Bộ não con người lưu trữ ký ức như thế nào?

(Tổ Quốc) - Hiểu được cách thức hoạt động của trí nhớ là điều quan trọng để tiến tới điều trị các bệnh như Alzheimer.

Một trong những thành phần cấu trúc của não là trí nhớ. Nó có thể tạo nền tảng cho danh tính và những câu chuyện kể về cuộc sống của chúng ta, đồng thời có thể giúp chúng ta an toàn (chẳng hạn như giúp chúng ta nhớ rằng chúng ta sẽ không chạm vào bếp khi còn nóng).

Vì vậy, làm thế nào để não bộ lưu trữ ký ức và lấy chúng ra?

Theo nhà báo chuyên về bộ não và hành vi của con người Stephanie Pappas của bang Colorado (Mỹ), bộ não con người tự định hình lại với mỗi ký ức mới. Điều này xảy ra thông qua các hoạt động của khớp thần kinh hoặc những khoảng trống nhỏ giữa các tế bào não.

Một hệ thống điện hóa được sử dụng để giao tiếp giữa các tế bào não hoặc tế bào thần kinh. Thông qua các khớp thần kinh, sự thay đổi điện tích của tế bào sẽ kích hoạt giải phóng các chất hóa học được gọi là chất dẫn truyền thần kinh. Sau đó, tế bào thần kinh ở phía bên kia khoảng trống sẽ tiếp nhận các chất dẫn truyền thần kinh này. Đây là nơi chúng bắt đầu kích hoạt các thay đổi điện của tế bào.

"Cuối cùng, các mạch thần kinh sẽ mã hóa ký ức. Theo Don Arnold, chuyên gia khoa học thần kinh tại Đại học Nam California, đó là những gì thay đổi trong não khi một ký ức được tạo ra.

Khi một tế bào thần kinh này liên tục kích thích tế bào thần kinh khác, kết nối của chúng tăng lên, cho phép chúng dễ dàng kích thích lẫn nhau hơn theo thời gian. Ở cấp độ cơ bản nhất, bộ não có thể lưu trữ ký ức bằng cách tăng cường kết nối giữa các mạng lưới tế bào thần kinh.

Ký ức được lưu giữ ở đâu trong não bộ?

Hồi hải mã là khu vực quan trọng nhất của não bộ, nơi lưu trữ ký ức của con người. Những khu vực này rất quan trọng đối với sự hình thành trí nhớ ban đầu và đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển ký ức từ nơi lưu trữ ngắn hạn sang lưu trữ dài hạn.

Trước khi bị mất, trí nhớ ngắn hạn chỉ tồn tại trong khoảng 20 hoặc 30 giây. Chẳng hạn, bạn có thể nhớ một số điện thoại mới trong khoảng thời gian cần thiết để quay số đó. Tuy nhiên, nếu bạn không thể luyện tập nhớ các con số đó, các mạch thần kinh tạo nên bộ nhớ ngắn hạn sẽ ngừng hoạt động và trí nhớ sẽ dần mất đi.

Vùng hồi hải mã hoạt động để củng cố các mạch khi bạn luyện tập lại thông tin hoặc cố gắng ghi nhớ nó. Theo thời gian, những ký ức dài hạn được chuyển đến tân vỏ não, phần nhăn bên ngoài của não chịu trách nhiệm cho phần lớn trải nghiệm có ý thức của chúng ta.

Hạch hạnh nhân (Amygdala, một vùng hình quả hạnh trong não người điều chỉnh các cảm xúc như sợ hãi) cũng đóng vai trò cụ thể trong trí nhớ. Theo nhà thần kinh học Avishek Adhikari tại Đại học California, bang Los Angeles (Mỹ), cảm xúc là một yếu tố quan trọng trong việc hình thành trí nhớ. Dù tích cực hay tiêu cực, những tình huống có cảm xúc đều được ghi nhớ tốt hơn sự kiện trung lập. Bản năng sinh tồn có thể là nguyên nhân: Điều quan trọng là phải nhớ những điều rất tốt hoặc rất tệ cho bản thân.

Theo ông Adhikari, não tiết ra một số chất dẫn truyền thần kinh với nồng độ cao hơn trong các tình huống cảm xúc cao. Sự hiện diện của các chất dẫn truyền thần kinh này có thể củng cố các mạch ghi nhớ ở vùng hồi hải mã.

Hạch nền và tiểu não, nơi xử lý bộ nhớ vận động cần thiết để chơi một bản nhạc piano, và vỏ não trước trán, giúp tạo ra " trí nhớ hoạt động" liên quan đến việc bạn cần lưu giữ thông tin trong đầu đủ lâu để sử dụng nó, chẳng hạn như khi giải một bài toán, là các khu vực bổ sung liên quan đến trí nhớ.

Những bí ẩn của trí nhớ

Ngay cả đối với não của người trưởng thành, việc hình thành các tế bào thần kinh mới cũng rất quan trọng trong việc lưu trữ ký ức.

