LEA-Testin kognitiiviset testit

Näkemistapahtumaan liittyy useita eritasoisia kuvan 'käsittelyjä' ennen kuin kuvaksi koettu aistimus on olemassa. Kuvan rakenteen laatua saattavat muuttaa silmissä tai näköradoissa tapahtuneet vauriot ja kuvan havaitsemista vaikeuttaa aivokuoren vauriot ja rakenteelliset poikkeamat. Heikkonäköisten lasten keskuudessa aivovaurioita esiintyy aikaisempaa enemmän ja siksi on tärkeää kehittää korkeampien eli kognitiivisten näköhäiriöiden selvittämistä osaksi kliinistä perustutkimusta.

Kognitiivisten näkötoimintojen tutkiminen on hankalasti silmätautiopin ja neuropsykologian välimaastossa ja siksi jää usein puutteelliseksi. Silmälääkärit ja karsastushoitajat pitävät sitä neurologiaan kuuluvana ja neuropsykologiset testit eivät kata kuvan käsittelyn alkuvaiheita, joissa muodostuvat sellaiset keskeiset kuvan osat kuin viivojen pituudet ja siihen liittyvä muodoltaan säännöllisten kulmikkaiden esineiden koko, viivojen suunta ja niiden muodostamien kulmien koko, liikkeen nopeuden ja suunnan havaitseminen sekä kasvojen ja ilmeiden tunnistaminen. Nämä pitäisi aina selvittää ennen varsinaista neuropsykologista tutkimusta.

Silmissä ja näköradoissa tapahtuvat kuvan muutokset kuuluvat tavanomaisten kliinisten tutkimusten alueeseen: näöntarkkuus, kontrastiherkkyys, näkökenttä eri tavoin mitattuna, värinäkö ja adaptaatio. Nykyään jää mittaamatta liikkeen näkemisen tarkkuus. Kukin näistä toiminnoista voi muuttua myös aivokuoren toiminnan muutoksien vuoksi, mutta tavallisemmin muutoksen syynä on näköratojen etuosan muutos.

Näkötapahtuman rakennetta käsiteltäessä kannattaa pitää mielessä näköratojen perusrakenne, joka on esitetty yllä olevassa kuvassa. Aistinsoluista lähtöisin oleva tieto kulkee aivokuorelle ja subkortikaalisiin, aivojen keskiosissa oleviin keskuksiin kahden pääradan kautta:

1. retinokortikaalisen radan kautta verkkokalvolta ulompaan polvitumakkeeseen (PT) ja sieltä primääriselle aivokuorelle (V1), mistä tieto leviää kahteen pääsuuntaan, päälaenlohkoon ja ohimolohkoon;

2. tektaalisen radan kautta verkkokalvolta nelikukkulaan (NK), mistä on runsaasti yhteyksiä silmälihasten liikkeiden säätelyyn liittyviin solukertymiin, nukleuksiin ja samanaikaisesti myös päälaenlohkon aivokuorelle, jonne siis informaatiota tulee kahta eri tietä.

Kummassakin radassa on erilaisia hermosäikeitä, joiden toimintakin on erilaista. Tärkeimmät solutyypit muodostavat parvosellulaarisen (P) ja magnosellulaarisen (M) radan. Parvosellulaariseen rataan kuluu noin 80% näköhermon säikeistä, magnosellulaariseen noin 10%. Parvosellulaarinen rata välittää kaiken värinäköön kuuluvan informaation ja korkeakontrastisen mustavalkoisen informaation. Magnosellulaarinen rata taas vastaa kaikesta liikkeen näkemiseen liittyvästä informaatiosta ja matalista mustavalkoisista kontrasteista. Informaatiovirrat kulkevat vierekkäin, mutta eri nopeuksilla, sillä paksujen magnosäikeiden nopeus on suurempi kuin ohuiden parvosäikeiden. Vaikka kuva eri komponentit kulkevat eri ratoja eri nopeuksilla, aivokuorella informaatio pystytään pitämään niin hyvin järjestyksessä, että kuva normaalitilanteessa on vakaa ja värit oikeiden mustavalkoisten rakenteiden kanssa järjestyksessä. Jos kuvan elementeissä on jo verkkokalvon tasolla muutoksia, kuva usein keinuu, 'elää' tai välkkyy.

