Sóng não có thể dự đoán lỗi

Theo một nghiên cứu mới, một sóng alpha rõ rệt xuất hiện trong hai vùng não trước khi đối tượng mắc một lỗi nào đấy do thiếu chú ý.

Từ việc làm đổ một cốc cà phê đến việc không nhận thấy biển dừng, bất cứ ai thỉnh thoảng cũng mắc phải một lỗi nào đó do thiếu chú ý. Một nhóm nghiên cứu dưới sự chỉ đạo của nhà khoa học thuộc Đại học California, Davis, phối hợp với Học viện Donders, Hà Lan, đã phát hiện một tín hiệu điện rõ rệt trong não, đoán trước rằng một lỗi tương tự như vậy chuẩn bị xảy ra.

Phát hiện này có thể có ích trong rất nhiều ứng dụng, từ việc phát triển những thiết bị kiểm soát có thể cảnh báo người điều khiển giao thông rằng sự tập trung của họ đang giảm sút, đến xây dựng những chiến lược mới giúp trẻ em đối mặt với chứng Rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD). Nghiên cứu được công bố trực tuyến trên tạp chí Human Brain Mapping số ngày 23 tháng 3, là một phần của chuyên đề đặc biết nhấn mạnh những sáng tạo trong công nghệ hình ảnh điện từ não.

Phản ứng của não đối với sơ suất, sai lầm từ lâu đã là chủ đề của nhiều nhiên cứu. Ali Mazaheri, nhà nghiên cứu về Não và tâm trí tại Trung tâm UC Davis, cho biết: “Cái chúng tôi tìm kiếm đó là trạng thái của não trước khi một lỗi nào đó xảy ra, vì điều đó cho chúng tôi biết cái gì hình thành nên lỗi đó”.

Làm việc với các đồng nghiệp tại Học viện Donders về Não, nhận thức và hành vi tại Đại học Radboud, nơi ông thực hiện bằng tiến sĩ của mình, Mazaheri đã tuyển 14 sinh viên vào nghiên cứu của mình. Khi họ thực hiện những bài kiểm tra cần tập trung, Mazaheri ghi lại hoạt động não của họ sử dụng MEG – magnetoencephalography – một công cụ ghi lại sóng não tương tự, nhưng nhạy hơn electroencephalography (EEG), kỹ thuật thường được sử dụng trong bệnh việc để dò tìm tai biến mạch máu não.

Nhà khoa học thần kinh Ole Jensen dựng mô hình máy MEG của Học viện Donders. Với sự trợ giúp của cỗ máy này, Jensen, Ali Mazeheri (hiện thuộc UC Davis) cùng các đồng nghiệp đã phát hiện một chu trình sóng alpha rõ rệt xuất hiện trong não khi con người thực hiện bài kiểm tra cần độ tập trung cao. (Ảnh: Học viện Donders).

Bài kiểm tra, được biết đến với tên gọi “bài trả lời với sự chú ý được duy trì liên tục”, được phát triển từ những năm 1990 để đánh gia sự tổn thương não, ADHD và các chứng rối loạn thần kinh khác. Những người tham gia ngồi trước máy tính trong một tiếng, một số ngẫu nhiên từ 1 đến 9 sẽ xuất hiện trên màn hình 2 giây một lần. Yêu cầu là gõ một phím khi bất cứ con số nào trừ số 5 xuất hiện.

Bài kiểm tra quá buồn tẻ, Mazaheri cho biết, khiến trong 40% lần số 5 xuất hiện, các đối tượng cũng tự động gõ một phím

Bằng cách phân tích dữ liệu MEG được ghi chép, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng một giây trước khi những lỗi này xảy ra, sóng não ở hai vùng mạnh hơn khi các đối tượng tự ngăn mình gõ phím. Ở phía sau đầu, hoạt động sóng alpha mạnh hơn 25%, và ở vùng giữa, vùng não cảm nhận và vận động, hoạt động sóng mu của não cũng tăng lên.

Mazehari giải thích: “Sóng alpha và mu là những gì xảy ra khi não nhàn rỗi. Ví dụ như bạn đang ngồi trong phòng và nhắm mắt lại. Điều này khiến sóng alpha ở vùng sau đầu mạnh lên. Nhưng ngay khi bạn mở mất, nó lại tụt nhanh chóng, vì bạn đang nhìn vào các vật thể và các nơron thần kinh có các hình ảnh để xử lý”.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện rằng các lỗi cũng tạo ra những thay đổi trong hoạt động sóng ở phần não trước, có tác động làm giảm hoạt động alpha ở vùng não phía sau. Mazaheri cho biết: “Nó giống như não cảnh báo ‘Chú ý vào!’ rồi làm giảm khả năng một lỗi khác tiếp tục xảy ra”.

Không cần quá lâu để kết hợp những phát hiện này vào các ứng dụng thực tế. Ví dụ, một EEG không dây có thể được sử dụng ở một trạm kiếm soát giao thông hàng không để đưa ra các cảnh báo khi nhận thấy hoạt động sóng alpha vượt quá một mức độ nhất định.

Nó cũng có thể cung cấp các liệu pháp mới cho trẻ em mắc ADHD, Mazaheri nhận định, “thay vì quan sát hành vi – cách đo sự tập trung thiếu chính xác – chúng ta có thể kiểm soát sóng alpha. Từ đó chúng ta có thể thiết kết những liệu pháp cũng như đánh giá tính hiệu quả của các phương pháp điều trị khác nhau”.

Những người tham gia nghiên cứu bao gồm Ingrid Nieuwenhuis, Hanneke van Dijk và Ole Jensen, thuộc Học viện Donders.

Tham khảo:
Ali Mazaheri, Ingrid L.C. Nieuwenhuis, Hanneke van Dijk, Ole Jensen. Prestimulus alpha and mu activity predicts failure to inhibit motor responses. Human Brain Mapping, 2009; NA DOI: 10.1002/hbm.20763