Các nhà khoa học "hack" não chim sẻ, dạy chúng hót những giai điệu chưa từng nghe thấy từ bố mẹ

Người thầy đầu tiên của tất cả chúng ta là cha mẹ. Chúng ta học nói ngôn ngữ của loài người, bắt đầu bằng cách nhại lại những gì cha mẹ chúng ta từng nói. Nhưng thử tưởng tượng một ngày nào đó, các nhà khoa học có thể "hack" vào quá trình đó.

Họ có thể đội cho đứa trẻ một chiếc mũ laser rồi nạp vào đầu nó cả bộ từ điển. Đứa trẻ sau đó sẽ nói được mọi ngôn ngữ trên thế giới chỉ sau một cú click chuột.

Nghe có vẻ là chuyện chỉ xuất hiện trong phim khoa học viễn tưởng, nhưng ngày càng có nhiều nghiên cứu đang kéo tương lai đó lại gần với chúng ta. Mới đây nhất, một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Tây Nam Texas đã cấy thành công những ký ức giả vào não chim sẻ vằn, để dạy chúng hót những giai điệu chưa từng nghe từ bố mẹ.

Những con sẻ vằn hót cho con mình nghe từ khi chúng còn nhỏ. Và thế là những con sẻ vằn con sẽ bắt chước lại. Theo thời gian, chúng lớn lên với những giai điệu đã học được, và lại truyền cho con cháu hết đời này qua đời khác.

Trên một khía cạnh nào đó, quá trình học hót của sẻ vằn là một phiên bản giản thể hơn của cách con người chúng ta phát triển tiếng nói.

Nhưng trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã "hack" vào quá trình học hót của chim sẻ vằn, qua đó trực tiếp thao túng bộ não của chúng, dạy cho những con sẻ con hót các giai điệu mà chúng chưa từng nghe thấy từ bố mẹ.

Để làm được điều này các nhà khoa học đã sử dụng optogenetic, một kỹ thuật dùng ánh sáng kích thích tế bào thần kinh trong não. Họ đã chọn "hack" vào vùng kết nối giữa bộ phận não xử lý những gì con vật nghe thấy và phần điều khiển giọng hót.

Optogenetic đã thành công trong việc cấy những ký ức thính giác nhân tạo vào bên trong não bộ sẻ vằn, con chim sau đó đã cố gắng hót theo những giai điệu mà các nhà khoa học muốn.

Chẳng hạn, họ đã sử dụng mã Morse để dạy những con sẻ biết trường độ của những âm tiết mà nó nên hót. Xung ánh sáng tác động càng dài, lũ sẻ sẽ càng kéo dài âm tiết và ngược lại. Bản nhạc cuối cùng mà những con sẻ vằn tạo ra, chắc chắn là một ký ức âm thanh được cấy vào đầu chúng, là một giai điệu mà chúng chưa từng được dạy bởi một con sẻ vằn trưởng thành nào.

Mặc dù vậy, cũng phải lưu ý rằng giai điệu mà các nhà khoa học cấy được vào não bộ sẻ vằn lúc này còn rất đơn giản. Nó không phức tạp như những giai điệu mà lũ chim học được một cách tự nhiên từ bố mẹ.

Trường độ của âm tiết chỉ là một trong số nhiều yếu tố cấu thành lên một giai điệu. Các nhà khoa học hiện chưa thể tìm ra bộ phận nào trong não sẻ vằn điều khiến các yếu tố khác như cạo độ và thứ tự của âm tiết để "hack" vào đó.

Giáo sư Todd Roberts tác giả chính của nghiên cứu đến từ Đại học Tây Nam Texas.

"Chúng tôi chưa thể dạy lũ chim tất cả mọi thứ chúng cần biết [để hót thành một giai điệu hay] – mà mới chỉ dạy được chúng khoảng thời gian phát ra các âm tiết trong điệu hót của nó mà thôi", giáo sư Todd Roberts, tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

"Hai vùng não chúng tôi đã thử nghiệm trong nghiên cứu này chỉ là một phần câu đố. Nhưng nếu chúng ta tìm ra được những con đường khác, chúng ta sẽ có thể dạy một con chim hót mọi giai điệu mà không cần bất kỳ tương tác nào với chim bố. Nhưng có lẽ rất lâu nữa chúng tôi mới có thể làm được điều đó".

Mặc dù vậy, nghiên cứu của giáo sư Roberts cũng đánh dấu một bước đột phá, lần đầu tiên chúng ta có thể cấy ký ức một cách hiệu quả vào bộ não của động vật. Năm ngoái, một nhóm nghiên cứu khác cũng đã thử cấy ký ức giả vào những con ốc, để chúng học được cách phản ứng với một kích thích chưa từng gặp phải.

Lặp lại những thành công này trên chim là một bước tiến nhảy vọt, trước khi chúng ta làm được điều tương tự trên người. Giáo sư Robert và nhóm của ông nói rằng công việc mình có thể mở ra nhiều hướng nghiên cứu, bao gồm việc tìm cách điều trị một số chứng rối loạn ngôn ngữ cho con người.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science.

Từ khóa liên quan:

chim sẻ

hack não chim sẻ

tế bào thần kinh trong não

chim sẻ vằn

cấy ký ức vào não chim sẻ

quá trình học hót của chim sẻ

kỹ thuật optogenetic

Đại học Tây Nam Texas

Todd Roberts