Primääriseltä aivokuorelta näköinformaatio leviää lähes kaikkialle aivokuoren lukuisiin toimintoihin, pelkästään assosiatiivisia visuaalisia 'alueita' katsotaan olevan yli kolmekymmentä. Kun puhutaan 'alueesta', tarkoitetaan aivokuoren spesialisoitunutta kohtaa, jonka voidaan mitata erikoistuneen tietyn tyyppisen ilmiön käsittelyyn. Tunnettuja erityistoimintoja ovat muiden muassa kasvojen tunnistus, ilmeiden tunnistus, liikkeen nopeuden ja sen muutoksen ja suunnan käsittely, visuaalisen tilan hahmottaminen, tilaan orientoituminen ja silmän-käden-koordinaatio. Nämä eivät ole itsenäisiä toimintoja vaan lisäävät tunnistamansa tiedon kuvan muihin komponentteihin. Tässä yhteydessä on ehkä mielenkiintoista mainita, että pitkäaikaisen sokeuden jälkeen leikatut potilaat näkivät aluksi värin leijailevan esineen yläpuolella ja osa heistä ei tiennyt, pitikö heidän katsoa sormillaan vai silmillään (referenssi, Degelin & al.). Sormien tuntotieto oli vuosien mittaan ottanut käyttöön näköaivokuoren soluverkkoja ja vaikeutti näköinformaation käyttöä.

Primääriseltä aivokuorelta näköinformaatio hajaantuu kahteen pääsuuntaan, kohti ohimolohkon alaosaa (infrotemporaalinen aivokuori) ventraalisena ratana ja kohti päälaenlohkoa (posteriorinen parietaalinen aivokuori, mutta myös ohimolohkon yläosa ja osa takaraivolohkosta kuuluvat tähän) ja sieltä edelleen otsalohkon silmien liikkeitä ja huomion suuntaamista hoitaviin keskuksiin dorsaalisena ratana. Näiden kahden aivokuoren alueen välillä on normaalisti saumaton yhteistyö. Ne sijaitsevat siksi kaukana toisistaan, että ne voivat vaurioitua toisistaan riippumatta. Kuten kuvasta 1. nähdään, päälaenlohkoon tulevalla näköinformaatiolla on kaksi reittiä, sekä retinokalkariininen että tektaalinen rata, sen sijaan ohimolohkon alaosaan tulee näköinformaatiota vain primäärisen näköaivokuoren kautta. Tämä ehkä osittain selittää sen, että aivovauriot häiritsevät päälaenlohkon toimintoja harvemmin kuin ohimolohkon toimintoja. Kummankin radan alueella tunnetaan lukuisia aivokuoren alueita, joilla on spesifinen tehtävä. Näistä monet näkyvät Simo Vannin Duodecim-lehdessä julkaistussa kuvassa (2005).

Ohimolohkolle tyypillisiä korkeampia toimintoja ovat erilaiset tunnistamiset, kasvojen ja ilmeiden tunnistaminen, geometristen muotojen, kirjainten ja numeroiden hahmottaminen, pituuden ja koon visuaalinen mittaaminen, värien ja erilaisten yksityiskohtien tunnistaminen. Nämä toiminnat ovat tyypillisesti läheisesti muistiin liittyviä, käyttävät tunnistamiseen muistissa olevaa mallia ja värien tunnistamista lukuun ottamatta ovat kohtalaisen hitaita toimintoja. Tunnistamiseen kuluva aika vaihtelee tehtävästä toiseen ja siihen voidaan vaikuttaa harjoittelulla. Kun katsotaan hyvin matalakontrastista, haaleaa kuvaa tai random-dot stereokuvaa, kestää selvästi havaittavan hetken ennen kuin kuva näkyy kunnolla. Useissa työtehtävissä käsitellään kuvamateriaalia, jossa asiaa tuntematon normaalinäköinen henkilö ei näe juuri mitään tunnistettavia piirteitä, koskei hänellä ole muistissaan mallia, johon verrata.

