Tham vọng hack não

• Nữ hacker khiến nước Mỹ ăn ngủ không yên
• Bộ não con người vẫn mãi là ẩn số
• Vì sao bộ não chúng ta ngừng phát triển?

Các nhà khoa học đã và đang tiến hành nhiều thí nghiệm nhằm giải thích cơ chế tạo nên trí nhớ, cũng như đi tìm phương pháp để tác động vào trí nhớ. Họ chỉ ra rằng, quá trình gia cố ký ức là một yếu tố quan trọng trong việc nhớ lại những gì đã xảy ra và xem đây chính là điểm mấu chốt để can thiệp trong nỗ lực "hack" não.

Bên cạnh đó, họ cũng nhấn mạnh vai trò của hệ thống phản trí nhớ không chỉ hỗ trợ việc quên mà còn tác động tới sự ổn định quá trình lưu trữ của bộ nhớ, cho phép lưu lại rất nhiều ký ức mà không sợ chúng bị lẫn vào nhau.

Từ đây, giới khoa học đặt mục tiêu xóa bỏ hoặc thay đổi những ký ức đau buồn, vốn không chỉ ảnh hưởng đến cuộc sống tinh thần mà còn ảnh hưởng đến thể chất, nó có thể gây ra các triệu chứng trầm cảm, ám ảnh và rối loạn.

"Phản vật chất" của hệ thần kinh

Trước đây, giới khoa học vẫn luôn nghiên cứu về hệ thống phản trí nhớ dựa trên các mô hình lý thuyết trên chuột đồng. Tuy nhiên, các nghiên cứu thời gian gần đây cho thấy, hệ thống phản trí nhớ cũng tồn tại ở người.

Kết quả được công bố trên tạp chí về thần kinh Neuron của nhóm các chuyên gia đến từ trường Đại học Oxford (Anh) đã chỉ ra "phản vật chất" của hệ thần kinh - hệ thống phản trí nhớ trong não bộ người. Theo đó, trí nhớ con người - ở mức độ cơ bản - thực chất là liên kết điện tích giữa các neuron thần kinh. Khi thiết lập một ký ức mới, mối liên hệ giữa các neuron này được kích hoạt và trở nên hưng phấn.

Các nhà khoa học đã và đang tiến hành nhiều thí nghiệm nhằm giải thích cơ chế tạo nên trí nhớ, cũng như đi tìm phương pháp để tác động vào trí nhớ.

Tuy nhiên, nếu cơ chế lưu trữ thông tin trong não chỉ có thế, việc ghi nhớ thêm những ký ức mới hay việc học thêm được điều gì đó mới lạ có thể khiến hoạt động điện não trong cơ thể người trở nên quá tải, dẫn tới một số bệnh lý như tâm thần phân liệt, tự kỷ và động kinh.

Vì vậy, theo giả thuyết của các nhà nghiên cứu ở Đại học Oxford, phải có một hệ thống ức chế hoạt động của các neuron thần kinh, đưa hoạt động điện từ trong não về trạng thái cân bằng. Đây thực chất là những liên kết neuron tạo ra xung điện đối lập với xung điện tạo ra khi neuron kết nối để ghi nhớ thông tin mới - được gọi là hệ thống phản trí nhớ.

Theo các nhà khoa học, cơ chế này không hề làm ảnh hưởng tới trí nhớ mà nó chỉ có tác dụng ngăn cản não đọc được thông tin lưu trữ trong miền ký ức. Vai trò của hệ thống phản trí nhớ không chỉ hỗ trợ việc quên mà còn tác động tới sự ổn định quá trình lưu trữ của bộ nhớ, cho phép lưu lại rất nhiều ký ức mà không sợ chúng bị lẫn vào nhau. Tuy nhiên, đây mới chỉ là những phát hiện ban đầu và giới nghiên cứu cần thêm nhiều nghiên cứu nữa để tìm ra cơ chế của quá trình nhớ lại ký ức, trong đó bao gồm cả mối quan hệ tương hỗ giữa hệ thống trí nhớ và phản trí nhớ.

Để đưa ra kết luận về vai trò của phản trí nhớ, các nhà khoa học đã tiến hành một thí nghiệm đặc biệt. Những tình nguyện viên tham gia vào thí nghiệm được hướng dẫn kết hợp những hình khối với màu sắc khác nhau.

Với phản trí nhớ, não bộ con người mới có thể giữ được trạng thái cân bằng, không bị bệnh.

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu sử dụng máy chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng để xem xét hoạt động não của người tình nguyện. Họ phát hiện ra rằng sau hơn 24 giờ, sự kết hợp hình khối trong não không hiển thị khi tình nguyện viên được cho xem lại hình lần nữa.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng tới kỹ thuật kích thích dòng điện hạ trực tiếp xuyên não để ngăn chặn sự tập trung của các hóa chất thần kinh, trong đó có gaba - một chất có liên quan trực tiếp tới sự ức chế. Bằng cách này, họ đã giảm bớt được hoạt động của các neuron thần kinh ức chế trí nhớ, giúp khôi phục thông tin về sự kết hợp hình khối ở tình nguyện viên.

Như vậy, việc giảm sự ức chế ở vỏ não có thể giúp nhớ lại một phần ký ức. Kết quả này phù hợp với cơ chế cân bằng của bộ não: thời điểm não "học tập" và ghi nhớ thông tin mới là lúc các mối liên kết mang tính kích thích được củng cố. Cũng lúc này, các liên kết mang tính ức chế được tăng cường để cân bằng lại hoạt động não bộ.

