Chúng ta đều biết não tiếp
nhận thông tin trước khi thông tin biến thành nhận thức của một người. Nhưng tới
nay, vẫn chưa có cách nào để xác định rõ các quá trình cụ thể đã diễn ra như thế
nào trước khi đi đến nhận thức.
Điều này đã thay đổi khi các nhà
khoa học thuộc đại học Rutgers tại Newark và đại học California tại Los Angeles
mới đây phát triển thành công một phương pháp theo dõi não bộ chính xác, từ đó
khám phá ra trạng thái trí óc của một người cũng như dạng thông tin được xử lí
trước khi nó biến thành nhận thức. Với thành công mới này, các nhà khoa học giờ
đây được trang bị một phương tiện hữu hiệu để phát triển một sơ đồ chính xác về
hoạt động bên trong của não.
Theo thông tin trên tờ
Psychological Science số ra tháng 7 năm 2009, đây là công trình của Stephen José
Hanson, giảng viên tâm lý học tại đại học Rutgers cùng Russell A. Poldrack,
giảng viên đại học California tại Los Angeles và Yaroslav Halchenko, nghiên cứu
sinh sau tiến sĩ tại đại học Dartmouth. Kết quả từ công trình này mang lại những
bằng chứng trực tiếp cho thấy trạng thái tinh thần của một người có thể được dự
đoán trước một cách chính xác thông qua phương pháp chụp ảnh cộng hưởng từ chức
năng (fMRI). Nghiên cứu cũng chỉ ra cần có một cách tiếp cận sâu rộng hơn để lập
sơ đồ hoạt động của não và phủ nhận quan niệm phổ biến trước nay vẫn cho rằng
mỗi khu vực cụ thể trong não phụ trách những nhiệm vụ cụ thể.
Trong vài năm trở lại đây, hầu
hết các chẩn đoán hình ảnh đều chỉ tập trung định vị cụ thể các khu vực não đảm
nhận từng chức năng nhất định, ví dụ như học tập, trí nhớ, nỗi sợ hãi hay tình
cảm yêu ghét. Nhưng nghiên cứu lần này cho thấy não phức tạp hơn nhiều chứ không
chỉ là một mô hình đơn giản như vậy.
Trong phân tích toàn cầu về hoạt
động não, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng mỗi quá trình xử lí lại có một
mô hình kết nối thần kinh trải khắp não bộ riêng, giống như mỗi người chúng ta
có một hệ thống dấu vân tay khác nhau. Tuy nhiên, đó không phải là một mô hình
tĩnh, não bộ có khả năng sắp xếp và tái sắp xếp các kết nối này dựa trên từng
nhiệm vụ mà nó đang đảm nhận.
“Bạn không thể đơn giản chỉ vào
một khu vực trong não và nói rằng khu vực đó đảm nhiệm vai trò tự nhận thức,
đánh giá hay đó là nguồn gốc quyết định tư cách đạo đức của một người,” Hanson
nói. “Thực ra não bộ phức tạp và linh hoạt hơn nhiều. Nó có khả năng tái sắp xếp
các kết nối thần kinh cho phù hợp với từng chức năng. Bằng cách kiểm tra mô hình
kết nối thần kinh này, bạn sẽ đoán được một cách chính xác não bộ đang thực hiện
nhiệm vụ gì.”
|
Các
nhà khoa học đã tìm ra cách chính xác khảo sát não để khám phá trạng
thái trí óc của một người cũng như dạng thông tin được xử lí trước
khi nó biến thành nhận thức. (Ảnh: iStockphoto)
|
Phát hiện này mở ra khả năng phân
loại các hoạt động trí óc khác nhau theo từng mô hình kết nối thần kinh riêng và
hứa hẹn bước tiến đầu tiên trong việc phát triển công cụ xác định các hoạt động
trí óc ở mức độ cao hơn, ví dụ như "nói dối" hay lập luận trừu tượng. Những phát
hiện này cũng có tiềm năng mở đường cho việc chẩn đoán sớm và điều trị hiệu quả
các rối loạn tinh thần, ví dụ như tự kỉ hay tâm thần phân liệt, bằng cách cung
cấp phương tiện xác định những bất thường dù là rất nhỏ trong hoạt động não và
khả năng xử lí đồng thời.
Kết quả nghiên cứu nói trên cung
cấp hướng tiếp cận chính xác hơn cho việc lập sơ đồ kết nối hiệu quả của não bộ.
