Phát hiện mới về truyền thông tin trong bộ não chúng ta

A.T09/07/2024 12:00
Phát hiện mới về truyền thông tin trong bộ não chúng ta

Các nhà khoa học đã xác định được một dạng truyền thông tin rất độc đáo trong tế bào não người.

nao.jpg
Não người là một siêu máy tính xử lý thông tin

Điều đó chứng tỏ chúng ta vẫn còn rất nhiều điều phải tìm hiểu về hoạt động bí ẩn bên trong bộ não, đồng thời cho thấy bộ não của chúng ta có thể là cơ quan tính toán mạnh mẽ hơn chúng ta tưởng.

Trở lại năm 2020, các nhà khoa học từ một số viện nghiên cứu ở Đức và Hy Lạp đã báo cáo một cơ chế trong các tế bào bên ngoài vỏ não tự tạo ra một tín hiệu 'được phân loại' mới, một cơ chế có thể cung cấp cho từng tế bào thần kinh một cách khác để thực hiện các chức năng logic của chúng.

Họ tiến hành đo hoạt động điện trong các phần mô được loại bỏ trong quá trình phẫu thuật trên bệnh nhân động kinh và phân tích cấu trúc của chúng bằng kính hiển vi huỳnh quang. Từ đó, các nhà thần kinh học đã phát hiện ra rằng các tế bào riêng lẻ trong vỏ não không chỉ sử dụng các ion natri thông thường để 'bắn' tín hiệu mà còn còn dùng cả ion canxi.

Sự kết hợp của các ion tích điện dương này đã tạo ra các sóng điện áp chưa từng thấy trước đây, được gọi là “điện thế hoạt động đuôi gai” qua trung gian canxi, hay dCaAP.

Bộ não – đặc biệt là của con người – thường được so sánh với máy tính. Sự so sánh này không hoàn toàn chính xác, nhưng ở một số cấp độ, chúng thực hiện các nhiệm vụ theo những cách tương tự.

Cả hai đều sử dụng năng lượng của điện áp để thực hiện các hoạt động khác nhau. Trong máy tính, nó ở dạng một dòng điện 1 chiều đi qua các giao điểm gọi là bóng bán dẫn.

Trong tế bào thần kinh, tín hiệu ở dạng sóng mở/đóng các kênh trao đổi các hạt tích điện như natri, clorua và kali. Xung của dòng các ion này được gọi là điện thế hoạt động. Thay vì các bóng bán dẫn, tế bào thần kinh quản lý các tín hiệu này về mặt hóa học ở cuối các nhánh gọi là đuôi gai.

Vào tháng 1.2020, nhà khoa học thần kinh Matthew Larkum của Đại học Humboldt phát biểu tại Hiệp hội Vì sự tiến bộ của khoa học Mỹ rằng: “Các sợi nhánh (Dendrite) là chìa khóa để hiểu về bộ não vì chúng là cốt lõi quyết định sức mạnh tính toán của các nơ-ron đơn lẻ”.

Sợi nhánh có chức năng như đèn giao thông của hệ thống thần kinh của chúng ta. Nếu điện thế hoạt động đủ lớn, nó có thể được truyền đến các dây thần kinh khác, sợi nhánh này có thể chặn hoặc truyền thông tin.

Theo quan niệm truyền thống, nền tảng logic của bộ não chúng ta – những gợn sóng điện áp có thể được truyền đạt dưới hai dạng: tín hiệu AND (nếu x và y được kích hoạt, thông tin sẽ được truyền đi); hoặc một tín hiệu OR (nếu x hoặc y được kích hoạt, thông tin sẽ được truyền đi).

Có thể cho rằng, không nơi nào mà điều này phức tạp hơn phần bên ngoài bộ não nhiều nếp nhăn của chúng ta hay còn gọi là vỏ não. Lớp thứ hai và thứ ba sâu hơn đặc biệt dày, chứa đầy các sợi nhánh thực hiện chức năng ý thức bậc cao cho phép chúng ta có cảm giác, suy nghĩ và điều khiển vận động.

