Hôm nay, tôi muốn kể với các bạn
về công trình được thực hiện
bởi nhiều nhà khoa học trên toàn thế giới
để vẽ một bức tranh về trí não con người.
Ý tưởng chính của công trình này là
tinh thần và trí não con người
không phải máy xử lí với mục đích chung chung
mà là tổ hợp những bộ phận vô cùng chuyên biệt,
mỗi bộ phận xử lí một vấn đề cụ thể,
rồi kết hợp lại tạo thành
chúng ta, những con người, những kẻ biết suy nghĩ.
Để hiểu rõ hơn ý tưởng này,
hãy tưởng tượng tình huống sau đây:
Bạn vào nhà trẻ đón con mình
Như mọi khi, có hàng tá đứa trẻ ở đó
mong ngóng được đón về.
nhưng lần này,
khuôn mặt chúng giống nhau một cách kì lạ,
và bạn không nhận ra đâu là con mình.
Bạn cần một cặp kính mới?
Hay bạn bị mất trí rồi?
Bạn lướt qua vài câu hỏi thẩm định.
Không, bạn đang rất tỉnh táo.
và thị giác của bạn hoàn toàn ổn.
Mọi thứ nhìn đều bình thường,
trừ khuôn mặt của lũ trẻ.
Bạn có thể thấy những khuôn mặt,
nhưng chúng giống hệt nhau,
không chút quen thuộc,
dù chỉ việc thấy sợi ruy-băng buộc tóc màu cam
là bạn tìm thấy con gái của mình.
Việc đột ngột mất khả năng nhận diện khuôn mặt
xảy ra với nhiều người.
Nó gọi là chứng mất nhận thức mặt,
hậu quả của tổn thương
ở phần não riêng biệt.
Điều đáng ngạc nhiên là
chỉ có khả năng nhận diện mặt bị tổn thương;
mọi thứ khác đều bình thường.
Mất khả năng nhận diện mặt hay bệnh mù mặt
là một trong những thiếu hụt trí não
đáng kinh ngạc có thể xảy ra sau tổn thương não.
Tập hợp những hội chứng này
từ lâu đã đặt giả thuyết
rằng trí não được phân thành những bộ phận tách biệt,
nhưng nỗ lực khám phá các bộ phận này
đạt được bước tiến dài
với phát minh công nghệ chụp ảnh não,
đặc biệt là MRI (Chụp cộng hưởng từ).
MRI cho phép bạn nhìn thấy nội quan
với độ phân giải cao,
tôi sẽ cho bạn thấy
một chuỗi hình ảnh mặt cắt ngang từ MRI
của vài vật quen thuộc,
và khi lướt qua,
hãy thử đoán xem vật đó là gì.
Bắt đầu nào!
Không dễ chút nào! Đó là bông atisô.
Được rồi, hãy thử một cái khác
bắt đầu từ dưới đáy lên đỉnh.
Bông cải xanh! Đó là ngọn bông cải xanh.
Không đẹp sao? Tôi yêu nó.
Rồi, cái khác. Vâng, bộ não.
Thật ra là bộ não của tôi.
Ta đi đang qua từng lớp cắt trong não.
Đó là phía trên mũi tôi bên phải, và giờ
đi qua đây, chính ở đó.
Hình này đẹp, tôi nói như vậy với mình,
nhưng nó chỉ cho thấy phần giải phẫu học.
Bước tiến thật sự tuyệt vời của hình ảnh chức năng
xảy ra khi nhà khoa học tìm cách
giúp hình ảnh thể hiện không chỉ giải phẫu học mà còn hoạt động,
lúc các nơron truyền xung thần kinh.
Đây là cách nó hoạt động.
Não bộ giống như cơ bắp.
Khi hoạt động,
chúng cần tăng lưu thông máu để cung cấp cho hoạt động đó,
may thay, việc lưu thông máu ở não là cục bộ,
thế nên, nếu một bó nơron như ở đây
khởi động và bắt đầu truyền xung thần kinh,
thì lưu lượng máu chỉ tăng chỗ đó.
MRI chức năng ghi nhận việc tăng lưu thông máu này,
rồi tạo ra một tín hiệu MRI cao hơn
ở nơi có hoạt động não tăng.
Để giúp bạn dễ hình dung
cách hoạt động của thí nghiệm MRI
và những gì có thể học hoặc không học được từ đó,
tôi xin kể một nghiên cứu của mình.