Päälaenlohkon näkötoiminnat liittyvät liikkeisiin ja tilan, sekä egosentrisen että allosentrisen tilan hahmottamiseen. Niiden käyttämästä näkötiedosta saa jonkinlaisen kuvan liikuttamalla kättään silmien editse seuraamatta kättä katseellaan. Käden liikkeen näkee hyvin, yksityiskohtia ei ja liikkeen loputtua siitä ei ole muistikuvaa. Liikkeisiin liittyvä kuvien määrä on niin valtava, ettei niitä voida käsitellä kuva-analyysin kautta. Ne tukkeaisivat koko toiminnan. Samoin tilan havainnointiin liittyy paljon informaatiota, jota ei katsota tarkkaan vaan liikkumisen pohjaksi riittää summittainen esineen tai esteen paikka, sen pinnan rakenteiden yksityiskohtia ei tarvita. Tuntemattomissa paikoissa täytyy etsiä maamerkkejä, katukilpiä ja rakennusten nimiä. Tutussa ympäristössä liikumme paljolta muistikuvien perusteella navigoiden.

Ohimolohkon näkötieto on koko ajan saatavilla myös tilan hahmottamiseen, mutta tilaan orientoituminen onnistuu hämmästyttävän hyvin, vaikka primäärinen aivokuori ja suurin osa ohimolohkon näkötoiminnoista olisi vaurioitunut. Henkilö ei törmäile ja tarttuu esineisiin visuaalisen informaation perusteella, mutta kuvioiden tunnistamiseen perustuvissa testeissä tällainen henkilö ei selviä suuristakaan kuvioista. Juovastonäöntarkkuus voi olla jopa 6cpd:n tasolla. Tällaisesta henkilöstä voidaan hyvin käyttää määritelmää 'näkevä sokea': joissain tehtävissä hän toimii näön perusteella, toisissa sokean tekniikkoja käyttäen.

Päälaenlohkon toiminnat vaurioituvat joskus ainoina toimintoina paikallisen verenkiertohäiriön, tuumorin tai tulehduspesäkkeen takia. Tilaan orientoituminen voi silloin olla ainoa vaikea tai mahdoton toiminta tai liikkeiden visuaalinen ohjaaminen epätarkkaa. Tällöin lapsi (tai aikuinen) katsoo esinettä, sitten kääntää katseensa pois ennen kuin ojentaa kätensä tarttuakseen esineeseen. Hän toimii muistissa olevan tilan perusteella, mikä saattaa olla helpompaa kuin liikkeen suorittaminen epätarkan visuaalisen feed-back-loopin valvomana.

Jos näköradassa on vaurioita osassa säikeitä tai primäärisessä aivokuoressa on diffuusio vaurio, saattaa yksittäisillä optotyypeillä mitattu näöntarkkuus olla normaalialueella, mutta rivitestillä mitattu näöntarkkuus selvästi huonompi. Tämä crowding-ilmiö on yksinkertaisin näköradan takaosan vauriosta kertova testi. Sen tulisi kuulua rutiinitutkimuksiin aina, jos lapsella on karsastus tai mitään aivovaurioon viittaavia oireita. Karsastus on hyvin tavallinen kognitiivisiin näkövammoihin liittyvä ilmiö, joka on helposti havaittavissa. Silloin vaurioita on paitsi aivokuoren toiminnoissa, myös subkortikaalisissa keskuksissa.

Yksinkertainen kaavio näkötiedon kulusta primääriseltä näköaivokuorelta assosiatiivisiin toimintoihin. PP = posteriorinen parietaalinen aivokuori päälaenlohkossa, IT = inferotemporaalinen aivokuori ohimolohkon alaosassa. Yhteydet aivojen etuosiin, muistiin ja tunnekeskuksiin sekä motorisiin toimintoihin puuttuvat tästä kuvasta.

Primäärisessä näköaivokuoressa ja alueissa V2-V5 kuvan eri osat ovat toisistaan erillään, tosin hermoverkon yhdistäminä. Korkeammissa näkötoimintoihin erikoistuneissa alueissa olevat soluryhmät ovat niin spesialisoituneita, ettei vaurion sattuessa niiden toimintaa korvaa mikään muu aivokuoren alueen solukko. Jos vaurio rajoittuu vain yhteen soluryhmään, vain yksi toiminta puuttuu tai on vaikeutunut. Henkilö voi menettää esimerkiksi kyvyn arvioida esineiden pituutta näköinformaation perusteella, vaikka hän pystyy tarttumaan niihin tarkalla otteella, joka selvästi perustuu näköinformaation käyttöön. Vaurio on silloin kohdistunut kyseiseen soluryhmään ohimolohkossa päälaenlohkon toimintojen säilyessä. Visuaalinen informaatio on käden motoristen toimintojen käytössä, muttei puhtaasti visuaalisen koon arvioinnin perustana.

