia tehtäviään tehokkaasti, mutta samalla tiedon täytyy päästä kulkemaan nopeasti myös verkoston eri osien välillä.

Entä mitä tapahtuu silloin, kun kaikki ei toimikaan normaalisti?

Tässä osassa tarkastelemme aivoverkoston resilienssiä eli häiriönsietokykyä: kuinka hyvin verkoston toiminta pystyy säilymään, vaikka jokin sen alue tai yhteys heikkenee tai häiriintyy.

Kun pääväylä menee poikki

Suurkaupungissa toimiva liikenneverkosto ei voi olla riippuvainen vain yhdestä tiestä.

Jos tärkeä pääväylä suljetaan esimerkiksi onnettomuuden tai rakennustyömaan vuoksi, hyvin suunnitellussa verkostossa liikenne pystyy siirtymään vaihtoehtoisille reiteille. Matka voi hetkellisesti hidastua, mutta koko kaupunki ei pysähdy.

Aivoverkostossa periaate on samankaltainen.

Verkoston häiriönsietokyky riippuu siitä, kuinka paljon vaihtoehtoisia yhteyksiä sillä on käytettävissään ja kuinka verkoston tärkeimmät solmukohdat ovat järjestäytyneet.

Tässä mielessä resilienssi liittyy myös ajatukseen toimintareservistä: kuinka paljon verkostolla on kapasiteettia sopeutua tilanteeseen, jossa sen normaali toimintatapa joutuu häiriöön.

On kuitenkin hyvä erottaa tämä esimerkiksi psykologisesta resilienssistä. Tässä puhumme nimenomaan aivoverkoston rakenteellisesta ja toiminnallisesta häiriönsietokyvystä, emme suoraan ihmisen kyvystä selviytyä vastoinkäymisistä.

Mikä tekee verkostosta häiriönsietokykyisen?

Verkosto, jossa jokainen alue olisi yhteydessä kaikkeen, olisi valtavan kallis ylläpitää eikä erityisen tehokas.

Toisaalta erittäin niukka verkosto, jossa tieto kulkisi vain muutamaa tarkasti määrättyä reittiä pitkin, voisi olla tehokas niin kauan kuin kaikki toimii – mutta haavoittuva heti yhden tärkeän yhteyden häiriintyessä.

Toimiva aivoverkosto joutuu siis jälleen ratkaisemaan tutun kompromissin:

Kuinka säilyttää tehokas tiedonkulku ilman, että verkostosta tulee liian riippuvainen yksittäisistä reiteistä tai solmukohdista?

Tätä voidaan tarkastella useiden verkostomittareiden avulla. Tässä nostamme esiin kaksi: pienimaailmaisuuden ja assortatiivisuuden.

1. Pienimaailmaisuus – lähellä paikallisesti, nopeasti kauas

Pienimaailmaisuus kuvaa verkostorakennetta, jossa yhdistyvät kaksi ominaisuutta:

• paikalliset alueet muodostavat tiiviitä yhteysryhmiä
• verkoston kaukaisten osien välillä on tehokkaita, suhteellisen lyhyitä yhteysreittejä

Suurkaupungissa tämä vastaisi rakennetta, jossa yksittäisten kaupunginosien sisäinen katuverkosto on tiheä, mutta niiden välillä kulkee lisäksi tehokkaita pääväyliä.

Tämän seurauksena paikallinen liikenne toimii hyvin, mutta tarvittaessa toiselle puolelle kaupunkia pääsee suhteellisen vähillä välietapeilla.

Aivoverkostossa vastaava järjestäytyminen yhdistää paikallisen erikoistumisen ja koko verkoston tehokkaan tiedonkulun.

Pienimaailmaisuus ei siis tarkoita vain “paljon yhteyksiä”, vaan sitä, että yhteydet ovat järjestäytyneet tarkoituksenmukaisella tavalla.

Miksi tällainen rakenne on hyödyllinen?

Ajatellaan kahta ääripäätä.

Jos verkosto koostuisi vain tiiviistä paikallisista ryhmistä, jokainen alue voisi toimia hyvin omassa tehtävässään, mutta tieto kulkisi hitaasti verkoston eri osien välillä.

Jos taas kaikki olisi suorassa yhteydessä kaikkeen, verkosto menettäisi paikallista erikoistumistaan ja sen ylläpitäminen olisi biologisesti kallista.

Pienen maailman rakenne tarjoaa kompromissin:

Paljon paikallista yhteistyötä, mutta vain riittävästi tehokkaita pitkän matkan yhteyksiä koko verkoston yhdistämiseksi.

Tämä tekee siitä kiinnostavan mittarin, kun tarkastellaan aivoverkoston kokonaisorganisaatiota.

2. Assortatiivisuus – ketkä ovat yhteydessä kehen?

Toinen resilienssin kannalta kiinnostava ominaisuus on assortatiivisuus.

Se kuvaa sitä, kuinka samanlaiset verkoston solmut liittyvät toisiinsa yhteyksiensä määrän tai voimakkuuden perusteella.

Yksinkertaistettuna voidaan kysyä:

Ovatko verkoston vilkkaimmat solmukohdat yhteydessä toisiin vilkkaisiin solmukohtiin?

Tieverkostossa tämä voisi tarkoittaa sitä, yhdistyvätkö suuret liikenteen solmukohdat suoraan toisiin suuriin solmukohtiin vai jakautuuko liikenne enemmän suurten ja pienempien liittymien kautta.