Ta cần biết liệu có phần đặc biệt nào của não giúp nhận diện khuôn mặt,
và có lí do để nghĩ rằng nó tồn tại
dựa vào hiện tượng mất nhận thức khuôn mặt
mà tôi miêu tả lúc nãy,
nhưng chưa ai đã nhìn thấy nó
ở một người bình thường,
nên chúng tôi bắt đầu tìm kiếm.
Tôi làm vật thí nghiệm đầu tiên.
Tôi đến máy quét, nằm xuống,
giữ đầu của mình càng yên càng tốt
trong khi nhìn chằm chằm vào ảnh của những khuôn mặt như thế này
và những đồ vật như thế này
hàng giờ.
Suýt chạm đến kỉ lục thế giới
về tổng số giờ trải qua trong máy quét MRI,
tôi cần nói với bạn là một trong những kĩ năng
đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu MRI
là nín đi vệ sinh.
(Tiếng cười)
Khi ra khỏi máy quét,
tôi phân tích nhanh các dữ liệu,
tìm bất kỳ phần nào trong não
tạo tín hiệu khi nhìn khuôn mặt
cao hơn khi nhìn đồ vật,
và đây là những gì mà tôi đã thấy.
Hình ảnh này nhìn khá tệ so với chuẩn của ngày hôm nay
Nhưng ở thời điểm đó, tôi nghĩ nó đẹp.
Nó cho biết vùng đó nằm ngay đây,
cái đốm nhỏ đó,
nó cỡ bằng quả ôliu
và nó nằm ở mặt đáy não của tôi
cách gần 3cm thẳng từ đúng chỗ đó.
Việc mà phần não đó của tôi làm
là tạo ra một phản ứng MRI cao hơn,
đó là hoạt động nơron cao hơn,
khi tôi nhìn các khuôn mặt
so với khi nhìn các đồ vật.
Thật tuyệt, thế làm sao ta biết điều này là đúng?
Vâng, cách dễ nhất là
làm lại thí nghiệm lần nữa.
Nên tôi vào lại trong máy quét,
nhìn nhiều mặt và nhiều vật hơn
và thu được cũng cái đốm giống vậy,
và rồi thử nữa,
và lại lần nữa,
lần này qua lần khác,
và đó cũng là lúc
tôi quyết định tin rằng điều này là thật.
Dù vậy, có thể có điều gì đó kì lạ trong não của tôi
và chẳng ai có một trong những thứ giống vậy trong đó,
để tìm câu trả lời, chúng tôi quét máy với nhiều người khác
và phát hiện ra rằng hầu như mọi người
đều có vùng nhỏ nhận thức khuôn mặt
ở một nơi tương tự nằm lân cận trong não.
Câu hỏi tiếp theo là,
chức năng thực sự của nó là gì?
Có phải nó chỉ chuyên nhận diện khuôn mặt?
Vâng, có thể là không?
Chắc nó hoạt động không chỉ với mặt mà với bất kì bộ phận cơ thể nào khác.
Có thể nó phản ứng với bất cứ gì thuộc về con người hay sự sống
hay bất cứ vật hình tròn nào.
Cách duy nhất để chắc chắn rằng khu vực đó
được chuyên biệt cho việc nhận diện khuôn mặt
là loại bỏ tất cả các giả thiết trên.
Nên chúng tôi dành nhiều năm sau đó
quét máy nhiều người lúc họ nhìn
nhiều hình ảnh khác nhau
và nhận thấy rằng vùng não đó
phản ứng mạnh khi bạn nhìn vào
những hình ảnh chụp bất cứ kiểu khuôn mặt nào,
và nó phản ứng kém hơn nhiều
đối với những hình ảnh không phải khuôn mặt,
như những thứ sau đây.
Vậy có phải cuối cùng, ta đã chứng minh được
rằng khu vực này cần cho việc nhận diện khuôn mặt?
Không, chúng tôi chưa làm được.
Chụp ảnh não chưa thể cho biết
liệu một vùng có cần cho bất kì cái gì.
Tất cả bạn có thể làm với chụp hình não là nhìn các vùng đó sáng rồi lại tối
khi người ta nghĩ những ý khác nhau.
Để nói rằng liệu phần nào đó của não cần cho một chức năng tư duy,
bạn phải xáo trộn nó lên và xem chuyện gì xảy ra,
bình thường thì chúng ta không được làm điều đó.
