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

Mai Siêu Phong và Lý Mạc Sầu, ai mới là cao thủ?

Mai Siêu Phong và Lý Mạc Sầu, hai nữ ma đầu nổi tiếng trong thế giới võ hiệp Kim Dung, liệu ai hơn ai về võ công?
2

Sản xuất búp bê giá 260 triệu đồng giống trẻ em thật đến mức khó phân biệt!

"Tôi đã trải qua nhiều biến cố và những con búp bê thực sự đã giúp ích rất nhiều cho sức khỏe tinh thần của tôi", cô gái 23 tuổi tâm sự.
3

Tại sao Kiều Phong lại là người yếu nhất trong số các cao thủ tứ tuyệt của Thiên Long?

Bài viết phân tích sức mạnh của các cao thủ trong Thiên Long Bát Bộ, đặc biệt là tứ tuyệt, và đặt ra nghi vấn về vị trí của Kiều Phong. Liệu "chiến thần" Kiều Phong có thực sự xứng đáng với danh hiệu này khi so sánh nội lực với các cao thủ khác?

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?

Kinh doanh khoán ngoài

Blog GS John VU - GS John Vu - 22/08/2025 13:00
Các công ti toàn cầu đã dùng công nghệ thông tin như chiến lược để cải tiến tính hiệu quả, giảm chi phí, tăng lợi nhuận, và cải tiến chất lượng.

Khi cuộc đời cho bạn quả quýt: Thiếu tiền cũng không đáng sợ bằng thiếu thứ này!

Điện ảnh - Ngọc Linh - 22/08/2025 12:00
"Làm chủ” một túp lều tranh với “làm nô lệ trong biệt thự”, chưa biết ai khổ hơn ai.

Cấp cứu giữa đêm vì ngộ độc, bác sĩ nhắc nhở 4 món rất quen nhưng nấu không cẩn thận

Kỹ năng - Ngọc Ái - 22/08/2025 11:00
Sau khi ăn tối khoảng 2 tiếng, người phụ nữ này đột nhiên đau bụng dữ dội, nôn mửa và không nhận ra người thân. Trong khi người nhà cho biết các món trong bữa ăn đều quen thuộc, không có gì đặc biệt.

9 bài học hàng đầu của Mark Twain để sống tốt một cuộc đời đầy thử thách

Suy ngẫm - TĐ - 22/08/2025 10:00
Twain được biết đến với nhiều câu trích dẫn dí dỏm. Dưới đây là những bài học để đời từ Mark Twain đáng để suy ngẫm mỗi ngày!

Những cuốn sách giúp bạn chăm sóc sức khỏe tinh thần từ gốc rễ

Tủ sách - Quìn - 22/08/2025 09:00
Đọc những cuốn sách dưới đây, bạn sẽ thấy việc chăm sóc tinh thần không còn là khái niệm xa xỉ, mà là con đường thực tế để sống cân bằng, bền vững trong một thế giới nhiều biến động.

Bà mẹ ba con làm hoa từ bánh cupcake gây sốt khắp thế giới

Phong cách sống - Hoàng Hà - 22/08/2025 08:00
Dù không qua bất kỳ trường lớp đào tạo nào, thế nhưng với lòng đam mê ẩm thực và nghệ thuật, người mẹ ba con vẫn tạo nên bó hoa bánh cupcake tuyệt đẹp.

Kế hoạch dự án phần mềm

Blog GS John VU - GS John Vu - 21/08/2025 13:00
Theo nhiều nghiên cứu, phần lớn những người quản lí phần mềm đã KHÔNg nhận được đào tạo về quản lí dự án CHÍNH THỨC và nhiều giáo trình quản lí dự án tại đại học KHÔNG thích hợp do thiếu “khía cạnh thực hành”.

Xem Sex Education tôi giật mình, nếu ông bố nào cũng dạy theo kiểu này thì con cái mệt mỏi

Điện ảnh - Thanh Hương - 21/08/2025 12:00
Tôi rùng mình nhớ lại tuổi 15 của bản thân và nhận ra mình đã sai.

3 thông báo Zalo không bao giờ được bỏ qua, coi chừng tài khoản Zalo bị hack

Kỹ năng - KV - 21/08/2025 11:00
Kẻ gian vẫn có thể chiếm đoạt tài khoản nếu bạn lơ là trước 3 dạng thông báo quan trọng dưới đây.

7 câu nói độc hại mà người EQ thấp hay buông ra với bạn bè khiến họ chẳng có nổi người bạn thân

Suy ngẫm - Ứng Hà Chi - 21/08/2025 10:00
Những người có EQ (trí tuệ cảm xúc) thấp thường không nhận ra rằng lời nói của họ có thể gây tổn thương hoặc tạo cảm giác khó chịu cho người khác.

Thuyết Mặc Kệ Họ - Lý do thật sự khiến bạn luôn kiệt sức

Từ sách - Phim - TĐ - 21/08/2025 09:00
Trong cuốn sách "Thuyết Mặc Kệ Họ" (The Let Them Theory), tác giả Mel Robbins và Sawyer Robbins đã chỉ ra rằng bạn không thể kiểm soát hành vi của những người khác và căng thẳng sẽ chỉ làm giảm đi sức mạnh.

Mỹ nhân gen Z hút triệu view với cảnh vác tải cám phăng phăng nuôi 200 con lợn

Phong cách sống - Nhật Thủy - 21/08/2025 08:00
Clip cô gái mảnh mai xinh xắn phăng phăng vác tải cám đổ cho đàn lợn ăn bất ngờ thành hiện tượng mạng với hàng triệu lượt xem chỉ sau 24 giờ.

Lời khuyên khác cho người quản lí dự án

Blog GS John VU - GS John Vu - 20/08/2025 13:00
Người quản lí dự án giỏi phải có cả kĩ năng kĩ thuật và kĩ năng trao đổi.

Xem "Sex Education", tôi gửi con gái tin nhắn và nhận được kỳ tích sau 2 tháng

Điện ảnh - Mỹ Hạnh - 20/08/2025 12:00
Bây giờ mỗi khi nhắc lại chuyện cũ, con gái vẫn thường cảm ơn tôi vì tin nhắn tối hôm đó.

Vì sao không nên dùng Face ID để mở khóa điện thoại?

Kỹ năng - KV - 20/08/2025 11:00
Mở khóa bằng khuôn mặt đã trở thành một phản xạ của nhiều người dùng iPhone. Nhưng sẽ ra sao nếu kẻ xấu không cần bẻ khóa, mà chỉ cần ép chính bạn dùng chìa khóa đó để chống lại mình?
HẠT GIỐNG TÂM HỒN
2019 Bản quyền thuộc về hatgiongtamhon.com.vn. Phát triển bởi ONECMS
Thứ 6, 22/08/2025