Cách thức não động vật linh trưởng "nhìn" thế giới

Các bộ não của động vật linh trưởng nhìn thế giới thông qua các lưới tam giác (triangular grid), theo một nghiên cứu mới được công bố trực tuyến ngày 28/10 trên tạp chí Nature.

Các nhà khoa học tại trung tâm nghiên cứu linh trưởng quốc gia Yerkes, trường Đại học Emory, đã xác định các tế bào lưới trong bộ não của những con khỉ nâu. Những tế bào thần kinh này kích thích trong những mô hình tam giác lặp đi lặp lại khi mắt khám phá các hình ảnh.

Phát hiện có ý nghĩa đối với sự hiểu biết về cách thức con người hình thành, và nhớ các sơ đồ tư duy về thế giới, cũng như cách mà các căn bệnh suy giảm thần kinh như bệnh Alzheimer đã làm xói mòn những khả năng đó. Đây là lần đầu tiên các tế bào lưới được khám phá một cách trực tiếp trong các động vật linh trưởng.

Các tế bào lưới đã được xác định trong chuột vào năm 2005, và sự tồn tại của các tế bào này trong não người đã được suy luận gián tiếp thông qua hình ảnh cộng hưởng từ.

Các hoạt động điện của các tế bào lưới, được ghi lại bằng cách đưa các điện cực vào vỏ não entorhinal của những con khỉ - một khu vực của bộ não ở thùy thái dương trung gian. Đồng thời, con khỉ xem rất nhiều hình ảnh trên màn hình máy tính và khám phá những hình ảnh đó bằng mắt của chúng. Theo dõi hồng ngoại mắt, cho phép các nhà khoa học theo dõi phần của hình ảnh đôi mắt của con khỉ đã tập trung vào. Một tế bào lưới đơn lẻ kích thích khi những con mắt tập trung vào nhiều vị trí rời rạc tạo ra một mô hình lưới.

“Vỏ não entorhinal là một trong những khu vực đầu tiên của bộ não dẫn đến thoái hóa trong bệnh Alzheimer, vì vậy các kết quả của chúng tôi có thể giúp giải thích tại sao mất phương hướng là một trong những tín hiệu về hành vi đầu tiên của bệnh Alzheimer”, tiến sĩ, phó giáo sư thần kinh học Elizabeth Buffalo tại đại học Emory, trường đại học Y khoa và Trung tâm nghiên cứu động vật linh trưởng quốc gia Yerkes nói. “Chúng tôi nghĩ rằng những tế bào thần kinh này giúp cung cấp một khung cảnh hoặc một cấu trúc cho các kinh nghiệm hình ảnh được lưu trữ trong bộ nhớ”.

Khám phá về các tế bào lưới trong động vật linh trưởng của chúng tôi là một bước tiến lớn trong việc hiểu cách thức mà bộ não của chúng ta hình thành kí ức về các thông tin thị giác, tác giả đầu tiên Nathan Killian, một sinh viên tốt nghiệp tại viện công nghệ Georgia và trường đại học Emory nói.

“Đây là một cách thú vị suy nghĩ về bộ nhớ có thể dẫn đến các phương pháp điều trị mới cho các bệnh thoái hóa thần kinh”.

Trong các thí nghiệm mà các ô lưới của chuột đã được xác định, các tế bào đã kích thích bất cứ khi nào những con chuột vượt qua các dòng kẻ trên một lưới tam giác vô hình.

"Điều đáng ngạc nhiên là chúng ta có thể xác định các tế bào hoạt động theo cùng một cách khi những con khỉ chỉ đơn giản di chuyển đôi mắt của chúng”, Buffalo nói. Điều này cho thấy các động vật linh trưởng không phải “ghé thăm” một chỗ để xây dựng cùng một loại bản đồ trí tuệ.

Một khía cạnh khác của các tế bào lưới trước đây không nhìn thấy ở loài gặm nhấm là phản ứng của tế bào thay đổi khi con khỉ đang nhìn thấy một hình ảnh lặp lại lần thứ hai. Cụ thể, các tế bào lưới giảm tỷ lệ kích thích của chúng khi một hình ảnh lặp lại được nhìn thấy. Di chuyển từ phía sau (phía sau) hướng về phía trước (phía trước) của vỏ não entorhinal, nhiều tế bào thần kinh hơn biểu thị các phản ứng bộ nhớ.

"Những kết quả này chứng minh rằng các tế bào lưới tham gia vào bộ nhớ, không chỉ là lập sơ đồ về hình ảnh", Killian cho biết.