Chính mô từ các lớp này đã được các nhà nghiên cứu xem xét kỹ lưỡng. Họ nối các tế bào vào một thiết bị gọi là kẹp vá somatodendritic để gửi điện thế hoạt động lên xuống từng tế bào thần kinh, ghi lại tín hiệu của chúng.

Larkum cho biết: “Có một khoảnh khắc chúng tôi phải thầm reo ‘eureka’ khi lần đầu tiên nhìn thấy tiềm năng hoạt động của đuôi gai".

Để đảm bảo các phát hiện này không chỉ xảy ra với não của những người mắc bệnh động kinh, các nhà khoa học đã kiểm tra kỹ kết quả trong một số mẫu lấy từ các khối u não.

Trước đó, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm tương tự trên chuột. Họ nhận thấy các loại tín hiệu quan sát được qua tế bào người và cuột rất khác nhau.

Quan trọng hơn, khi họ dùng chất chặn kênh natri gọi là tetrodotoxin vào tế bào, họ vẫn tìm thấy tín hiệu. Phải đến khi dùng cách ngăn chặn kênh canxi, tất cả tín hiệu mới thôi xuất hiện.

Việc tìm ra một điện thế hoạt động qua trung gian canxi rất có ý nghĩa. Nhưng việc mô hình hóa cách thức hoạt động của loại tín hiệu mới nhạy cảm này ở vỏ não đã tiết lộ một điều bất ngờ.

Ngoài các hàm logic AND và OR, các nơ-ron riêng lẻ này thông qua cá dCaAP có thể hoạt động như các giao điểm XOR (nếu chỉ x hoặc chỉ y được kích hoạt, thông tin sẽ được truyền đi). Các nhà nghiên cứu viết: “Theo truyền thống, hoạt động XOR cần có giải pháp mạng phức tạp hơn”.

Cần phải làm nhiều việc hơn nữa để xem các dCaAP hoạt động như thế nào trên toàn bộ tế bào thần kinh và trong một cơ thể sống. Chưa kể liệu đó có phải là cơ chế tồn tại riêng trong con người hay không, hay các cơ chế tương tự đã phát triển trong thế giới động vật.

Công nghệ thông tin cũng đang tìm kiếm nguồn cảm hứng từ hệ thống thần kinh của chúng ta về cách phát triển phần cứng tốt hơn; việc khám phá các cơ chế mới trong tế bào của chúng ta có thể mở đường tạo ra những cải tiến cách mạng trên công nghệ bóng bán dẫn.

Nhưng làm thế nào mà các hàm logic mới này sau khi đưa vào một tế bào thần kinh, được chuyển thành các chức năng cao hơn vẫn là một câu hỏi cần các nhà nghiên cứu trong tương lai tìm đáp án.

 


Gửi bình luận
(0) Bình luận
1

Tiểu thuyết Kim Dung: Vì sao Tây Độc Âu Dương Phong cứ thấy Chu Bá Thông là e dè?

Phải chăng Chu Bá Thông có "vũ khí bí mật" nào khiến Âu Dương Phong sợ hãi?
2

Phát hiện mới về truyền thông tin trong bộ não chúng ta

Các nhà khoa học đã xác định được một dạng truyền thông tin rất độc đáo trong tế bào não người.
3

25 sự thật tâm lý thú vị sẽ làm bạn kinh ngạc

Mọi người đều tò mò khi nhắc đến chủ đề tâm lý học, đặc biệt là tâm lý con người. Tại sao chúng ta cư xử theo một cách nhất định và những lý do liên quan đến những sự thật tâm lý thú vị như vậy luôn là điều hấp dẫn. 
4

Kiến có thể làm "phẫu thuật" để cứu đồng loại

Kiến là loài sinh vật thứ hai trên thế giới được biết đến có thể làm điều này, chỉ sau con người.

Kim Dung: Cùng 1 công phu như Kiều Phong, Hồng Thất Công không thể đánh bại Vương Trùng Dương

Vì sao Kiều Phong có thể đẩy lùi Vô Danh thần tăng còn Hồng Thất Công thì không thể đánh bại Vương Trùng Dương?

Tiểu thuyết Kim Dung: Vì sao Tây Độc Âu Dương Phong cứ thấy Chu Bá Thông là e dè?

