Trí nhớ được tạo thành và tái hiện như thế nào?

Trí nhớ được tạo nên từ cái gì? Có một điều chắc chắn đó chính là các tế bào trong não bộ.

Lần đầu tiên các nhà khoa học thuộc đại học UCLA, Viện khoa học Weizman tại Israel đã ghi lại được hoạt động tái hiện trí nhớ của các tế bào não đơn lẻ, từ đó tiết lộ vị trí lưu trữ ký ức cụ thể trong não đồng thời giải thích tại sao não có thể tái hiện ký ức.

Công bố trực tuyến trên tờ Science, tiến sĩ Itzhak Fried, tác giả của nghiên cứu kiêm giáo sư khoa giải phẫu thần kinh thuộc đại học UCLA, cùng các cộng sự đã ghi lại hoạt động của hàng trăm nơron thần kinh khác nhau tạo nên trí nhớ trong não bộ của 13 bệnh nhân mắc chức động kinh đang được phẫu thuật điều trị tại Trung tâm y tế UCLA.

Các bác sỹ phẫu thuật đặt điện cực trong não bệnh nhân trước khi tiến hành phẫu thuật. Fried cũng đã tận dụng điện cực để ghi lại hoạt động của các nơron khi ký ức đang được hình thành.

Bệnh nhân được cho xem một vài đoạn viđeo ngắn, trong đó bao gồm hình ảnh về mốc ranh giới và con người, cùng với những đoạn clip về Jerry Seinfeld, Tom Cruise, nhân vật Homer Simpsons trong bộ phim “Gia đình Simpsons” và các nhân vật khác. Khi bệnh nhân xem, các nhà nghiên cứu đã ghi lại hoạt động của rất nhiều nơron trong vùng mã ngư (hippocampus) và một vùng gần đó được biết đến với cái tên vỏ não nội khứu (entorhinal cortex) có thể phản ứng mạnh mẽ với các đoạn clip nhỏ.

Chỉ một vài phút sau khi thực hiện hoạt động xen giữa, bệnh nhân được đề nghị tái hiện bất cứ đoạn clip nào xuất hiện trong đầu họ.

Fried cho biết: “Họ không bị ép buộc phải nhớ lại một đoạn clip cụ thể mà họ được tự do lựa chọn, đó là bất cứ đoạn clip nào hiện ra trong đầu họ”. 

Hình ảnh biểu diễn hoạt động của nơron thần kinh. Các nhà khoa học đã ghi lại hoạt động của hàng trăm nơron thần kinh tạo thành trí nhớ. (Ảnh: iStockphoto/ Sebastian Kaulitzki)

Các nhà nghiên cứu nhận thấy những nơron có phản ứng với một đoạn clip cụ thể trong giai đoạn trước cũg đồng thời phát sáng một hoặc hai giây trước khi bệnh nhân thuật lại đoạn clip mà họ nhớ được. Tuy nhiên, các nơron đó không sáng khi các đoạn clip khác được nhớ lại. Về cơ bản, các nhà nghiên cứu có thể biết được đoạn clip nào bệnh nhân tái hiện được trước khi bệnh nhân nói ra.

Fried nhấn mạnh rằng các nơron đơn lẻ được ghi lại khi chúng phát sáng, chúng không hoạt động một mình mà chúng là thành phần của một chu trình ký ức lớn hơn nhiều bao gồm hàng trăm ngàn tế bào tham gia vào hoạt động phản ứng với đoạn clip.

Theo ông, nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn bởi nó lần đầu tiên khẳng định rằng trí nhớ tự phát nảy sinh qua hoạt động của cùng các nơron phát sáng khi ký ức được tạo thành lần đầu. Đôi khi các nhà khoa học đã nghi ngờ và thiết lập giả thuyết về mối liên hệ giữa việc tái kích hoạt các nơron trong vùng mã ngư và việc tái hiện có ý thức của các kinh nghiệm trong quá khứ, nhưng nghiên cứu này giờ đây đã cung cấp bằng chứng trực tiếp cho sự tồn tại của mối liên hệ đó.

Fried cho biết: “Theo đó, việc hồi tưởng lại các kinh nghiệm quá khứ trong trí nhớ của chúng ta chính là việc làm sống lại hoạt động nơron trong quá khứ”.

Các tác giả khác của nghiên cứu bao gồm Hagar Gelbard – Sagiv, Michal Haral và Rafael Malach thuộc Viện Weizmann, học giả bậc hậu tiến sĩ Roy Mukamel thuộc đại học UCLA. Nghiên cứu được Viện các chứng rối loạn thần kinh và đột quỵ quốc gia Hoa Kỳ, Quỹ khoa học Israel và Quỹ khoa học Hoa Kỳ - Israel tài trợ.

Tham khảo:

Hagar Gelbard-Sagiv, Roy Mukamel, Michal Harel, Rafael Malach, and Itzhak Fried. Internally Generated Reactivation of Single Neurons in Human Hippocampus During Free Recall. Science, 2008; DOI: 10.1126/science.1164685