Hệ thống định vị ở não bộ
Giải Nobel y sinh học năm 2014 đã trao cho giáo sư người Anh John O’Keefe và hai vợ chồng người Na Uy May-Britt Moser và Edvard Mosel. Giải thưởng danh giá này được trao cho những công trình nghiên cứu được đánh giá có giá trị thực tiễn giúp con người hiểu chính bản thân mình hơn. Cụ thể là những công trình đó giúp chúng ta trả lời: “Làm thế nào biết được chúng ta đang ở đâu? Não bộ lưu trữ thông tin như thế nào để chúng ta định vị nơi mình đã đi qua và định hướng cho nơi mà mình muốn tới?”. Ba nhà khoa học đã được vinh danh nhờ đã tìm ra những tế bào tạo thành hệ thống định vị (GPS) ở não bộ.
Từ năm 1971, John OKeefe, giáo sư thần kinh học thuộc Đại học London (UCL), đã phát hiện các tế bào đặc biệt nằm ở hồi hải mã (hippocampus, một vùng nhỏ ở não bộ có vai trò về trí nhớ) sẽ được kích hoạt phát tín hiệu mỗi khi chuột thí nghiệm di chuyển đến một số vị trí cố định trong chuồng của chúng. Ông đề nghị gọi những tế bào này là “tế bào vị trí” (place cells), vì chính nhờ những tế bào này thiết lập nên bản đồ, giúp cho chuột nhận biết địa điểm mà nó đã đi qua. Ông cho rằng vùng hồi hải mã chính là kho lưu trữ nhiều bản đồ như thế giúp cho sự định vị.
Năm 2005, hơn 30 năm sau, hai vợ chồng May - Britt và Edvard Moser thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (Norwegian University of Science and Technology) phát hiện, cũng qua thí nghiệm trên chuột, các tế bào mà họ gọi là “grid cells” (tế bào bản đồ) nằm ở não bộ rất gần với vùng hồi hải mã (gọi là khứu não - entorhinal cortex) được kích hoạt khi chuột đi qua những địa điểm nào đó. Tập hợp các tế bào bản đồ này hình thành một hệ thống trục tung và trục hoành giúp cho chuột nhớ hướng đi lối về, tức là định vị.
GS. John O’Keefe May-Britt Moser và Edvard Mosel
Hai khám phá bổ sung cho nhau. O’Keefe đầu tiên phát hiện tế bào định vị trí A và B. Còn hai vợ chồng người Na Uy sau đó phát hiện tế bào giúp chúng ta vạch đường đi từ A đến B. Một bổ sung trong khám phá rất đẹp và thú vị! Các tế bào định vị này trong não được phát hiện giúp giải thích tại sao chúng ta nhớ những nơi mình đã đi qua và có thể tìm đường trở về nơi xuất phát trước đây.
Khám phá của ba nhà khoa học trên đã giải quyết vấn đề mà các nhà triết học và khoa học nhiều thế kỷ qua đã thắc mắc. Đó là làm cách nào não có thể tạo ra một bản đồ về không gian xung quanh chúng ta và làm cách nào chúng ta có thể định hướng được đường đi trong một môi trường phức tạp để đến nơi muốn đến và về ở chỗ muốn về. Với con người, cảm nhận về vị trí và khả năng định vị xem ra rất quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của mình.
Những bằng chứng về sự định vị trong não
Những ai từng chứng kiến hoặc bản thân lâm vào cảnh uống rượu bia đến độ say xỉn đều có kinh nghiệm về việc quên “đường đi lối về” trở về nhà. Hay sau cơn say bí tỉ thường chẳng còn nhớ lại những việc đã xảy ra khi uống rượu. Đó là vì rượu bia với chất cồn đã tác động vào chính hệ thần kinh trung ương mà cụ thể đã làm tê liệt tạm thời vùng hồi hải mã. Vùng hồi hải mã mà giáo sư OKeefe đã chú ý mấy chục năm trước trong nghiên cứu của ông, được khoa học não bộ chứng minh có liên quan đến hoạt động lưu giữ thông tin, hình thành ký ức trong trí nhớ dài hạn và khả năng định hướng trong không gian. Rượu làm tê liệt vùng não kiểm soát sự định vị nên uống rượu say xỉn mà không quên “đường đi lối về” mới là chuyện lạ.
