Hình ảnh cho thấy một tế bào thần kinh với một thân cây giống như khoáng vật hình cây (dendrite), mỗi hình dạng tam giác chạm vào dendrite đại diện cho một khớp thần kinh, nơi mà đầu vào từ các tế bào thần kinh khác được gọi là gai đến (hình dạng nguệch ngoạc). Các khớp thần kinh xa hơn trên cây đuôi gai của cơ quan tế bào yêu cầu một tần số gai tăng cao hơn (gai đến gần nhau hơn trong thời gian) và xung điện đến với nhịp điệu thời gian ở các khoảng thời gian chính xác để tạo ra khả năng học tập tối đa.
Bộ não của chúng ta học tập thông qua những thay đổi trong sức mạnh của các khớp thần kinh, là các kết nối giữa các tế bào thần kinh, để phản ứng lại kích thích.
Giờ đây, trong một phát hiện rằng những thách thức sự khôn ngoan thông thường về cơ chế não bộ của học tập, các nhà nghiên cứu thần kinh vật lý làm việc tại Đại học UCLA, Hoa Kỳ đã phát hiện: một "nhịp điệu" tối ưu của bộ não hoặc tần số, có tác dụng làm thay đổi sức mạnh của khớp thần kinh. Và hơn nữa, giống như các trạm trên đồng hồ dò tần số radio, mỗi khớp thần kinh từng được điều chỉnh đến một tần số tối ưu khác nhau cho việc học tập.
Những phát hiện này sẽ cung cấp một lý thuyết thống nhất của các cơ chế làm cơ sở cho khả năng học tập của bộ não, có thể dẫn đến phương pháp điều trị mới để điều trị chứng bệnh khuyết tật học tập.
Kết quả của nghiên cứu này sẽ được đăng tải trên tạp chí Computational Neuroscience.
"Nhiều người đã học tập và bị các chứng bệnh rối loạn bộ nhớ, và vượt ra ngoài nhóm đó, hầu hết chúng ta là không phải là những thiên tài như: Einstein hay Mozart", theo Mayank R. Mehta tác giả hàng đầu của bài báo và là phó giáo sư thuộc các Khoa: thần kinh học, sinh học thần kinh, vật lý và thiên văn học, Đại học UCLA. "Công việc của chúng tôi cho thấy rằng một số vấn đề với việc học và nhớ được gây ra bởi các khớp thần kinh, vốn không được điều chỉnh đến tần số thích hợp".
Một sự thay đổi trong sức mạnh của một khớp thần kinh trong phản ứng với kích thích được biết đến như dẻo khớp thần kinh gây ra thông qua cái gọi là "chuỗi gai", hàng loạt các tín hiệu thần kinh xảy ra với tần số khác nhau và thời gian. Thí nghiệm trước đây chứng minh rằng khi các tế bào thần kinh được kích thích ở một tần số rất cao (ví dụ, 100 gai mỗi giây) sẽ làm tăng cường các khớp thần kinh kết nối, trong khi kích thích ở tần số thấp thì sức mạnh kích thích khớp thần kinh (ví dụ, một trong những cành mỗi giây) bị suy giảm.
Những thí nghiệm này trước đó đã sử dụng hàng trăm gai liên tục trong phạm vi tần số rất cao để tạo ra độ dẻo. Tuy nhiên khi bộ não được kích hoạt trong thực thi hành vi đời thực, tế bào thần kinh chỉ có khoảng 10 gai liên tiếp, không phải vài trăm. Và các nhà nghiên cứu làm như vậy ở một tần số thấp hơn nhiều, thường trong phạm vi 50 gai mỗi giây. Việc học tập này do quá trình "lệch hướng" có ý nghĩa quan trọng đối với điều trị các rối loạn liên quan đến triệu chứng quên, chẳng hạn như rối loạn căng thẳng hậu chấn thương tâm lý, các nhà nghiên cứu cho biết. Mặc dù việc nghiên cứu nhiều hơn nữa là cần thiết, các kết quả hiện tại cho thấy rằng: nhiều loại thuốc có thể được phát triển để lên "dây cót" nhịp điệu não của những người bị rối loạn học tập hoặc bộ nhớ, hoặc rằng: nhiều người trong chúng ta có thể trở thành Einstein hoặc Mozart nếu nhịp điệu não tối ưu đã được giao cho mỗi khớp thần kinh. Mehta cho biết: "Chúng ta đã biết có những loại thuốc và kích thích điện có thể làm thay đổi nhịp điệu não". "Những phát hiện của chúng tôi cho thấy chúng ta có thể sử dụng những công cụ này để cung cấp các nhịp điệu não tối ưu để nhắm mục tiêu kết nối để tăng cường khả năng học tập". Kinh phí cho nghiên cứu này được cung cấp bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, Viện Y tế Quốc gia, Quỹ Whitehall, và Quỹ WM Keck. Các tác giả báo cáo không có xung đột lợi ích. |
|
Hồ Duy Bình (universityofcalifornia) |