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng bộ não sẽ ngừng sản xuất tế bào thần kinh mới sau tuổi vị thành niên, nhưng nghiên cứu trong 20 năm qua đã cho thấy rằng bộ não của người trưởng thành không chỉ tạo ra các tế bào thần kinh mới mà những tế bào này còn là chìa để học tập và ghi nhớ. Vùng hồi hải mã tiếp tục tạo ra tế bào thần kinh mới ngay cả ở những người ở độ tuổi 80 và 90, theo một nghiên cứu năm 2019 trên tạp chí Cell Stem Cell.

Trong một bộ não đang hoạt động, rất khó để theo dõi quá trình hình thành và xử lý trí nhớ. Khoảng 1 nghìn tỷ khớp thần kinh trong não người trưởng thành, có kích thước rất nhỏ và rất nhiều, khiến việc chụp ảnh bề mặt não trở nên khó khăn.

Chức năng của não cũng phải tránh bị ảnh hưởng bởi các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh. Tuy nhiên, công nghệ hiện đại đang cho phép những khám phá mới. Chẳng hạn, chuyên gia Arnold và các cộng sự đã tác động tới bộ gen của cá ngựa vằn để nó hiển thị các protein huỳnh quang trên khớp thần kinh khi nó học cách liên kết ánh sáng nhấp nháy với cảm giác khó chịu. Sau đó, nhóm nghiên cứu có thể sử dụng một kính hiển vi chuyên dụng để chụp ảnh các khớp thần kinh này và theo dõi sự thay đổi của chúng.

Để điều trị các bệnh như Alzheimer, điều quan trọng là hiểu cách thức hoạt động của trí nhớ. Hiểu một số biểu hiện kỳ quặc của trí nhớ cũng có thể giúp tăng cường trí nhớ. Chẳng hạn, hồi hải mã không chỉ củng cố trí nhớ mà còn điều hướng đến các vị trí. Điều này rất có ý nghĩa khi xét đến tầm quan trọng của việc ghi nhớ vị trí hiện tại của bạn.

Những người đạt được kỳ tích đáng kinh ngạc về khả năng ghi nhớ, chẳng hạn như khả năng ghi nhớ hàng chục nghìn chữ số, thường sử dụng khả năng ghi nhớ không gian của hải mã để làm điều đó. Họ sẽ liên tưởng từng mục mình muốn ghi nhớ với một vị trí tưởng tượng; phương pháp này được gọi là cung điện ký ức. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để ghi nhớ một lượng thông tin đáng kể.

Nhật Minh

Một trong những thành phần cấu trúc của não là trí nhớ. Nó có thể tạo nền tảng cho danh tính và những câu chuyện kể về cuộc sống của chúng ta, đồng thời có thể giúp chúng ta an toàn (chẳng hạn như giúp chúng ta nhớ rằng chúng ta sẽ không chạm vào bếp khi còn nóng).

Vì vậy, làm thế nào để não bộ lưu trữ ký ức và lấy chúng ra?

Theo nhà báo chuyên về bộ não và hành vi của con người Stephanie Pappas của bang Colorado (Mỹ), bộ não con người tự định hình lại với mỗi ký ức mới. Điều này xảy ra thông qua các hoạt động của khớp thần kinh hoặc những khoảng trống nhỏ giữa các tế bào não.

Một hệ thống điện hóa được sử dụng để giao tiếp giữa các tế bào não hoặc tế bào thần kinh. Thông qua các khớp thần kinh, sự thay đổi điện tích của tế bào sẽ kích hoạt giải phóng các chất hóa học được gọi là chất dẫn truyền thần kinh. Sau đó, tế bào thần kinh ở phía bên kia khoảng trống sẽ tiếp nhận các chất dẫn truyền thần kinh này. Đây là nơi chúng bắt đầu kích hoạt các thay đổi điện của tế bào.

"Cuối cùng, các mạch thần kinh sẽ mã hóa ký ức. Theo Don Arnold, chuyên gia khoa học thần kinh tại Đại học Nam California, đó là những gì thay đổi trong não khi một ký ức được tạo ra.

Khi một tế bào thần kinh này liên tục kích thích tế bào thần kinh khác, kết nối của chúng tăng lên, cho phép chúng dễ dàng kích thích lẫn nhau hơn theo thời gian. Ở cấp độ cơ bản nhất, bộ não có thể lưu trữ ký ức bằng cách tăng cường kết nối giữa các mạng lưới tế bào thần kinh.

Ký ức được lưu giữ ở đâu trong não bộ?

Hồi hải mã là khu vực quan trọng nhất của não bộ, nơi lưu trữ ký ức của con người. Những khu vực này rất quan trọng đối với sự hình thành trí nhớ ban đầu và đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển ký ức từ nơi lưu trữ ngắn hạn sang lưu trữ dài hạn.