Phải chăng Chu Bá Thông có "vũ khí bí mật" nào khiến Âu Dương Phong sợ hãi?

Kiến có thể làm "phẫu thuật" để cứu đồng loại

Kiến là loài sinh vật thứ hai trên thế giới được biết đến có thể làm điều này, chỉ sau con người.

Công nghệ thông tin thời kỳ hiện đại đã bắt đầu như thế nào?

Những kết quả nghiên cứu của Rudolf Hertz về sóng điện từ (1887) và việc phát minh ra “diode” nổi tiếng của Ambrose Fleming (1904) cho phép con người sử dụng điện tử vào truyền thông mà không cần dây dẫn.

Lý do trung tâm thương mại thường không có cửa sổ

Đài CNN cho biết thiết kế không cửa sổ không chỉ giúp đơn vị vận hành tiết kiệm chi phí, tăng không gian cho tòa nhà mà còn thúc đẩy người tiêu dùng mua sắm nhiều hơn.

Các kỹ thuật truyền tin trong lịch sử

Lịch sử phát triển của thông tin gắn liền với lịch sử phát triển của kỹ thuật truyền tin.

Thần đồng võ học trong kiếm hiệp Kim Dung

Trong truyện kiếm hiệp của Kim Dung có một nhân vật xứng đáng là thần đồng võ học. Cao thủ này có thể thành thạo bất cứ môn võ thuật khó nào chỉ trong một thời gian ngắn. Đó là ai?

Bài học từ thần đồng bóng đá Lamine Yamal: Đừng đánh giá thấp tính cách đứa trẻ

Phong cách sống - Thủy Kiều - 14/07/2024 12:00
Giai đoạn đầu EURO 2024, thần đồng bóng đá Lamine Yamal của đội tuyển Tây Ban Nha không được đối thủ coi trọng chỉ vì cậu là một “nhóc tì” 16 tuổi.

Võ hiệp Kim Dung - Hé lộ nguồn gốc bí ẩn trong tên của cao thủ Lâm Triều Anh

Thư giãn - Nguyệt Phạm - 14/07/2024 11:00
Lâm Triều Anh hóa ra có mối quan hệ đặc biệt với vị cao thủ này.

Nghiên cứu gây tranh cãi cho thấy “hội cú đêm” sở hữu chức năng nhận thức cao hơn người dậy sớm

Suy ngẫm - Hằng Kim - 14/07/2024 10:00
Kết quả tới đúng mùa Euro 2024, khi người đam mê bóng đá Việt Nam phải thường xuyên thức khuya.

Lòng tôi nhẹ khi mẹ rời xa - Sự khắc nghiệt của nền công nghiệp giải trí đối với diễn viên nhí

Từ sách - Phim - YÊN VŨ - 14/07/2024 09:00
Bạn nghĩ cuộc sống của một diễn viên nổi tiếng sẽ như thế nào? Được tham dự những sự kiện xa hoa, được sống trong nhung lụa và được hàng triệu người biết đến?

Trích dẫn hay từ cuốn sách 'Những đứa trẻ nhớ được tiền kiếp'

Từ sách - Phim - Quìn - 14/07/2024 08:00
Những trích dẫn hay dành cho những ai quan tâm đến luân hồi từ cuốn sách 'Những đứa trẻ nhớ được tiền kiếp'

Tỷ phú Rockefeller: Thu nhập chỉ là sản phẩm phụ của công việc

Suy ngẫm - Minh Nguyệt - 13/07/2024 12:00
Những lời khuyên chứa đựng bí quyết thành công của dòng họ giàu hàng đầu thế giới suốt hơn 100 năm qua.

25 sự thật tâm lý thú vị sẽ làm bạn kinh ngạc

Thư giãn - TĐ - 13/07/2024 11:00
Mọi người đều tò mò khi nhắc đến chủ đề tâm lý học, đặc biệt là tâm lý con người. Tại sao chúng ta cư xử theo một cách nhất định và những lý do liên quan đến những sự thật tâm lý thú vị như vậy luôn là điều hấp dẫn. 