Nhưng một cơ hội tuyệt vời đã đến
khi gần đây, vài bạn đồng nghiệp của tôi
kiểm tra người đàn ông mắc chứng động kinh này
trong hình, anh ta đang nằm trên giường bệnh,
được gắn các điện cực vào vỏ não
để tìm ra nguyên nhân các cơn động kinh.
Và rồi hoàn toàn tình cờ,
khi hai trong số những điện cực,
tình cơ đều bên phải trên đỉnh vùng mặt của anh ấy.
Vì thế, với sự cho phép của bệnh nhân,
các bác sĩ hỏi anh ấy điều gì đã xảy ra,
khi họ kích thích bằng điện phần não bên đó của anh.
Khi đó, bệnh nhân không biết được
điện cực được gắn ở đâu,
và chưa hề được nghe về vùng nhận diện mặt
Hãy xem chuyện gì xảy ra.
Bắt đầu với một tình huống có kiểm soát
hiện chữ "Sham" rất khó thấy,
màu đỏ ở phía dưới bên trái,
khi không có dòng điện nào,
bạn sẽ nghe Bác sĩ thần kinh nói với bệnh nhân trước.
(Video) Bác sĩ thần kinh: Chỉ nhìn mặt tôi thôi
và nói xem điều gì xảy ra khi tôi làm điều này,
Được không?
Bệnh nhân: Được
Bác sĩ thần kinh: Một, hai, ba.
Bệnh nhân: Không có gì. Bác sĩ thần kinh: Không có gì ư? Được rồi.
Thử lại một lần nữa nhé.
Hãy nhìn mặt tôi này.
Một, hai, ba.
Bệnh nhân: Ông vừa trở thành một người khác.
Khuôn mặt của ông thay đổi.
Mũi của ông bị võng xuống, nó võng sang bên trái.
Ông gần giống như ai đó tôi đã gặp lúc trước,
nhưng là một người khác.
Đó là trong một chuyến đi.
(Tiếng cười)
Nancy Kanwisher: Vậy thí nghiệm này
(Tiếng vỗ tay)
thí nghiệm này cuối cùng đã minh chứng
rằng phần não này không chỉ
phản ứng có chọn lọc với khuôn mặt
mà liên quan ngẫu nhiên tới việc nhận diện khuôn mặt
Tôi đã đi qua tất cả chi tiết
về vùng khuôn mặt để bạn thấy điều gì
thật sự lập ra phần não
liên quan có chọn lọc đến một quá trình tinh thần cụ thể.
Tiếp theo, tôi sẽ lướt nhanh hơn
qua vài phần não chuyên biệt khác
mà chúng tôi và những người khác đã tìm ra.
Để làm điều này, tôi đã bỏ nhiều thời gian
với máy quét suốt tháng vừa rồi,
để có thể cho bạn thấy thứ này trong não mình.
Bắt đầu nào! Đây là bán cầu não phải của tôi.
Ta định hướng như vậy. Bạn nhìn vào đầu tôi hướng này.
Tưởng tượng lấy hộp sọ ra
và nhìn bề mặt của não như vậy.
Được rồi, như bạn thấy đấy,
bề mặt của não bị gấp lại
và có thể che giấu nhiều thứ.
Chúng ta muốn thấy toàn diện,
thổi lên để có thể thấy hết.
Tiếp theo, hãy tìm khu nhận diện khuôn mặt mà tôi đã nhắc tới,
mà phản ứng lại với hình ảnh thế này.
Để làm điều đó, hãy xoay não lại,
và nhìn mặt trong từ phía dưới,
đây, đây là vùng nhận diện mặt của tôi.
Nằm kế bên phải là một vùng khác
được thể hiện bằng màu tím
phản ứng khi bạn xử lí thông tin màu sắc,
và gần các vùng này là những vùng khác
làm công việc nhận thức địa điểm,
như bây giờ, khi tôi nhìn quanh,
thì vùng xanh ngay đó
thật ra đang hoạt động.
Lại có một vùng nữa ở mặt ngoài
nơi có thêm một vài vùng khuôn mặt.
Cũng trong khu phụ cận này
có một vùng chuyên liên quan đến
việc xử lí chuyển động thị giác,
giống những chấm nhỏ đang di chuyển này
là phần màu vàng nằm ở đáy não,
và gần đó là một vùng tạo phản ứng
khi bạn nhìn những hình ảnh cơ thể và bộ phận cơ thể
như những cái này, phần đó có màu vàng chanh
ở dưới đáy của não bộ.
