Phát hiện cách bộ não tạo ra ký ức

Các nhà nghiên cứu vừa phát hiện chính xác cách bộ não của chúng ta tạo ra ký ức ở cấp độ tế bào. Đột phá này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cơ chế ghi nhớ của bộ não, cũng như được kỳ vọng giúp mở đường cho sự ra đời của các phương pháp chữa trị mới đối với những chứng bệnh suy giảm như Alzheimer hay động kinh.

Tiến sĩ Peter N. Steinmetz, giám đốc chương trình ứng dụng kỹ thuật thần kinh tại Viện Thần kinh học Barrow (Mỹ) tuyên bố: "Để thực sự hiểu rõ cách bộ não biểu đạt khả năng ghi nhớ, chúng ta cần phải biết cách thức trí nhớ được các đơn vị điện toán cơ bản của bộ não - các tế bào thần kinh đơn lẻ - và hệ thống của chúng trình bày như thế nào. Nắm được cơ chế lưu trữ và truy hồi ký ức là một bước trọng yếu trong việc hiểu rõ cách thức điều trị tốt hơn các căn bệnh suy thoái trí não đang ảnh hưởng tới những người lớn tuổi".

Theo báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí PNAS, ông Steinmetz và các cộng sự phát hiện, bộ não con người khóa nhốt các ký ức mang tính giai đoạn trong vùng dưới đồi não (hippocampus), gắn mỗi hồi ức với một gói tế bào riêng lẻ đặc trưng.

Một tế bào thần kinh của con người đang hình thành tiền tố chỉ tỏa quang (actin) để đáp ứng kích thích khi một ký ức được lưu trữ. Ảnh: Alamy)

Kết luận được rút ra sau khi nhóm nghiên cứu tiến hành đánh giá 9 bệnh nhân mắc chứng động kinh đã được cấy các điện cực vào bộ não để kiểm soát những cơn tai biến. Mọi hoạt động ở cấp độ tế bào thần kinh đơn lẻ cũng được ghi lại.

Các bệnh nhân được yêu cầu ghi nhớ một danh sách các từ hiện trên màn hình máy tính, rồi quan sát một danh sách thứ hai, dài hơn chứa cả những từ đó và các từ mới. Họ được yêu cầu nhận diện các từ đã thấy ban đầu để xem họ ghi nhớ chúng tốt tới mức nào.

Khác biệt quan sát được trong hoạt động khởi nguồn từ tế bào giữa những từ xuất hiện trong danh sách đầu tiên với những từ không có trong danh sách đó rõ ràng cho thấy, các tế bào trong vùng hippocampus thể hiện ký ức của các bệnh nhân về các từ.

Nhóm nghiên cứu phát hiện, các từ mới quan sát được lưu trữ theo một kiểu phân phối trên toàn vùng hippocampus, trong đó một phần nhỏ các tế bào (khoảng 2%) phản ứng với bất kỳ từ nào và một lượng nhỏ từ (khoảng 3%) tạo ra thay đổi mạnh trong cách lóe sáng ở những tế bào này. Điều này trái ngược với quan điểm cho rằng, bất kỳ tế bào thần kinh nào phản ứng với một từ trong danh sách cũng sẽ phản ứng với các từ khác.

Mặc dù chỉ một phần nhỏ các tế bào thần kinh trong vùng hippocampus tham gia mã hóa ký ức gần đây về bất kỳ từ nào, nhưng theo các nhà khoa học, số lượng tế bào chính xác chịu trách nhiệm ghi nhớ mỗi từ lại rất lớn, có thể lên tới hàng trăm ngàn cá thể. Do đó, sự mất mát bất kỳ tế bào đơn lẻ nào cũng ảnh hưởng không đáng kể đến khả năng ghi nhớ các từ nhất định, mới nhìn thấy gần đây của một người.