Tại sao cần phải suy nghĩ lại triệt để để hiểu bộ não con người
Khoa học thần kinh đã đi sai hướng trong nhiều thế kỷ? Justin Pickard / Flickr, CC BY-SA

Hiểu về bộ não con người được cho là thách thức lớn nhất của khoa học hiện đại. Các cách tiếp cận hàng đầu cho hầu hết các qua 200 năm đã được liên kết các chức năng của nó với các vùng não khác nhau hoặc thậm chí các tế bào thần kinh riêng lẻ (tế bào não). Nhưng nghiên cứu gần đây ngày càng gợi ý rằng chúng ta có thể đang đi sai đường hoàn toàn nếu chúng ta không bao giờ hiểu được tâm trí con người. Conversation

Ý tưởng rằng bộ não được tạo thành từ nhiều vùng thực hiện các nhiệm vụ cụ thể được biết đến như làmô-đunMùi. Và, thoạt nhìn, nó đã thành công. Ví dụ, nó có thể cung cấp một lời giải thích cho cách chúng ta nhận diện khuôn mặt bằng cách kích hoạt một chuỗi các vùng não cụ thể trong chẩmThùy thái dương. Các cơ quan, tuy nhiên, được xử lý bởi một tập hợp các vùng não khác nhau. Và các nhà khoa học tin rằng các khu vực khác - vùng nhớ - giúp kết hợp các kích thích nhận thức này để tạo ra các đại diện toàn diện của con người. Hoạt động của một số vùng não cũng đã được liên quan đến các điều kiện và bệnh cụ thể.

Lý do phương pháp này rất phổ biến một phần là do các công nghệ mang lại cho chúng ta cái nhìn sâu sắc chưa từng thấy về bộ não. Hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI), theo dõi những thay đổi trong lưu lượng máu trong não, cho phép các nhà khoa học thấy các vùng não sáng lên để đáp ứng với các hoạt động - giúp họ lập bản đồ các chức năng. Trong khi đó, Quang học, một kỹ thuật sử dụng biến đổi gen của các tế bào thần kinh để hoạt động điện của chúng có thể được kiểm soát bằng các xung ánh sáng - có thể giúp chúng ta khám phá sự đóng góp cụ thể của chúng đối với chức năng não.

Trong khi cả hai cách tiếp cận đều tạo ra kết quả hấp dẫn, không rõ liệu họ sẽ cung cấp một sự hiểu biết có ý nghĩa về bộ não. Một nhà thần kinh học tìm thấy mối tương quan giữa một tế bào thần kinh hoặc vùng não và một thông số vật lý cụ thể nhưng về nguyên tắc, chẳng hạn như đau đớn, sẽ được đưa ra kết luận rằng tế bào thần kinh này hoặc phần não này kiểm soát cơn đau. Điều này thật mỉa mai bởi vì, ngay cả trong nhà thần kinh học, chức năng vốn có của bộ não là tìm ra mối tương quan - trong bất kỳ nhiệm vụ nào nó thực hiện.


đồ họa đăng ký nội tâm


Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta thay vào đó xem xét khả năng tất cả các chức năng của não được phân phối trên não và tất cả các phần của não đóng góp cho tất cả các chức năng? Nếu đó là trường hợp, mối tương quan được tìm thấy cho đến nay có thể là một cái bẫy hoàn hảo của trí tuệ. Sau đó, chúng ta phải giải quyết vấn đề làm thế nào khu vực hoặc loại tế bào thần kinh với chức năng cụ thể tương tác với các phần khác của não để tạo ra hành vi tích hợp, có ý nghĩa. Cho đến nay, không có giải pháp chung cho vấn đề này - chỉ là giả thuyết trong các trường hợp cụ thể, chẳng hạn như để nhận ra mọi người.

Vấn đề có thể được minh họa bằng một nghiên cứu gần đây cho thấy thuốc LSD có thể gây ảo giác phá vỡ tổ chức mô-đun Điều đó có thể giải thích tầm nhìn. Hơn nữa, mức độ vô tổ chức có liên quan đến mức độ nghiêm trọng của sự cố vỡ vụn của bản thân mà mọi người thường gặp khi dùng thuốc. Nghiên cứu cho thấy loại thuốc này ảnh hưởng đến cách một số vùng não giao tiếp với phần còn lại của não, làm tăng mức độ kết nối của chúng. Vì vậy, nếu chúng ta muốn hiểu ý thức về bản thân thực sự là gì, chúng ta cần hiểu sự kết nối cơ bản giữa các vùng não như một phần của một mạng lưới phức tạp.

Một con đường phía trước?

Một số nhà nghiên cứu bây giờ hãy tin não và các bệnh nói chung chỉ có thể được hiểu là một tương tác giữa số lượng lớn các tế bào thần kinh phân bố trên hệ thống thần kinh trung ương. Chức năng của bất kỳ một tế bào thần kinh nào đều phụ thuộc vào chức năng của tất cả hàng ngàn tế bào thần kinh mà nó được kết nối. Những người này, lần lượt, phụ thuộc vào những người khác. Cùng một khu vực hoặc cùng một nơ-ron có thể được sử dụng trên một số lượng lớn các bối cảnh, nhưng có các chức năng cụ thể khác nhau tùy thuộc vào ngữ cảnh.