Tất cả những vùng tôi chỉ bạn
liên quan tới những khía cạnh nhất định trong nhận thức thị giác.
Liệu ta cũng có vùng não chuyên biệt
cho các giác quan khác, như thính giác?
Có đấy. Xoay não lại một chút
vùng màu xanh thẫm ở đây
chúng tôi mới phát hiện cách đây vài tháng,
vùng này phản ứng mạnh
khi nghe âm thanh cao, như thế này.
(Tiếng còi báo động)
(Nhạc cello)
(Tiếng chuông cửa)
Ngược lại, cũng vùng đó không phản ứng mạnh
khi nghe những âm thanh hoàn toàn quen thuộc
mà không có thanh độ rõ ràng, như thế này.
(Tiếng nhai rào rạo)
(Tiếng trống rung)
(Tiếng xả bồn cầu)
Được rồi, kế bên vùng thanh độ
là nhóm các vùng khác dành cho phản ứng
khi nghe âm thanh của tiếng nói.
Bây giờ ta hãy nhìn những vùng tương tự.
Ở bán cầu não trái có sự sắp xếp tương tự
không hoàn toàn giống -
hầu hết những vùng như vậy đều ở đây,
dù đôi khi khác nhau về kích cỡ.
Bây giờ, những gì tôi chỉ bạn
là những vùng não liên quan đến những chức năng nhận thức khác nhau,
thị giác và thính giác.
Ta đang chuyên biệt hóa các vùng não
cho những suy nghĩ thật mơ hồ, rắc rối phải không?
Vâng, đúng vậy.
Màu hồng ở đây chính là vùng ngôn ngữ của tôi.
Từ lâu người ta đã biết rằng
vùng phụ cận trong não đó
liên quan đến việc xử lí ngôn ngữ,
mới đây, chúng tôi phát hiện
rằng những vùng màu hồng này
phản ứng vô cùng chọn lọc.
Chúng phản ứng khi bạn hiểu nghĩa của một câu,
nhưng không phản ứng khi bạn làm công việc trí não phức tạp khác
như tính nhẩm
hay ghi nhớ thông tin
hay thưởng thức cấu trúc phức tạp
của một bản nhạc.
Vùng tuyệt nhất đã được khám phá
chính là nơi mang màu ngọc lam đây.
Vùng này phản ứng
khi bạn nghĩ về điều người khác đang suy nghĩ.
Điều đó có vẻ điên rồ,
nhưng thực ra chúng ta, con người mà, hay làm việc đó lắm.
Bạn làm vậy khi nhận ra người bạn đời của mình lo lắng
nếu bạn không gọi về nhà để báo về muộn.
Tôi đang làm điều này với vùng não đó của tôi ngay bây giờ
khi nhận ra các bạn
có thể đang thắc mắc về
tất cả những địa phận màu xám, chưa được thám hiểm đó trong não.
Nó có tác dụng gì?
Tôi cũng đang thắc mắc,
hiện giờ, chúng tôi đang làm nhiều thí nghiệm
cố gắng tìm ra một vài
sự chuyên biệt khác có thể có trong não
dành cho những chức năng tâm thần rất cụ thể khác.
Nhưng quan trọng là, tôi không nghĩ chúng ta có
sự chuyên biệt trong não
cho mọi chức năng tâm thần quan trọng,
thậm chí, cho chức năng sống còn.
Thực ra, một vài năm trước,
có một nhà khoa học trong phòng thí nghiệm của tôi
gần như tin rằng
đã tìm ra vùng não
có khả năng phát hiện thức ăn,
và nó phản ứng rất mãnh liệt với máy quét
khi người ta nhìn những bức ảnh như thế này.
Hơn thế, anh ấy tìm ra một phản ứng tương tự
gần khu vực đó
trong 10 trên 12 người được thí nghiệm.
Thế nên, anh ấy khá chắc chắn,
anh chạy quanh phòng thí nghiệm
nói rằng anh sẽ được lên truyền hình
với phát hiện vĩ đại này.
Nhưng sau đó, anh ấy làm một thí nghiệm phản biện:
Anh cho người thí nghiệm thấy hình ảnh của những đồ ăn như thế này
và so sánh chúng với những hình ảnh
có màu sắc và hình dạng tương tự, nhưng không phải là thức ăn.
Và vùng não đó phản ứng tương tự
đối với cả hai bộ hình ảnh.