Với dự án mang tên Connectome Project, mục tiêu mà các nhà nghiên cứu đề ra là
xây dựng một sơ đồ hoàn chỉnh về hệ thống thần kinh trung ương.
"Nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra
rằng nếu bạn muốn hiểu được hoạt động nhận thức của con người thì bạn phải nhìn
vào hoạt động mang tính hệ thống của toàn não bộ,” Hanson giải thích. “Không đơn
giản là bạn chỉ nhìn vào những tế bào hay khu vực thần kinh riêng lẻ, bạn phải
xem xét nhiều khu vực khác nhau trong não để hiểu được các hoạt động dù là đơn
giản nhất.”
Trong nghiên cứu có 130 đối tượng
tham gia, mỗi người thực hiện một hoạt động trí óc khác nhau, từ đọc, tới ghi
nhớ danh sách, tới thực hiện các quyết định phức tạp như đầu tư mạo hiểm, trong
khi não của những đối tượng này được chụp ảnh bằng phương pháp fMRI.
Với độ chính xác trên 80%, các
nhà nghiên cứu có thể xác định một đối tượng đang thực hiện hoạt động nào trong
8 hoạt động khảo sát bằng cách phân tích các dữ liệu fMRI của đối tượng đó và so
sánh với tiêu chí phân loại được phát triển từ kết quả fMRI của các đối tượng
trước đó. Các nhà nghiên cứu cũng có thể xác định được một người đang nhìn vào
loại vật thể nào (mặt người, nhà, động vật,…v.v…) bằng cách phân tích mô hình
hoạt động ở phía sau não nơi thông tin được xử lí và sau đó truyền tới vùng não
trước – khu vực gắn với nhận thức.
“Điều này có nguyên lý tương tự
như trong một vụ tai nạn xe hơi. Tai nạn diễn ra trước, và sau khoảng 10 phần
triệu giây bạn sẽ nhận thức được rằng mình đã bị đâm,” Hanson giải thích. “Bằng
cách quan sát phần não sau của một người, bạn có thể đọc ra rằng người ấy đang
nhìn vào những con chó trước khi họ thực sự biết rằng họ đang nhìn vào đâu.”
Không giống với các nghiên cứu
trước đây thường tập trung vào các vùng não cụ thể, Hanson cùng đồng nghiệp đã
xem xét các mô hình kết nối giữa hàng triệu điểm bên trong não. Điều thú vị là,
các mô hình của hệ thống thần kinh gắn với 8 hoạt động thử nghiệm nói trên lại
có vẻ rất giống nhau. Theo Hanson, lí do là vì các hoạt động trí não dù khác
nhau lại có xu hướng liên quan tới nhiều quá trình giống nhau.
Ví dụ, việc ghi nhớ một danh sách
từ vựng trong đó có từ “chó” rất có thể sẽ huy động đến kí ức về một con chó; và
khi đọc một câu chuyện kể về loài chó thì điều tương tự cũng xảy ra. Với việc sử
dụng máy hỗ trợ vector có khả năng phân tích và phân loại một lượng dữ liệu lớn,
các nhà nghiên cứu đã xác định được những khác biệt rất nhỏ cho phép dự đoán
chính xác chức năng cụ thể mà não của đối tượng khảo sát đang thực hiện.
“Điều đó giống như nhìn vào hai
mẫu của cùng một kiểu sắp xếp cánh hoa,” Hanson nói. “Hai mẫu đều có cùng những
cánh hoa như nhau, nhưng chúng được sắp xếp không hoàn toàn y chang nhau, do vậy
chúng có những khác biệt nho nhỏ. Với các phương pháp phân tích mô hình mà chúng
tôi đã phát triển, có những đầu mối sẽ được phát hiện và từ đó xác định được cụ
thể hoạt động não đang diễn ra.”
Hanson cùng nhóm của ông dự định
sẽ phát triển một hệ thống xác định các bất thường trong hệ thống kết nối thần
kinh để hỗ trợ cho việc nghiên cứu các rối loạn thần kinh ví dụ như tự kỷ hay
chứng náo động quá mức và thiếu tập trung (ADHD).
Nghiên cứu nhận được hỗ trợ kinh
phí từ Văn phòng Nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ, Quỹ tài trợ James S. McDonnell và
Quỹ tài trợ Khoa học Quốc gia. Đồng thời, quỹ McDonnell mới đây cũng trao giải
thưởng trị giá 1 triệu USD cho Hanson vì những đóng góp của ông trong lĩnh vực
này.
Theo
|