Các nghiên cứu đột phá về hệ thống phản trí nhớ sẽ đem lại những lợi to lớn trong tương lai, có thể giúp cải thiện các phương pháp chữa trị dành cho hàng triệu người bị khủng hoảng tinh thần như mắc bệnh sợ hãi hay căng thẳng hậu chấn thương. Dù mới được tiến hành nghiên cứu trong phạm vi nhỏ hẹp, nhưng việc có khả năng tác động vào trí nhớ mở ra những hi vọng mới cho việc chữa trị các bệnh liên quan tới vấn đề thần kinh.

Trong tương lai, các mô hình nghiên cứu hiện đại hơn có thể được đưa vào ứng dụng trực tiếp trên các bệnh nhân - bao gồm những người mắc bệnh tâm thần phân liệt, rối loại tâm thần và bệnh tự kỷ.

Bằng cách phá vỡ quá trình gia cố ký ức, nhóm các nhà khoa học phát hiện họ có thể thay đổi những gì được ghi nhớ, thậm chí "xóa" ký ức.

Xóa ký ức đau buồn

Trong khi nghiên cứu về hệ thống phản trí nhớ, các nhà khoa học nhận ra rằng tất cả dữ liệu ở bộ nhớ được trải dài trên bộ các tế bào thần kinh trong não với mỗi điểm kết nối là một ký ức nào đó. Hiểu một cách đơn giản hơn, một bộ nhớ được hình thành khi các protein có tên beta-catenin kích thích các tế bào não phát triển và hình thành các kết nối mới lưu trữ các dữ liệu mới.

Khi hình thành, ký ức sẽ vẫn nằm yên đó và thi thoảng lại khiến mỗi cá nhân nhớ lại vì các tín hiệu thần kinh sẽ không bỏ sót bất kỳ điểm nối nào của mạng lưới ký ức. Đồng thời, ký ức dài hạn thường thiếu ổn định, cứ mỗi lần nhớ lại thì chúng lại trở nên mạnh mẽ hơn và sống động hơn. Quá trình này được gọi là gia cố ký ức.

Gia cố ký ức đóng vai trò thiết yếu trong việc nhớ lại những gì đã xảy ra, được coi là điểm mấu chốt để can thiệp trong nỗ lực xóa ký ức con người. 

Các chuyên gia cho biết, việc xóa ký ức tồi tệ có liên quan đến một chất hóa học có tên norepinephrine - thực hiện phản ứng "đương đầu hay chạy trốn" trước các tác động bên ngoài đến não bộ. Vì vậy, cần tìm cách ngăn chặn tác động của norepinephrine với việc gợi lại các ký ức với mục đích làm suy yếu những ký ức đau buồn và ngăn chặn chúng liên kết với những cảm xúc tiêu cực.

Các nhà khoa học đến từ Hà Lan đã tiến hành các nghiên cứu liên tục trong vòng 6 năm và chứng minh họ có thể xóa nỗi sợ hãi với nhện bằng cách sử dụng một loại thuốc có tên propranolol (thuộc nhóm phong tỏa thần kinh giao cảm) để ngăn chặn norepinephrine.

Trong một nghiên cứu tương tự, các nhà khoa học đến từ trường Đại học Uppsala (Thụy Điển) tin rằng họ đã tạo ra bước đột phá trong việc xóa bỏ các ký ức cảm xúc mới hình thành trong não người.

Các mô hình nghiên cứu hiện đại hơn có thể được đưa vào ứng dụng trực tiếp trên các bệnh nhân mắc bệnh tâm thần phân liệt, rối loại tâm thần và bệnh tự kỷ.

Theo đó, khi một người nhận biết một vật nào đó, một ký ức dài hạn được tạo ra với sự hỗ trợ của quá trình gia cố, dựa trên sự hình thành của các protein trong bộ não. Khi con người ghi nhớ, ký ức trở nên bất ổn định trong một thời gian ngắn và sau đó được tái ổn định nhờ một quá trình gia cố mới. Bằng cách phá vỡ quá trình gia cố ký ức, nhóm các nhà khoa học phát hiện họ có thể thay đổi những gì được ghi nhớ.

Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã cho những người tình nguyện xem một bức ảnh trung tính, đồng thời tiến hành gây sốc điện cho họ. Bằng cách này, bức ảnh trở thành vật khơi gợi sự sợ hãi ở các đối tượng nghiên cứu, đồng nghĩa với việc một ký ức sợ hãi đã được hình thành. Để kích hoạt ký ức sợ hãi, nhóm nghiên cứu đã cho những người tình nguyện xem lại bức ảnh trên mà không kèm sốc điện. Tiếp đó, nhóm nghiên cứu đã gây nhiễu quá trình tái củng cố ký ức của các đối tượng bằng cách liên tiếp cho họ xem lại bức ảnh ban đầu.

Kết quả là, trong não của những người tình nguyện, nỗi sợ hãi mà họ từng gắn với bức ảnh tiêu tan và ký ức được tái lập trung tính. Kết quả quét não cho thấy, dấu vết về ký ức sợ hãi ban đầu đã biến mất khỏi vùng não thường lưu trữ những ký ức đáng sợ...