Aivoverkostossa erityisen merkittäviä ovat hubit, eli solmut, joilla on keskeinen asema verkoston tiedonkulussa.

Jos hubit ovat vahvasti yhteydessä keskenään, verkoston tärkeiden solmujen välille muodostuu eräänlainen keskusverkosto. Tämä voi tukea tehokasta tiedonkulkua, mutta samalla verkoston toiminta voi muuttua riippuvaisemmaksi juuri näistä keskeisistä solmuista.

Tästä syystä myöskään assortatiivisuudessa suurempi ei automaattisesti tarkoita parempaa. Merkitys riippuu koko verkoston rakenteesta.

Kaksi eri näkökulmaa samaan kysymykseen

Pienimaailmaisuus ja assortatiivisuus eivät mittaa samaa asiaa.

Pienimaailmaisuus kertoo ennen kaikkea siitä, kuinka paikallinen tiiviys ja koko verkoston tehokas tiedonkulku yhdistyvät.

Assortatiivisuus taas kertoo siitä, millaiset solmut ovat keskenään yhteydessä ja miten erityisesti verkoston tärkeät solmukohdat ovat järjestäytyneet.

Yhdessä ne antavat erilaisia näkökulmia siihen, kuinka aivoverkosto pystyy ylläpitämään tehokasta toimintaa ja kuinka riippuvainen se on yksittäisistä yhteyksistä tai solmukohdista.

Onko korkea arvo aina hyvä?

Ei välttämättä.

Verkostomittareita ei yleensä kannata tulkita niin, että yhdelle mittarille olisi olemassa yksi kaikkia ihmisiä koskeva ihannearvo.

Esimerkiksi korkea pienimaailmaisuus voi kuvata vahvaa paikallisen erikoistumisen ja globaalin integraation yhdistelmää. Silti sen merkitys riippuu siitä, mistä verkostosta, mittaustilanteesta ja ihmisestä puhutaan.

Samoin assortatiivisuuden poikkeava arvo voi kertoa verkoston järjestäytymisestä, mutta yksittäinen mittari ei sellaisenaan kerro, onko kyse vahvuudesta, kompensaatiosta vai mahdollisesta haavoittuvuudesta.

Siksi tuloksia on tärkeää tarkastella suhteessa:

• muihin mittareihin
• vertailuaineistoon
• henkilön muihin mittaustuloksiin
• omaan kokemukseen ja toimintakykyyn
• mahdollisiin muutoksiin ajan myötä

Mitä kaksi mittauskertaa voivat kertoa?

Kuvassa on kuvitteellisen henkilön pienimaailmaisuutta ja assortatiivisuutta kuvaavat tulokset kahdelta eri mittauskerralta.

Vihreä alue kuvaa aluetta, jonka sisälle sijoittuu 95 % vertailuryhmän havainnoista. Sen tarkoituksena on auttaa hahmottamaan, missä yksilön tulos sijaitsee suhteessa normatiiviseen aineistoon.

Esimerkkihenkilön pienimaailmaisuus on molemmilla mittauskerroilla vertailuryhmän keskiarvoa korkeammalla tasolla. Assortatiivisuudessa tulos on puolestaan toisella mittauskerralla siirtynyt vertailuryhmän tavanomaisen vaihtelun alueelle.

Mistä tällainen muutos johtuu?

Pelkästä kahdesta mittauksesta sitä ei voida tietää.

Mahdollisia taustatekijöitä voivat olla esimerkiksi elämäntapojen, unen, kuormituksen, harjoittelun tai muun intervention muutokset – mutta mukana voi olla myös normaalia biologista ja mittaukseen liittyvää vaihtelua.

Siksi muutoksen todellinen merkitys alkaa hahmottua vasta, kun sitä tarkastellaan seurantamittausten ja muun henkilön tilanteesta saadun tiedon yhteydessä.

Miten tätä voidaan hyödyntää arjessa?

Aivoverkoston resilienssin mittaaminen ei kerro suoraan esimerkiksi sitä, kuinka hyvin ihminen kestää kiireistä työpäivää tai kuinka nopeasti hän palautuu stressistä.

Se voi kuitenkin tuoda yhden uuden näkökulman siihen, millaiset edellytykset aivoverkoston järjestäytyminen tarjoaa tehokkaan toiminnan säilyttämiselle muutoksissa ja häiriöissä.

Tällä voi olla merkitystä esimerkiksi silloin, kun halutaan ymmärtää:

• kuinka joustavasti aivoverkosto on järjestäytynyt
• kuinka riippuvainen sen toiminta on yksittäisistä keskeisistä yhteyksistä
• näkyykö verkoston organisaatiossa mahdollisia haavoittuvuuksia
• muuttuuko verkoston järjestäytyminen seurannan aikana

Nopeasti muuttuvassa ympäristössä pelkkä hetkellinen maksimisuoritus ei välttämättä ole tärkein ominaisuus.

Yhtä olennaista voi olla se, kuinka hyvin järjestelmä pystyy jatkamaan toimintaansa silloin, kun olosuhteet muuttuvat.

Siinä on myös aivoverkoston resilienssin ydin:

Ei se, ettei häiriöitä koskaan syntyisi, vaan se, kuinka hyvin verkosto pystyy jatkamaan toimintaansa niiden aikana ja niiden jälkeen.

Haluatko nähdä, miten mittaamme aivoverkostosi toimintaa? Näin mittaus toimii.