Neuronala mekanismer bakom expertis och kreativitet

Efter många års intensiv träning inom ett visst område kan man bli så skicklig att man blir expert på det man gör. Ett exempel är musikern som efter många års musicerande uppnår stor färdighet på sitt instrument. Fredrik Ullén, professor i kognitiv neurovetenskap, studerar de neurala mekanismerna bakom expertis och effekterna av långtidsträning. Han tittar även på kreativitet inom expertis.

- Musikalisk improvisation är ett modellbeteende vi använder för att förstå de neurala mekanismer som används i kreativa uppgifter. Här är bland annat olika områden i hjärnans pannlob viktiga. I psykologiska tester studerar vi även individuella skillnader i kreativitet, och hur dessa avspeglas i hjärnans funktion och biokemi.

Kreativ problemlösning innehåller både generering och selektion; det vill säga att efter att först komma på ett flertal mer eller mindre galna möjligheter, väljer hjärnan sedan ut, selekterar, de bästa alternativen.

- En stor utmaning i forskningen är att förstå hur olika kognitiva processer, som generering av olika möjligheter, selektion bland dessa och uppmärksamhet, samspelar i kreativ problemlösning och vilka hjärnområden som är inblandade i detta. Vi vet en hel del om hur det fungerar i enkla uppgifter som innehåller fria val, men ännu mycket litet om hur riktiga, meningsfulla kreativa beteenden som improvisation kontrolleras.

Fredrik Ulléns forskning har nyligen kunnat visa på en tänkbar förklaring till samband mellan kreativitet och psykisk sjukdom. Tidigare studier tyder på ett genetiskt samband mellan hög kreativitet och såväl bipolär sjukdom som schizofreni; sjukdomar med till viss del gemensam genetisk bas.

Hans forskargrupp har visat att dopaminsystemet hos högkreativa människor liknar det som finns hos schizofrena. I båda fallen finns en lägre täthet av dopamin-D2-receptorer i thalamus, ett område i mitthjärnan. Något som skulle kunna vara en förklaring till sambandet mellan kreativitet hos friska personer och de bisarra associationer som ofta finns hos personer med psykisk sjukdom.

- Thalamus ligger som en slags reläcentral som skickar information vidare till hjärnbarken. Det har föreslagits att färre D2-receptorer där skulle kunna innebära att hjärnbarken får tillgång till mer information, genom att fler signaler kan passera.

Koppling mellan rytm och språkförmåga

Hans forskning studerar även hjärnans inlärning av rörelsesekvenser och rytmer. Detta hanteras bland annat av motoriska system i pannloben och de basala ganglierna, men även i hörselområden och lillhjärnan.

- Vårt hörselsinne är speciellt anpassat för att hantera rytmer. Även om vi visuellt ser någon utföra en specifik rytm, aktiveras hörselområden på framförallt vänster sida i hjärnan. Bakre temporalloben och Brocas område på vänster sida är också viktiga rytmområden i hjärnan. Sannolikt finns det en koppling mellan vår rytmiska förmåga och vår språkförmåga. Även när vi pratar finns en rytm och struktur i det vi säger i form av pauser och tempoväxlingar.

Träning och expertis

Han kommer i tvillingstudier att undersöka samspelet mellan arv och miljö vad gäller en rad frågor kring effekterna av musikalisk träning. Även om man vet att mängden träning är den enskilt viktigaste variabeln för expertis, kan man tänka sig att genetiska faktorer spelar in på en rad sätt, vilket blir mycket spännande att titta på, säger han.

- Vi kommer även att studera personlighetsfaktorer med betydelse för motivation under träning. Människor kan uppleva såväl intern motivation, att utföra kreativa yrken kan exempelvis kännas belönande, som de kan träna för att uppnå något externt. En intressant fråga är vad som är viktigast och vilka de genetiska faktorerna är i sammanhanget.

I tvillingstudierna ingår även studier kring kognitiv förmåga och rytmisk stabilitet. Forskargruppen har tidigare visat att detta hänger ihop, ju större rytmisk stabilitet, desto högre kognitiv förmåga. Båda är dessutom kopplade till strukturen på den vita substans, det vill säga förbindelser mellan hjärnområden, som finns i hjärnans främre delar.

En viktig praktisk tillämpning av Fredrik Ulléns forskning är motorisk träning hos patienter. Utöver den direkta träningseffekt man får på det man tränar, uppkommer ibland spridningseffekter, vilket kan ha stor betydelse i terapeutiska sammanhang. Ett konkret exempel är barn med hemiplegisk CP-skada.

- Vi har i samarbete med Ann-Christin Eliasson och Hans Forssberg på Karolinska Institutet studerat hur dessa barn fått träna handen med nedsatt motorik. Det har haft klara spridningseffekter; barnen gör inte bara framsteg på det de tränar, utan handmotoriken blir generellt bättre. Det är mycket roligt när erfarenheter från våra arbeten på expertis kan komma till praktisk nytta i patientgrupper på detta sätt.

Text: Eva Cederquist, publicerad i "Från Cell till Samhälle" 2010

Om forskningsämnet

Forskningens övergipande mål är att förstå de neurala mekanismerna för expertis, speciellt musikalisk expertis. Viktiga delområden är inlärning av rörelsesekvenser och andra motoriska färdigheter, hjärnans hantering av rytm och timing, samband mellan timing och kognitiva förmågor samt kreativitet i expertis. Metodmässigt utnyttjas en kombination av neuroimaging-tekniker (MR, PET), beteendeförsök och psykologisk testning. I pågående tvillingstudier kommer dessutom samspelet mellan genetiska faktorer och träning för olika aspekter av expertis att kartläggas.

Länkar

NeurovetenskapProfessor