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

Tại sao đồng hồ có 12 số giờ, mà không phải 6, hay đủ cả 24 tiếng?

Trên thực tế, loài người đã sử dụng các hệ đồng hồ có 6 số, 8 số, 10 số, 18 số và 24 số. Nhưng bằng cách nào đó, hệ thống 12 giờ vẫn trở nên phổ biến nhất.
3

Anh van em đấy, em đừng yêu AI

Con người đang đắm đuối với AI - những người tình hoàn hảo, luôn luôn lắng nghe, luôn luôn thấu hiểu, khả năng dỗ dành ngọt ngào thì miễn bàn.
4

Xếp hạng 8 đại cao thủ Kim Dung - Cổ Long: Vô Danh Thần Tăng suýt bị loại

Bài viết so sánh và xếp hạng 8 cao thủ võ lâm hàng đầu từ các tác phẩm của hai đại văn hào Kim Dung và Cổ Long. Liệu ai sẽ là người đứng đầu trong bảng xếp hạng này?
5

5 chú mèo thành 'idol mạng', có hàng triệu người hâm mộ khắp thế giới

Nàng mèo Thái sang chảnh, chú mèo "ngầu" Trung Quốc hay chú mèo lướt sóng Hawaii... là những ngôi sao mạng có vô số người hâm mộ trên khắp thế giới.

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?

DeepSeek ra bản nâng cấp cho mô hình V3, cạnh tranh với ChatGPT

Kỹ năng - Sơn Vân - 30/03/2025 13:00
DeepSeek vừa công bố bản nâng cấp quan trọng cho mô hình ngôn ngữ lớn V3, đẩy mạnh cạnh tranh với các hãng công nghệ hàng đầu Mỹ như OpenAI và Anthropic.

Facebook có tính năng mới, cho phép chọn bạn bè để xem tin tức, tương tác!

Kỹ năng - Nguyễn Nghĩa - 30/03/2025 12:00
Từng một thời là nơi chỉ để kết nối với bạn bè và gia đình thân thiết, Facebook theo thời gian đã dần trở nên phức tạp hơn với vô số tính năng và nội dung gợi ý.

Chưởng môn Thanh Thành ngưỡng mộ Lý Tiểu Long, sở hữu tuyệt kỹ Phách Không Quyền

Phong cách sống - Sơn Tùng - 30/03/2025 10:00
Lưu Tuy Tân, chưởng môn phái Thanh Thành, hiện đang nắm giữ tuyệt kỹ trấn sơn Phách Không Quyền.

Xem phim 'Sex Education'', tôi rút ra 2 phương pháp hiệu quả dạy con trai đang ở tuổi nổi loạn

Điện ảnh - Mỹ Hạnh - 30/03/2025 09:00
Tôi đã dùng một tuần để xem phim ''Sex Education'', từ đó học hỏi được cách dạy con trai đang tuổi dậy thì.

Từ thị phi đến tĩnh lặng – Minh triết từ hai cuốn sách của Sa môn Thích Pháp Hòa

Từ sách - Phim - Đan Thanh - 30/03/2025 08:00
2 cuốn sách của Sa môn Thích Pháp Hòa mang lại những minh triết sâu sắc giúp người đọc tránh ra khỏi những ồn ào, thị phi để tìm về bình an trong tâm hồn mình.

Nhạc sĩ Lư Nhất Vũ qua đời

Giải trí - Tiểu Vũ - 29/03/2025 13:37
Nhạc sĩ Lư Nhất Vũ, một trong những cây đại thụ của nền âm nhạc Việt Nam đã tạ thế vào ngày 29.3. Ông đã để lại một di sản âm nhạc vô giá gắn liền với lịch sử văn hóa đất nước.

Xem xét 17 gia đình có con bị bắt cóc, tôi nhận ra rằng họ đều bỏ qua 5 lỗ hổng chết người sau

Kỹ năng - Hiểu Đan - 29/03/2025 13:00
Đến tận bây giờ, vẫn còn nhiều gia đình đang đau đáu tìm kiếm con mình. Nhiều phụ huynh khóc lóc, hối hận vô cùng vì bỏ qua những lổ hổng này!

"Mẹ ơi, chúng ta không được đi khoang hạng nhất vì nghèo sao?" - Câu trả lời của bà mẹ xứng đáng đưa vào sách giáo khoa

Suy ngẫm - Hiểu Đan - 29/03/2025 12:00
Trên chuyến bay trở về nhà sau dịp Tết Nguyên đán, đứa trẻ hỏi 1 câu khiến bà mẹ có phần lúng túng.

Nhà địa tâm lý học giải thích: Tại sao sân bay cũng được coi là địa điểm tâm linh?

Thư giãn - Thanh Long - 29/03/2025 11:00
Một số chuyến bay từ múi giờ cao về múi giờ thấp có thể hạ cánh trước cả giờ khởi hành. Điều này rõ ràng đem lại cảm giác bạn đang du hành ngược trở về quá khứ.

Cha đẻ phần mềm Unikey: Từng nhận bão dư luận khi ra mắt ‘‘bộ gõ quốc dân’’

Phong cách sống - Khuê Hiền - 29/03/2025 10:00
Tại thời điểm Unikey mới được ra mắt, ông Phạm Kim Long đã nhận về nhiều ý kiến trái chiều khi cung cấp phần mềm này miễn phí.

Xem lại Na Tra: Số mệnh chưa bao giờ là điều không thể thay đổi!

Điện ảnh - Đông - 29/03/2025 09:00
Người cha nghiệm ra được triết lý đáng suy ngẫm này.

Đường vào Thiền - Osho lật ngược khái niệm Thiền: Bạn đã hiểu sai như thế nào?

Từ sách - Phim - Minh Hằng - 29/03/2025 08:00
Đường vào thiền không đưa ra các kỹ thuật cụ thể để người đọc làm theo một cách máy móc. Thay vào đó, Osho hé mở một cánh cửa để chúng ta bước vào hành trình khám phá chính mình thông qua những câu chuyện, chỉ dẫn gần gũi và thiết thực.

Chi phí hẹn hò ngày càng cao, nhiều người “quay xe” quen búp bê người lớn

Suy ngẫm - Trang Đào - 28/03/2025 12:00
Chi phí tương tác ngoài đời thực ngày càng cao cũng là lý do khiến cho "bạn gái AI" đã trở thành lựa chọn tiết kiệm. Một nhà đầu tư thẳng thắn nói: "Những gì chúng tôi bán không phải là silicon, mà là thuốc giảm đau để chống lại sự cô đơn".

ChatGPT thêm tính năng chỉnh sửa ảnh dễ hơn, tạo biểu đồ và infographic cho công việc tốt hơn

Kỹ năng - Sơn Vân - 28/03/2025 11:00
Các tính năng mới này có sẵn cho cả người dùng ChatGPT miễn phí và trả phí thông qua mô hình GPT-4o của OpenAI.
HẠT GIỐNG TÂM HỒN
2019 Bản quyền thuộc về hatgiongtamhon.com.vn. Phát triển bởi ONECMS
Thứ 2, 31/03/2025