Nhờ đâu tìm ra đường xưa lối cũ?

Câu trả lời nằm trong các công trình nghiên cứu được trao giải Nobel Y sinh học năm 2014.

GPS của não bộ

Giải Nobel danh giá năm đó đã trao cho giáo sư người Anh John O’Keefe và vợ chồng người Na Uy May-Britt Moser - Edvard Moser (thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy) về những công trình nghiên cứu được đánh giá có giá trị thực tiễn giúp con người hiểu chính bản thân mình hơn. Cụ thể là những công trình đó giúp chúng ta trả lời: "Làm thế nào biết được chúng ta đang ở đâu? Não bộ lưu trữ thông tin như thế nào để chúng ta định vị nơi mình đã đi qua và định hướng cho nơi mà mình muốn tới?". Ba nhà khoa học được tôn vinh nhờ đã tìm ra những tế bào tạo thành hệ thống định vị (GPS) ở não bộ.

Từ năm 1971, John O’Keefe, giáo sư thần kinh học thuộc Đại học London (UCL), đã phát hiện các tế bào đặc biệt nằm ở hồi hải mã (hippocampus, là một vùng nhỏ ở não bộ có vai trò về trí nhớ) sẽ được kích hoạt phát tín hiệu mỗi khi chuột thí nghiệm di chuyển đến một số vị trí cố định trong chuồng của chúng. Ông đề nghị gọi những tế bào này là "tế bào vị trí" (place cells), vì chính nhờ những tế bào này thiết lập nên bản đồ, giúp cho chuột nhận biết địa điểm mà nó đã đi qua. Ông cho rằng vùng hồi hải mã chính là kho lưu trữ nhiều bản đồ như thế giúp cho sự định vị.

Năm 2005, vợ chồng người Na Uy May-Britt và Edvard Moser phát hiện cũng qua thí nghiệm trên chuột, các tế bào mà họ gọi là "grid cells" (tế bào bản đồ) nằm ở não bộ rất gần với vùng hồi hải mã (gọi là khứu não - entorhinal cortex) được kích hoạt khi chuột đi qua những địa điểm nào đó. Tập hợp các tế bào bản đồ này hình thành một hệ thống trục tung và trục hoành giúp cho chuột nhớ hướng đi lối về, tức là định vị.

Các tế bào định vị trong não giúp chúng ta nhớ được đường đi lối về Ảnh: HOÀNG TRIỀU

Hai khám phá bổ sung cho nhau. O’Keefe đầu tiên phát hiện tế bào định vị trí A và B. Còn vợ chồng người Na Uy sau đó phát hiện tế bào giúp chúng ta vạch đường đi từ A đến B. Một bổ sung trong khám phá rất đẹp và thú vị! Các tế bào định vị này trong não được phát hiện giúp giải thích tại sao chúng ta nhớ những nơi mình đã đi qua và có thể tìm đường trở về nơi xuất phát trước đây.

Khám phá của 3 nhà khoa học trên đã giải quyết vấn đề mà các nhà triết học và khoa học nhiều thế kỷ qua đã thắc mắc. Đó là làm cách nào não có thể tạo ra một bản đồ về không gian xung quanh chúng ta và làm cách nào chúng ta có thể định hướng được đường đi trong một môi trường phức tạp để đến nơi muốn đến và về ở chỗ muốn về. Với con người, cảm nhận về vị trí và khả năng định vị xem ra rất quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của mình.

Những bằng chứng về sự định vị trong não

Những ai từng chứng kiến hoặc bản thân lâm vào cảnh uống rượu bia đến độ say xỉn đều có kinh nghiệm về việc quên đường trở về nhà. Hay sau cơn say bí tỉ thường chẳng còn nhớ lại những việc đã xảy ra khi uống rượu. Đó là vì rượu bia với chất cồn đã tác động vào chính hệ thần kinh trung ương mà cụ thể đã làm tê liệt tạm thời vùng hồi hải mã. Vùng hồi hải mã mà giáo sư O’Keefe đã chú ý mấy chục năm trước trong nghiên cứu của ông, được khoa học não bộ chứng minh có liên quan đến hoạt động lưu giữ thông tin, hình thành ký ức trong trí nhớ dài hạn và khả năng định hướng trong không gian. Rượu làm tê liệt vùng não kiểm soát sự định vị nên uống rượu say xỉn mà không quên đường xưa lối cũ mới là chuyện lạ.

Một số dược phẩm tác động trên hệ thần kinh trung ương như thuốc an thần triazolam, do tác động trên vùng hồi hải mã có gây tác dụng phụ là làm cho lú lẫn, giảm trí nhớ, định vị kém cho một số người, đặc biệt là người cao tuổi.

Những nghiên cứu của khoa học não bộ gần đây với kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh về não, cũng như các nghiên cứu về bệnh nhân trải qua phẫu thuật thần kinh, đã cung cấp bằng chứng cho thấy ở những bệnh nhân bị bệnh Alzheimer mất trí nhớ, vùng hồi hải mã và khứu não bị ảnh hưởng trầm trọng.

Khám phá của 3 nhà khoa học đoạt giải Nobel Y sinh học 2014 giúp phát hiện cơ sở vật chất, tức não bộ, cho hoạt động trí nhớ và định vị của con người. Thế nên uống quá chén, say "lết bánh" quên đường về nhà, lăn quay giữa đường... rõ ràng là do rượu dùng không kiềm chế, quá đáng làm hại não bộ.