fbpx

Làm thế nào bộ não người lớn học cái mới mà không quên cái cũ

Làm thế nào bộ não người lớn học cái mới mà không quên cái cũ

Não chúng ta dự trữ một lượng lớn các khớp thần kinh chưa sử dụng để được kích hoạt khi cần thiết. Vì vậy, chúng ta có thể học cái mới mà không quên cái đã học.


Học cái mới rất khó. Nhớ những gì đã được học còn khó hơn. Bất kỳ hệ thống học tập thành công nào, dù là bộ não hay một phần mềm trí tuệ nhân tạo, đều phải đạt được sự cân bằng hợp lý giữa tính ổn định và tính linh hoạt. Nó phải đủ ổn định để ghi nhớ những điều quan trọng đã học nhưng cũng đủ linh hoạt để học những điều mới mà không quên đi những kiến thức đã học.

Học tập là kết quả của những thay đổi trong mô hình kết nối thần kinh trong não. Mỗi kết nối giữa các tế bào thần kinh, được gọi là khớp thần kinh, là một khoảng cách nhỏ giữa các đầu của các nhánh phân nhánh từ các tế bào đó. Các thông điệp nhảy qua những khoảng trống này dưới dạng các phân tử được gọi là chất dẫn truyền thần kinh. Các ước tính hiện tại cho thấy có 600 nghìn tỷ khớp thần kinh trong não người.

Sau đó, làm thế nào để đối phó với tình thế tiến thoái lưỡng nan về tính ổn định và tính linh hoạt, đặc biệt là khi bộ não già đi và dường như đã đầy lên? Nghiên cứu của Dimitra Vardalaki, Kwanghun Chung và Mark Harnett tại Viện Công nghệ Massachusetts, vừa được công bố trên tạp chí Nature, gợi ý một cách là duy trì đến tuổi trưởng thành một loại khớp thần kinh hình thành trí nhớ được tìm thấy ở trẻ em. Chúng được gọi là các khớp thần kinh im lặng.

Các khớp thần kinh im lặng đúng như tên gọi của chúng, chúng không truyền tín hiệu từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh khác; thường được tìm thấy ở phần cuối của các phần nhô ra mảnh mai, chưa trưởng thành từ các tế bào thần kinh, được gọi là filmaia. Cho đến bây giờ, người ta vẫn cho rằng những thứ này biến mất khi bộ não trưởng thành.

Nhưng Tiến sĩ Vardalaki, Chung và Harnett đã chỉ ra rằng chúng không chỉ xuất hiện ở tuổi trưởng thành mà còn phổ biến, ít nhất là ở chuột. Chỉ hơn một phần tư các kết nối mà họ lấy mẫu trong vỏ não thị giác của chuột trưởng thành là các khớp thần kinh im lặng trên filmaia. Và bộ não của chuột và người đủ giống nhau đến mức một cái gì đó tương tự gần như chắc chắn áp dụng cho con người.

Để tiến hành tìm kiếm filmaia, bộ ba đã sử dụng một kỹ thuật kính hiển vi nhạy cảm gọi là emap. Họ đã nghiên cứu 2.234 khớp thần kinh giữa các tế bào thần kinh vỏ não thuộc loại gọi là tế bào thần kinh hình chóp (trong hình), mỗi tế bào có hàng nghìn khớp thần kinh. Nhìn qua kính hiển vi điện tử emap là đủ để xác định phần nhô ra của tế bào nào là filmaia. Nhưng nó không thể chỉ ra khớp thần kinh nào trên chúng im lặng.

Để làm được điều đó, họ cần kiểm tra xem màng film phản ứng thế nào với glutamate, chất dẫn truyền thần kinh kích thích chính của não. Đầu tiên, họ phải cung cấp một lượng glutamate có kiểm soát đến khớp thần kinh cụ thể mà họ muốn thử nghiệm. Để đạt được mục tiêu này, họ đổ một loại súp chứa glutamate “được lồng” lên tế bào thần kinh đang được kiểm tra. Dạng phân tử này trơ cho đến khi bị năng lượng từ giao điểm của hai chùm tia laze tác động.

Việc nhắm những người vào khớp thần kinh đang được nghiên cứu cho phép họ tháo lồng chất dẫn truyền thần kinh và xem, bằng cách đo hoạt động điện trong phần đó của tế bào thần kinh bằng một điện cực siêu mịn, liệu khớp thần kinh có phản ứng hay không. Họ phát hiện ra rằng các phần nhô ra của tế bào thần kinh hình chóp trưởng thành tạo ra hoạt động điện khi tiếp xúc với glutamate giống như mong đợi. Còn Filopodia thì không, điều này xác nhận sự im lặng của các khớp thần kinh của họ.

Tuy nhiên, các khớp thần kinh im lặng là vô dụng trừ khi chúng có thể được bật vào thời điểm thích hợp. Và các nhà nghiên cứu khẳng định điều này là có thể. Họ đã có thể tạo ra các phiên bản im lặng trên filmaia để biến thành các khớp thần kinh trưởng thành, tích cực bằng cách ghép nối quá trình giải phóng glutamate mô phỏng với một đợt tăng điện sau đó bên trong tế bào thần kinh.

Sự kết hợp các sự kiện này khiến các khớp thần kinh im lặng bắt đầu, trong vòng vài phút, hiển thị các phân tử thụ thể đặc trưng của các khớp thần kinh hoạt động. Việc ghép đôi tương tự, được áp dụng cho các khớp thần kinh trưởng thành, không có tác dụng gì. Do đó, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng khó có thể khiến một khớp thần kinh trưởng thành thay đổi cường độ liên kết của nó (do đó thỏa mãn khía cạnh ổn định của tình huống tiến thoái lưỡng nan), nhưng lại dễ dàng cắt bỏ một khớp thần kinh im lặng (thỏa mãn khía cạnh dẻo dai).

Điều tiếp theo cần điều tra là làm thế nào, tại sao và khi nào filmaia mới xuất hiện. Tiến sĩ Harnett nói: “Việc phát hiện ra tất cả các khớp thần kinh im lặng và màng phim ham học hỏi này là một đòn bẩy để chúng ta hiểu được việc học ở người lớn và khả năng chúng ta có thể tiếp cận để làm cho nó không bị suy giảm theo quá trình lão hóa hoặc dịch bệnh”.

Trong khả năng của mình, nếu có thể, hãy trợ giúp đỡ trang bằng cách gửi tiền về số tài khoản/tài khoản đích: vienzu của Ngân hàng TMCP Việt Nam Thịnh Vượng (VPBank). Xin cảm ơn!

The Economist
The Economisthttps://www.economist.com/
The Economist là một ấn bản tin tức và các vấn đề quốc tế được phát hành hàng tuần bằng tiếng Anh dành cho giới trí thức được thành lập vào năm 1843 bởi James Wilson.

Bình luận

wpChatIcon