Nó thực sự có thể là một sự nhiễu loạn nhỏ của các giao thoa giữa các tế bào thần kinh, thông qua các hiệu ứng tuyết lở trong mạng, gây ra các tình trạng như trầm cảm hoặc bệnh Parkinson. Dù bằng cách nào, chúng ta cần hiểu cơ chế của các mạng để hiểu nguyên nhân và triệu chứng của các bệnh này. Nếu không có bức tranh đầy đủ, chúng ta sẽ không thể chữa thành công những điều này và nhiều tình trạng khác.

Cụ thể, khoa học thần kinh cần bắt đầu nghiên cứu cách cấu hình mạng phát sinh từ những nỗ lực suốt đời của bộ não để hiểu về thế giới. Chúng ta cũng cần có được một bức tranh rõ ràng về cách vỏ não, não và tiểu não tương tác với các cơ và hàng chục ngàn cảm biến quang học và cơ học của cơ thể chúng ta để tạo ra một bức tranh tích hợp.

Kết nối trở lại thực tế vật lý là cách duy nhất để hiểu cách thông tin được thể hiện trong não. Một trong những lý do chúng ta có một hệ thống thần kinh ở nơi đầu tiên là sự tiến hóa của tính di động đòi hỏi một hệ thống kiểm soát. Nhận thức, chức năng tinh thần - và thậm chí cả suy nghĩ - có thể được coi là cơ chế phát triển theo thứ tự lên kế hoạch tốt hơn cho hậu quả của phong trào và hành động.

Vì vậy, con đường phía trước cho khoa học thần kinh có thể tập trung nhiều hơn vào các bản ghi thần kinh nói chung (với optogenetic hoặc fMRI) - mà không nhằm mục đích giữ từng tế bào thần kinh hoặc vùng não chịu trách nhiệm cho bất kỳ chức năng cụ thể nào. Điều này có thể được đưa vào nghiên cứu mạng lý thuyết, có khả năng giải thích cho nhiều quan sát khác nhau và cung cấp một giải thích chức năng tích hợp. Trên thực tế, một lý thuyết như vậy sẽ giúp chúng ta thiết kế các thí nghiệm, thay vì chỉ có cách khác.

Những trở ngại lớn

Nó sẽ không dễ dàng mặc dù. Các công nghệ hiện tại rất đắt đỏ - có các nguồn tài chính lớn cũng như uy tín quốc gia và quốc tế đã đầu tư vào chúng. Một trở ngại khác là tâm trí con người có xu hướng thích các giải pháp đơn giản hơn các giải thích phức tạp, ngay cả khi trước đây có thể có sức mạnh hạn chế để giải thích các phát hiện.

Toàn bộ mối quan hệ giữa khoa học thần kinh và ngành công nghiệp dược phẩm cũng được xây dựng trên mô hình mô-đun. Các chiến lược điển hình khi nói đến các bệnh thần kinh và tâm thần phổ biến là xác định một loại thụ thể trong não có thể được nhắm mục tiêu bằng thuốc để giải quyết toàn bộ vấn đề.

Ví dụ, SSRIs - ngăn chặn sự hấp thụ serotonin trong não để có sẵn nhiều hơn - hiện đang được sử dụng để điều trị một số vấn đề sức khỏe tâm thần khác nhau, bao gồm trầm cảm. Nhưng họ không làm việc cho nhiều bệnh nhân và có thể có một hiệu ứng giả dược liên quan khi họ làm.

Tương tự như vậy, động kinh ngày nay được xem rộng rãi như là một bệnh duy nhất và là điều trị bằng thuốc chống co giật, hoạt động bằng cách làm giảm hoạt động của tất cả các tế bào thần kinh. Những loại thuốc này cũng không có tác dụng với tất cả mọi người. Thật vậy, nó có thể là bất kỳ phút nhiễu loạn nào trong các mạch trong não - phát sinh từ một trong hàng ngàn yếu tố kích hoạt khác nhau duy nhất cho mỗi bệnh nhân - có thể đẩy não vào trạng thái động kinh.

Theo cách này, khoa học thần kinh đang dần mất đi la bàn trên con đường hướng đến mục đích hiểu biết về bộ não. Điều hoàn toàn quan trọng là chúng tôi hiểu đúng. Nó không chỉ có thể là chìa khóa để hiểu một số bí ẩn lớn nhất mà khoa học biết đến - chẳng hạn như ý thức - nó còn có thể giúp điều trị một loạt các vấn đề sức khỏe suy nhược và tốn kém.

Giới thiệu về Tác giả

Henrik Jörntell, Giảng viên cao cấp về Khoa học thần kinh, Đại học Lund

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon