Ngày 6/10, tại Viện Karolinska (Thụy Điển), giải Nobel Y học 2014 đa được trao một nửa cho John O’Keefe (người Mỹ hiện sống và làm việc ở Anh), nửa còn lại đồng trao cho May-Britt Moser và Edvard I. Moser (người Na Uy) về “những phát hiện tế bào tạo nên hệ thống định vị trong não bộ”.
Năm 1971, John O’Keefe phát hiện ra “tế bào định vị” (place cells) hình thành nên bản đồ không gian trong não bộ chuột. Ông tìm thấy một loại tế bào thần kinh trong vùng hippocampus (một cấu trúc thần kinh phức tạp có hình dạng một con cá ngựa, bao gồm chất xám và nằm ở dưới thềm của mỗi não thất) luôn được kích hoạt khi con chuột ở một vị trí nào đó trong căn phòng. O’Keefe kết luận rằng, những “tế bào định vị” này hình thành nên bản đồ của căn phòng.
Hơn 3 thập kỷ sau, đến năm 2005, May-Britt và Edvard Moser phát hiện ra “tế bào mạng lưới” (grid cells) tạo ra cơ chế phối hợp cho phép định vị và tìm đường chính xác.
Các phát hiện của John O’Keefe, May-Britt và Edvard Moser đã giải đáp cơ chế xác định không gian của não bộ, thắc mắc mà các nhà khoa học lẫn các nhà triết học tìm kiếm trong hàng thế kỷ qua.
Chúng ta trải nghiệm môi trường xung quanh mình như thế nào?
Giác quan cảm nhận địa điểm và khả năng định vị, tìm đường là vấn đề xác định sự tồn tại của mỗi con người. Nó cũng gắn với cảm nhận về khoảng cách dựa trên chuyển động và ký ức của chúng ta về các vị trí trước đó.
Trong lịch sử, các nhà khoa học và triết học đã đặt vấn đề về khả năng cảm nhận không gian và tìm đường của bộ não. Nhưng câu hỏi vẫn còn đó: Bản đồ đó được trình bày trong não bộ như thế nào?
May-Britt và Edvard Moser tìm ra cơ chế tọa độ
May-Britt và Edvard Moser vẽ bản đồ các mối liên kết với hippocampus ở chuột chạy trong căn phòng khi họ phát hiện ra một mô hình hoạt động kinh ngạc ở một bộ phận gần não bộ được gọi là vỏ não trước khoang mũi. Tại đây, một số tế bào nhất định được kích hoạt khi con chuột chạy qua vô số địa điểm được sắp xếp trong một mạng lưới hình đa giác. Từng tế bào trong số các tế bào này được kích hoạt theo một mô hình không gian duy nhất và tập hợp những “tế bào mạng lưới” để tạo thành một hệ thống tọa độ cho phép dò tìm không gian. Cùng với những tế bào khác ở vỏ não trước khoang mũi nhận diện được phương hướng đầu căn phòng và cạnh căn phòng, chúng tạo thành các đường chu vi cùng các tế bào định vị ở hippocampus. Hệ thống mạch này tạo thành một hệ thống định vị toàn diện, một GPS bên trong não.
Vai trò của hệ thống định vị não bộ trong các bệnh lý thần kinh
Nhờ kỹ thuật chụp hình ảnh não cũng như nghiên cứu các bệnh nhân trải qua phẫu thuật thần kinh, khoa học đã chứng minh “tế bào định vị” và “tế bào mạng lưới” thực sự tồn tại ở con người. Ở những bệnh nhân bị mắc bệnh Alzheimer, hippocampus và vỏ não bên trong khoang mũi thường xuyên bị ảnh hưởng ở giai đoạn đầu, khiến họ thường mất phương hướng và không thể nhận diện môi trường xung quanh. Do vậy, kiến thức về hệ thống định vị (GPS) não bộ giúp chúng ta hiểu rõ cơ chế gây mất nhận thức về không gian ở người bệnh. Ngoài ra, phát hiện này cũng tạo ra bước chuyển trong luận thuyết về hoạt động nhận thức như trí nhớ, suy nghĩ của con người.
(Theo Nobelprize.org)
BÍCH VÂN
- John O’Keefe sinh năm 1939 tại New York, Mỹ. Ông mang 2 quốc tịch Anh và Mỹ. Ông nhận bằng tiến sĩ y khoa ngành tâm sinh lý tại Trường đại học McGill, Canada vào năm 1967. Sau đó, ông chuyển đến London theo học sau tiến sĩ tại ĐH College London. John O’Keefe hiện là Giám đốc Trung tâm Sainsbury chuyên khoa Mạch thần kinh và Hành vi tại ĐH College London.
- May-Britt Moser sinh ra tại Fosnavag, Na Uy năm 1963. Bà theo học ngành tâm lý học tại ĐH Oslo cùng chồng đồng nhận giải Nobel Edvard Moser. Bà nhận bằng tiến sĩ sinh lý học thần kinh vào năm 1995, theo học sau tiến sĩ tại ĐH Edinburgh cùng chồng, bà hiện là Giám đốc Trung tâm Khoa học máy tính thần kinh ở Trondheim.
- Edvard I. Moser sinh năm 1962 tại Alesund, Na Uy. Ông giành bằng tiến sĩ ngành thần kinh học tại ĐH Oslo năm 1995. Ông được phong giáo sư vào năm 1998. Ông hiện là Giám đốc Viện Hệ thống khoa học thần kinh Kavli ở Trondheim, Na Uy.