Vậy nó không phải vùng đồ ăn,
mà chỉ là vùng thích màu sắc và hình dạng.
Quá nhiều cho "Oprah".
Nhưng rồi câu hỏi đặt ra đương nhiên là,
làm sao ta xử lí những thứ khác
khi không có vùng não chuyên biệt?
Tôi nghĩ câu trả lời là,
ngoài những bộ phận chuyên biệt cao mà tôi đã miêu tả,
còn có nhiều cỗ máy cho các mục đích chung khác trong đầu
cho phép chúng ta giải quyết
bất cứ vấn đề nào xảy ra.
Thực tế, gần đây, chúng tôi phát hiện rằng
những vùng màu trắng này
phản ứng bất cứ lúc nào bạn xử lí vấn đề trí não hóc búa
tất cả -
vâng, tất cả bảy người chúng tôi đã thí nghiệm.
Vậy mỗi vùng não mà tôi miêu tả
với các bạn ngày hôm nay
xuất hiện gần như ở cùng một nơi
trong mọi người bình thường thí nghiệm.
Nếu lấy bất kỳ ai trong các bạn đưa vào máy quét,
ta cũng sẽ thấy từng vùng của các vùng đó trong não
và kết quả sẽ rất giống với não tôi,
dù các vùng có thể khác nhau đôi chút
về vị trí chính xác và kích thước.
Điều quan trọng với tôi về công trình này
không phải vì địa điểm cụ thể của những vùng não,
mà vì sự thật đơn giản chúng ta có được
những bộ phận chọn lọc, chuyên biệt của trí não
từ lúc sơ khai.
Ý tôi là, mọi chuyện đã có thể khác.
Bộ não đã có thể là bộ vi xử lí đơn giản,
cho mục đích chung chung,
giống con dao làm bếp hơn là
con dao Thụy Sĩ.
Thay vào đó, những gì mà việc chụp ảnh não thể hiện
là bức tranh giàu có và thú vị về trí não của con người.
Ta có tranh về cỗ máy cho mục đích rất chung
như thế này trong đầu
cùng mặt đáng kinh ngạc này
gồm những bộ phận rất chuyên biệt.
Đây chỉ là những ngày đầu.
Chúng tôi mới chỉ chấm phá nét cọ đầu tiên
trong bức tranh về trí não con người.
Những câu hỏi nền tảng nhất vẫn còn đang bỏ ngỏ.
Ví dụ như, mỗi vùng này làm chính xác việc gì?
Sao ta cần ba vùng nhận diện khuôn mặt
và ba vùng nhận diện nơi chốn,
và sự phân chia công việc giữa chúng ra sao?
Thứ hai là, tất cả những thứ này
được nối kết trong não như thế nào?
Với hình ảnh khuếch tán,
bạn có thể lần theo các bó nơron
liên kết với những phần khác nhau của não
và với phương pháp trình bày này,
bạn có thể lần theo mối liên hệ giữa các nơron độc lập trong não,
rồi một ngày nào đó, tìm thấy sơ đồ mạng lưới
của toàn bộ não người.
Thứ ba là, làm thế nào tất cả
cấu trúc rất hệ thống này được tạo ra,
trong quá trình phát triển lúc nhỏ
lẫn quá trình tiến hóa của giống loài?
Để trả lời những câu hỏi như thế,
các nhà khoa học đang kiểm tra
những loài động vật khác,
và với trẻ sơ sinh.
Nhiều người minh chứng lợi ích của nghiên cứu khoa học thần kinh
bằng cách chỉ ra rằng ngày nào đó, nó sẽ giúp chúng ta
chữa các rối loạn về não như Alzheimer's và tự kỉ.
Đó là một mục đích to lớn,
tôi sẽ rất vui được góp phần vào đó
nhưng sửa chữa những thứ đã hỏng
không phải là thứ duy nhất đáng làm.
Việc cố gắng hiểu về thần kinh và trí não của con người
vẫn xứng đáng ngay cả khi không dẫn đến
phương thức chữa trị cho bất kỳ một bệnh nào.
Điều tuyệt vời hơn
việc hiểu những cơ chế cơ bản
ẩn trong trải nghiệm con người
là việc hiểu, cốt yếu, chúng ta là ai?
Tôi nghĩ rằng đây là cuộc theo đuổi khoa học lớn lao nhất
của mọi thời đại.
(Tiếng vỗ tay)