Một số dược phẩm tác động trên hệ thần kinh trung ương như thuốc an thần triazolam, do tác động trên vùng hồi hải mã có gây tác dụng phụ có hại là làm cho lú lẫn, giảm trí nhớ, định vị kém cho một số người, đặc biệt là người cao tuổi.
Những nghiên cứu của khoa học não bộ gần đây với kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh về não, cũng như các nghiên cứu về bệnh nhân trải qua phẫu thuật thần kinh, đã cung cấp bằng chứng cho thấy ở những bệnh nhân bị bệnh Alzheimer, vùng hồi hải mã và khứu não bị ảnh hưởng trầm trọng. Những người bệnh này thường bị mất trí nhớ dần dần và không thể định vị môi trường chung quanh. Do đó, kiến thức về hệ thống định vị não mà giải Nobel năm 2014 xướng danh có thể giúp chúng ta hiểu được cơ chế của sự mất trí nhớ không gian của những người mắc bệnh này.
Có thể làm chủ “đường đi lối về” trong tâm thức?
Trong cuộc sống thường ngày, rõ ràng là chúng ta rất cần đến trí nhớ và sự định vị trong không gian ta sống. Nhưng rất dễ chúng ta sẽ lầm lạc, không còn minh định sự cần thiết mà sa vào sự nô lệ của trí nhớ và đắm mình trong định vị hư ảo. Chúng ta dễ có sự nỗ lực và nghĩ hạnh phúc có được khi ta có cái này cái kia, thành đạt cho được điều này điều nọ, cho nên, chúng ta thường nghĩ nhiều về quá khứ và dồn tâm tư để hoạch định tương lai. Thế là, chúng ta không còn làm chủ bản thân mà đánh mất mình trong tiếc thương vô vàn quá khứ, lo lắng quá đáng cho tương lai và hoàn toàn không nhận thức được hiện tại đang sống. Chúng ta nỗ lực, đấu tranh cho sự định vị tìm đến hạnh phúc nhưng lại đi đến đúng sự khổ đau.
Khám phá của ba nhà khoa học đoạt giải Nobel y sinh học 2014 giúp phát hiện cơ sở vật chất, tức não bộ, cho hoạt động trí nhớ và định vị của con người. Cho nên suy ra, cũng chính não bộ hoạt động như thế nào đó sẽ giúp con người làm chủ “đường đi lối về” trong tâm thức. Làm sao cho hoạt động não hiệu quả nhất, làm sao trong tập hợp vô vàn bản đồ định vị không gian và thời gian tích trữ được não ta chọn ra những gì thật cần thiết nhất để ứng xử trong cuộc sống?
Ngày nay, với những tiến bộ vượt bậc, khoa học não bộ đã dùng kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh tiên tiến, thí dụ như là fMRI (functional magnetic resonance imaging) và PASL MRI (pulsed arterial spin labeled MRI), để phát hiện các hoạt động vi diệu của não bộ. Khoa học này đã chứng minh thiền định có thể giúp giảm đau, và khi thực hiện thiền định, người ta vừa hết đau vừa chụp được hình ảnh rõ ràng của các biến đổi ở những vùng khác nhau của não bộ.
Chúng ta hy vọng trong tương lai, tiến bộ của khoa học não bộ sẽ chứng minh thiền định giúp con người làm chủ “đường đi lối về” trong tâm thức, chứng minh nhờ thông qua thiền định mà não bộ thật sự “an trú trong hiện tại”.
PGS.TS. Nguyễn Hữu Đức