Trước khi bị mất, trí nhớ ngắn hạn chỉ tồn tại trong khoảng 20 hoặc 30 giây. Chẳng hạn, bạn có thể nhớ một số điện thoại mới trong khoảng thời gian cần thiết để quay số đó. Tuy nhiên, nếu bạn không thể luyện tập nhớ các con số đó, các mạch thần kinh tạo nên bộ nhớ ngắn hạn sẽ ngừng hoạt động và trí nhớ sẽ dần mất đi.

Vùng hồi hải mã hoạt động để củng cố các mạch khi bạn luyện tập lại thông tin hoặc cố gắng ghi nhớ nó. Theo thời gian, những ký ức dài hạn được chuyển đến tân vỏ não, phần nhăn bên ngoài của não chịu trách nhiệm cho phần lớn trải nghiệm có ý thức của chúng ta.

Hạch hạnh nhân (Amygdala, một vùng hình quả hạnh trong não người điều chỉnh các cảm xúc như sợ hãi) cũng đóng vai trò cụ thể trong trí nhớ. Theo nhà thần kinh học Avishek Adhikari tại Đại học California, bang Los Angeles (Mỹ), cảm xúc là một yếu tố quan trọng trong việc hình thành trí nhớ. Dù tích cực hay tiêu cực, những tình huống có cảm xúc đều được ghi nhớ tốt hơn sự kiện trung lập. Bản năng sinh tồn có thể là nguyên nhân: Điều quan trọng là phải nhớ những điều rất tốt hoặc rất tệ cho bản thân.

Theo ông Adhikari, não tiết ra một số chất dẫn truyền thần kinh với nồng độ cao hơn trong các tình huống cảm xúc cao. Sự hiện diện của các chất dẫn truyền thần kinh này có thể củng cố các mạch ghi nhớ ở vùng hồi hải mã.

Hạch nền và tiểu não, nơi xử lý bộ nhớ vận động cần thiết để chơi một bản nhạc piano, và vỏ não trước trán, giúp tạo ra " trí nhớ hoạt động" liên quan đến việc bạn cần lưu giữ thông tin trong đầu đủ lâu để sử dụng nó, chẳng hạn như khi giải một bài toán, là các khu vực bổ sung liên quan đến trí nhớ.

Những bí ẩn của trí nhớ

Ngay cả đối với não của người trưởng thành, việc hình thành các tế bào thần kinh mới cũng rất quan trọng trong việc lưu trữ ký ức.

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng bộ não sẽ ngừng sản xuất tế bào thần kinh mới sau tuổi vị thành niên, nhưng nghiên cứu trong 20 năm qua đã cho thấy rằng bộ não của người trưởng thành không chỉ tạo ra các tế bào thần kinh mới mà những tế bào này còn là chìa để học tập và ghi nhớ. Vùng hồi hải mã tiếp tục tạo ra tế bào thần kinh mới ngay cả ở những người ở độ tuổi 80 và 90, theo một nghiên cứu năm 2019 trên tạp chí Cell Stem Cell.

Trong một bộ não đang hoạt động, rất khó để theo dõi quá trình hình thành và xử lý trí nhớ. Khoảng 1 nghìn tỷ khớp thần kinh trong não người trưởng thành, có kích thước rất nhỏ và rất nhiều, khiến việc chụp ảnh bề mặt não trở nên khó khăn.

Chức năng của não cũng phải tránh bị ảnh hưởng bởi các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh. Tuy nhiên, công nghệ hiện đại đang cho phép những khám phá mới. Chẳng hạn, chuyên gia Arnold và các cộng sự đã tác động tới bộ gen của cá ngựa vằn để nó hiển thị các protein huỳnh quang trên khớp thần kinh khi nó học cách liên kết ánh sáng nhấp nháy với cảm giác khó chịu. Sau đó, nhóm nghiên cứu có thể sử dụng một kính hiển vi chuyên dụng để chụp ảnh các khớp thần kinh này và theo dõi sự thay đổi của chúng.

Để điều trị các bệnh như Alzheimer, điều quan trọng là hiểu cách thức hoạt động của trí nhớ. Hiểu một số biểu hiện kỳ quặc của trí nhớ cũng có thể giúp tăng cường trí nhớ. Chẳng hạn, hồi hải mã không chỉ củng cố trí nhớ mà còn điều hướng đến các vị trí. Điều này rất có ý nghĩa khi xét đến tầm quan trọng của việc ghi nhớ vị trí hiện tại của bạn.

Những người đạt được kỳ tích đáng kinh ngạc về khả năng ghi nhớ, chẳng hạn như khả năng ghi nhớ hàng chục nghìn chữ số, thường sử dụng khả năng ghi nhớ không gian của hải mã để làm điều đó. Họ sẽ liên tưởng từng mục mình muốn ghi nhớ với một vị trí tưởng tượng; phương pháp này được gọi là cung điện ký ức. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để ghi nhớ một lượng thông tin đáng kể.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống