Tajunnallisuus ja sen suhde aivojen neuraalisiin tapahtumiin on yksi tieteen suurimmista ratkaisemattomista kysymyksistä. Tyypillisesti tajunnallisuudella viitataan fenomenaaliseen tajuntaan eli yksilön elämykselliseen ja välittömään kokemukseen tietystä sisällöstä. Tajunnallinen näkeminen eli visuaalinen tajunta on noussut keskiöön tajunnan neuraalisten korrelaattien tutkimuksessa. Tarkastelen tässä tutkimuksessa aivokuoren aktivaation ja visuaalisen tajunnan välistä korrelaatio- ja kausaalisuhdetta elektroenkefalografi an (EEG), toiminnallisten magneettikuvien avulla ohjatun transkraniaalisen magneettistimulaation (TMS) sekä TMS:n indusoiman sähkökentän mallinnuksen avulla. Erityisesti tavoitteena on tarkentaa näönvaraisen tajunnan ja tarkkaavaisuuden välistä suhdetta, tajunnan ajallista kehittymistä, ensimmäisen näköaivokuoren alueen (alue V1), alueen V2 ja lateraalisen näköaivokuoren (LO-alue) roolia visuaalisessa tajunnassa. Väitöskirja koostuu viidestä osatutkimuksesta.

Tulokset osoittivat, että varhaisimmat visuaalisen tajunnan vaikutukset tapahtumasidonnaisiin herätevasteisiin (ERP) tulivat esiin noin 140 ms ärsykkeen esittämisen jälkeen ja selvästi ennen valikoivan tarkkaavaisuuden vaikutusta sekä riippumatta valikoivan tarkkaavaisuuden vaikutuksesta. Tulos viittaa siihen, että visuaalisen tajunnan ja valikoivan tarkkaavaisuuden taustalla on erilliset neuraaliset prosessit.

Alueen V1 tiedetään olevan välttämätön normaalille näönvaraiselle tajunnalliselle kokemukselle, mutta kolmannen osatutkimuksen tulokset tukevat oletusta, että myös viereinen alue V2 on välttämätön normaalille visuaaliselle tajunnalle. Lisäksi havaittiin, että aktivaatio alueella V2 oli välttämätöntä visuaalisen ärsykkeen yksityiskohtien prosessoinnille pidempään kuin tajunnallisuudelle ärsykkeen läsnäolosta. LO-alueen stimulointi TMS:lla taas ehkäisi tajunnallisen kokemuksen tutusta objektista kahdessa erillisessä aikaikkunassa, joista jälkimmäisen ajoitus korreloi tajuntaan liittyvän tyypillisen ERP-vasteen ajoituksen kanssa. Tutkimustulos tuo tukea näkemykselle jonka mukaan LO-alueen aktivaatio liittyy suoraan niihin prosesseihin, jotka generoivat tajunnallisen havainnon objektista.

Okkipitaalilohkon TMS- ja sähköstimuloinnin tiedetään aiheuttavan subjektiivisia valoaistimuksia eli fosfeeneja. Tutkimuksessa havaittiin, että alueen V1 ja alueen V2 stimuloinnin avulla tuotetut fosfeenit ovat keskenään hyvin samankaltaisia muodon, värin sekä koon osalta, mutta alueen V1 stimuloinnissa tuotetut fosfeenit olivat kaikilla tutkittavilla kirkkaampia kuin alueen V2 stimuloinnilla tuotetut fosfeenit.

Menetelmällisessä tutkimuksessa havaittiin, että vaikka TMS-pulssi oli suunnattu alueelle V1 toiminnallisten magneettikuvien tai kallon muodon mukaan, oli todennäköisempää, että indusoitu sähkökenttä oli ollut voimakkaampi alueen V2 päällä. Toisaalta toisen osatutkimuksen tulokset osoittivat, että joillekin tutkittaville alueen V1 TMS-stimulaatio oli mahdollista, kun erityistä huomiota kiinnitettiin retinotooppisten edustusalueiden valitsemiseen ja hyödynnettiin sähkökentänmallinnusmenetelmää.

Kokonaisuudessaan tämän tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että eri tarkkaavaisuuden muodot vaikuttavat eri tavoin näönvaraiseen tajuntaan, ja näin ollen, teoreettisen mallin visuaalisen tajunnan ja tarkkaavaisuuden välisestä suhteesta tulisi ottaa huomioon nämä erot. Tulevissa tutkimuksissa tulisi myös selvittää mahdollisuutta, jonka mukaan näönvarainen tajunta koostuu useista prosessointi tasosta, joista jokaisella on erilliset hermostolliset perustansa.