Tổ chức não thay đổi khi trẻ em thành người lớn

Bất cứ một đứa trẻ nào khi đối mặt với những ông bố bà mẹ hay áp đặt có lẽ đều đặt ra câu hỏi: “bố mẹ đang nghĩ gì thế?”. Bây giờ chúng đã có một câu trả lời mới: “Các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra rằng bộ não của cha mẹ được tổ chức khác với bộ não của con cái”.

Thế vẫn là chưa đủ đối với những đứa trẻ hay mắc lỗi mặc dù một nghiên cứu khác cũng đồng thời đưa ra lời cứu cánh cho các bậc cha mẹ. Trong khi cơ cấu tổ chức toàn bộ có khác nhau giữa não của người lớn và não của trẻ em, một trong những khác biệt mấu chốt trong hoạt động não của người lớn lại chỉ xuất hiện ở não của trẻ em từ 7 tuổi trở lên.

Tác giả nhiều kinh nghiệm kiêm tiến sĩ Steven E. Petersen đồng thời là giáo sư khoa khoa học thần kinh nhận thức tại trường Y – Đại học Washington tại St. Louis cho biết: “Dù việc đưa ra nhận định có đơn giản và hấp dẫn tới mức nào thì bộ não của trẻ cũng không hề thiếu tổ chức hay mang tính hỗn loạn. Nó chỉ được tổ chức theo một cách khác nhưng ít nhất cũng có những bộ não như của người trưởng thành”.

Petersen và các cộng sự đã nghiên cứu tổ chức não bình thường và sự phát triển của nó nhằm hiểu hơn về cách thức mà các rối loạn phát triển cũng như tổn thương não có thể làm suy yếu khả năng thần kinh. Họ dự định áp dụng những gì tìm hiểu được nhằm phát triển các phương pháp điều trị các chứng rối loạn đó.

Các nhà khoa học sử dụng MRI liên kết chức năng trong tình trạng nghỉ để nhận diện và nghiên cứu mạng lưới trong não. Thay vì ghi lại các hoạt động tinh thần khi người tham gia nghiên cứu thực hiện một bài tập nhận thức, kỹ thuật này quét hoạt động tự phát xảy ra trong não khi họ không làm gì cả. Khi hoạt động não bộ gia tăng và giảm xuống cùng một thời điểm ở các vùng não khác nhau, các nhà nghiên cứu kết luận rằng các vùng đó có xu hướng hoạt động cùng nhau.

Qua các nghiên cứu như thế, các nhà nghiên cứu đã tiết lộ rằng 4 mạng lưới não bộ đảm trách các nhiệm vụ khác nhau trong não người lớn. Hai trong số 4 mạng lưới đó dường như cùng phụ trách hầu hết các chức năng tự ý của não. Chúng có sự liên kết chặt chẽ giữa một vài vùng não vốn nằm cách xa nhau.

Cấu trúc tổ chức của não người trải qua giai đoạn biến đổi lớn trong thời kỳ chuyển giao giữa tuổi thơ ấu và tuổi trưởng thành. Các vùng não được thể hiện bởi các đường tròn, với màu sắc bên ngoài đường tròn biểu trưng cho vị trí của các vùng trong não còn màu bên trong đường tròn thể hiện chức năng của vùng đó. (Ảnh: Trường Y, đại học Washington)

Trong một nghiên cứu mới, sự đối lập tổ chức đã được thể hiện rõ: thay vì sở hữu những mạng lưới hình thành nên từ các vùng não nằm cách xa nhau nhưng có mối liên hệ về chức năng, hầu hết những mối liên hệ chặt chẽ trong não trẻ em đều hình thành giữa các vùng não nằm khá gần nhau. Nghiên cứu này do tiến sĩ Damien A. Fair – cựu nghiên cứu sinh trường Đại học Washington – chỉ đạo thực hiện. Hiện ông là nghiên cứu sinh tại Đại học khoa học và sức khỏe Oregon, cộng tác với nghiên cứu sinh Alexander L. Cohen thuộc đại học Washington. Họ đã phân tích dữ liệu thu được từ 210 đối tượng có độ tuổi từ 7 đến 31.

Fair cho biết: “Chúng tôi chọn một nhóm bao gồm những đối tượng nhỏ tuổi nhất, phân tích kết quả rồi sau đó thêm vào dữ liệu từ nhóm tuổi tiếp theo, lại phân tích lại cho đến khi chúng tôi tiến hành với mọi đối tượng tham gia nghiên cứu. Kết quả thu được chính là một bộ phim chi tiết về cách thức, diễn biến của quá trình chuyển giao tổ chức của não từ khi còn bé đến khi trưởng thành. Nghiên cứu cho thấy rõ ràng sự biến đổi từ mạng lưới nội bộ chủ yếu dựa trên sự kề cận về vị trí đến hình thành các mạng lưới ở xa tập trung vào mối liên hệ về chức năng”.

Các nhà nghiên cứu cùng đồng thời kiểm tra não của trẻ em đối với chức năng tổ chức “thế giới nhỏ” – đây là một khả năng tổ chức khác tồn tại trong não người lớn. Chức năng này đôi khi còn được gọi là tổ chức “Kevin Bacon” sau khi trò chơi tam khoa có tên “6 mức độ của Kevin Bacon”. Trò chơi này nhấn mạnh đến sự dễ dàng khi thực hiện liên kết bất cứ một diễn viên nam hay diễn viên nữ nào đối với Kevin Bacon trong 6 bộ phim qua các mối liên hệ giữa nhiều người cùng đóng vai chính khác.

Fair cho biết: “Quan điểm về một mạng lưới lớn cho phép chúng ta liên hệ một mắt xích này với một mắt xích khác qua một số bước khá ít thông qua các mắt xích đặc biệt. Giống như Kevin Bacon, những mắt xích đặc biệt này có nhiều mối liên hệ với các mắt xích khác, cho phép chúng giảm thiểu số lượng các mắt xích cần đến trong liên kết”.

Các nhà nghiên cứu biết rằng trẻ em có ít mối liên hệ khoảng cách xa giữa các vùng não hơn so với người lớn, nhưng khi họ quan sát kỹ càng hơn họ phát hiện thấy các mối liên hệ khoảng cách xa này là đủ, với nhiều mối liên hệ và mắt xích để hình thành tổ chức thế giới nhỏ.

Họ đặt ra giới hạn dưới về độ tuổi cho những đối tượng tham gia nghiên cứu là 7 bởi bộ não của trẻ em 7 tuổi có kích cỡ xấp xỉ 95% kích cỡ não người trưởng thành. Họ cũng tiến hành tìm tòi phương thức đến biến đổi nghiên cứu cho phù hợp với các thay đổi tự nhiên của não trẻ em. Họ cũng bắt đầu tìm hiểu với cùng một góc độ đối với những đối tượng mang tổn thương não hoặc các chứng rối loạn phát triển. Tài trợ cho nghiên cứu có Viện sức khỏe quốc gia, Quỹ khoa học quốc gia, Quỹ học giả John Merck, Quỹ Burroughs-Wellcome, Quỹ Dân, Quỹ gia đình Ogle, Hội ái hữu đại học Washington, Hội ái hữu nghiên cứu khoa học đại học và sau đại học UNCF/Merck.

Tài liệu tham khảo
Fair et al. Functional Brain Networks Develop from a “Local to Distributed” Organization. PLoS Computational Biology, 2009; 5 (5): e1000381 DOI: 10.1371/journal.pcbi.1000381