Tranh cãi đôi anh em Lộc - nàng Mơ ôm nhau như người yêu, gọi bố là “Kiên ơi”: Người bố lên tiếng

Phong cách sống - Mây - 13/07/2024 10:00
Đây là lần đầu tiên gia đình nàng Mơ lên tiếng về vấn đề này dù đã gây tranh cãi từ lâu.

Chia sẻ từ trái tim - Chuyển hóa ghét thành thương

Từ sách - Phim - Đoàn Huy - 13/07/2024 09:00
Bạn có từng nghĩ vì sao chúng ta luôn dễ dàng ghét nhưng lại khó khăn trong việc thương một ai đó? Sự đa nghi ấy là tác nhân hướng ánh nhìn chúng ta ái ngại trước cuộc đời này.

Sát na này là thiên thu - Cẩm nang sinh tồn sống sót qua đau khổ

Từ sách - Phim - NGUYỄN AN - 13/07/2024 08:00
Có nhiều cẩm nang, sách hướng dẫn kỹ năng thoát hiểm, sinh tồn trong thảm họa nhưng hiếm có cẩm nang nào hướng dẫn chúng ta kỹ năng sống sót và bình an khi khổ đau bỗng nhiên ập tới.

Năm xu hướng khoán ngoài hàng đầu cho 2009

Blog GS John VU - GS John Vu - 12/07/2024 12:00
Khoán ngoài gần nhà, khoán ngoài trách nhiệm xã hội và tính linh động công nghiệp trong việc phát triển được trông đợi trong năm tới.

Anh trai vượt ngàn chông gai - Nghệ sĩ, khán giả bật khóc nhớ Wanbi Tuấn Anh

Truyền hình - Bích Phương - 12/07/2024 11:00
Trong tập 2 "Anh trai vượt ngàn chông gai", nhiếp ảnh gia Thiên Minh trình diễn các ca khúc của Wanbi Tuấn Anh và có đoạn chia sẻ lấy nước mắt khán giả.

21 tuổi, Warren Buffett bỏ ra 100 Đô la để tham gia lớp học này và cuộc đời ông đã sang trang

Kỹ năng - Nguyễn Phượng - 12/07/2024 10:00
Nhờ sự thay đổi trong khả năng giao tiếp đã giúp tỷ phú Warren Buffett đạt được thành công như ngày hôm nay.

Chia sẻ từ trái tim - Sống trong hiện tại không có nghĩa là có bao nhiêu xài bấy nhiêu

Từ sách - Phim - YÊN VŨ - 12/07/2024 09:00
Chúng ta thường được khuyên rằng phải biết sống trong hiện tại, nhưng sống trong hiện tại không có nghĩa là xả láng, có bao nhiêu xài bấy nhiêu, mà là biết mình đang làm gì với hiện tại, có chánh niệm với hiện tại.

Lòng tôi nhẹ khi mẹ rời xa - Cuộc đời của tôi phải là của tôi

Từ sách - Phim - Đan Thanh - 12/07/2024 08:00
Bị mẹ thao túng và bóc lột, Jennette McCurdy đã phải chống chọi với nỗi ám ảnh và khủng hoảng tâm lý trong thời gian dài. Nhưng sau tất cả, cô vẫn lựa chọn vượt qua những xúc cảm khổ đau để làm chủ cuộc đời và yêu thương chính mình.
HẠT GIỐNG TÂM HỒN
  • Địa chỉ: 11H Nguyễn Thị Minh Khai - P. Bến Nghé - Quận 1 - TP. Hồ Chí Minh
  • Điện thoại: (+8428) 38233860 - Email: triviet@firstnews.com.vn
  • Giấy phép số 496/GP-BTTTT Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 17/10/2022
  • Chịu trách nhiệm chính: Nguyễn Văn Phước
  • Công ty TNHH văn hóa sáng tạo Trí Việt
  • Fax: (+8428) 38224560
  • Thỏa thuận cung cấp dịch vụ mạng xã hội Hạt giống tâm hồn
2019 Bản quyền thuộc về hatgiongtamhon.com.vn. Phát triển bởi ONECMS
Chủ nhật, 14/07/2024