Jos vaurio koskee vain sitä aivokuoren aluetta, joka vastaa kasvojen visuaalisesta tunnistamisesta, lapsi ei ehkä tunnista edes vanhempiaan kasvojen perusteella vaan käyttää tunnistamiseen vaatteita, liikkumistapaa ja ääntä. Tällainen lapsi on erittäin vaikeassa tilanteessa lapsijoukossa, jossa lapset liikkuvat ja tulevat päiväkotiin eri päivinä erilaisissa vaatteissa. Lapsi ei pysty tunnistamaan kuka on kukin eikä siksi voi luoda normaaleja sosiaalisia kontakteja. Jos lapsen muut näköön perustuvat toiminnat ovat normaaleja, on lapsi vaarassa tulla väärin ymmärretyksi ja saa edelleenkin hyvin helposti diagnoosin 'autistisia piirteitä'. Kysymyksessä on kyllä kommunikaatiovaikeus, mutta sen syy on näkövammaisuus, jota lapsen pitäisi oppia kompensoimaan. Parin vuoden iässä lapsi ei siihen pysty ilman ymmärtävää ohjausta, joten 'autistinen käyttäytyminen' ei olekaan lapsen vaan ympäristön ongelma.

Ilmeiden hahmottaminen saattaa myös olla ainoa visuaalinen vaikeus. Sekin johtaa ongelmallisiin tilanteisiin lasten välisessä kommunikaatiossa, joka leikki-iässä on voimakkaasti visuaalista.

Kognitiivisten visuaalisten häiriöiden määrä on lisääntynyt pienten keskosten jäädessä henkiin. Osalla heistä on normaali näöntarkkuus ja laaja näkökenttä, mutta erilaisia korkeampien näkötoimintojen häiriöitä, joita pitäisi voida kartoittaa varhain, jotta ne eivät pääsisi häiritsemään sosiaalisten ja kommunikatiivisten valmiuksien kehittymistä. Tämän uuden ongelma-alueen tutkimiseksi olen modifioinut useita aikuisten tutkimisessa käytettyjä testejä leikkitilanteiksi, jotta vanhemmat, terapeutit ja opettajat voisivat omassa työssään seurata näön eri alueiden kehitystä. Jos lapsella on jokin kognitiivisille näkövammoille tyypillisistä oireista, perusteellinen neuropsykologinen tutkimus on tärkeä. Sen tekijän pitää osata testata myös näkötoimintojen alkuvaiheet ja saada avukseen hyvä kuvaus näköradan alkuosan toiminnoista eli siitä, millainen kuvan laatu lapsella on käytettävissään korkeammissa näkötoiminnoissa.

Korkeampien näkötoimintojen tutkimisessa pitävät paikkaansa samat perussäännöt kuin kaikessa lapsen tutkimisessa. Testaaminen täytyy tehdä niin lähellä, että testi on sen tilan sisällä, jossa lapsi pystyy käyttämään näköään. Jos lapsella on näkökentässä puutosalueita, testiä ei esitetä niiden kohdalla. Lapsen vasteet täytyy tuntea. Monella lapsella motoriset toiminnat, joita tavallisesti odotetaan vasteena, ovat vaikeita, hitaita tai jopa mahdottomia. Silloin täytyy ensin selvittää, mitä vastetta voidaan tulkita. Vaste voi olla myös pulssin tai hengityksen kiihtyminen tai hidas liike oikeaan suuntaan, kun kyseessä on vaikeasti vammainen lapsi. Valaistus on usein tärkeä. Koska vasteet ovat yksilöllisiä ja vaihtelevat tilanteesta toiseen, saadaan tutkimuksista luotettavampaa tietoa, jos testitilanteista otetaan videoita, joita sitten voidaan tutkia useampaan kertaan koko näkötyöryhmän voimin tai myös telekonsultaatioissa. Video-otos voidaan laittaan kotisivulle oman tunnuksen taakse, jolloin sitä voivat katsoa vain henkilöt, joille tunnus lähetetään. Tämä menettely on helpompi kuin videon lähettäminen verkon kautta ja video on useamman henkilön arvioitavissa saman aikaisesti.