Các nhà khoa học tiết lộ “diện mạo” mới của trí nhớ

Giấc mơ một trăm năm qua của các nhà thần kinh học là hình dung ra một trí nhớ đã trở thành hiện thực. Các nhà nghiên cứu Irvine thuộc trường Đại học California đã dùng kỹ thuật bằng kính hiển vi mới chụp được hình ảnh đầu tiên về sự thay đổi của các liên kết giữa tế bào não diễn ra sau một hình thức học tập thông thường.

Được trình bày chi tiết trong Tạp chí Khoa học về thần kinh, cuộc nghiên cứu cho thấy, các kết nối của khớp thần kinh trong một khu vực của não chuột rất quan trọng cho việc nhận thức thay đổi hình dạng khi loài gặm nhấm này “học” cách định hướng một môi trường mới và phức tạp. Ngược lại, khi các loại thuốc được đưa ra nhằm ngăn chặn những thay đổi này thì chuột không nhận thức được, điều này khẳng định vai trò quan trọng của sự thay đổi hình dạng trong việc tạo ra trí nhớ lâu dài.

Hình ảnh tế bào não. Các kết nối của khớp thần kinh (sự liên kết giữa các tế bào thần kinh) trong một khu vực của não chuột rất quan trọng cho quá trình nhận thức thay đổi hình dạng khi loài gặm nhấm này nhận thức. (Chịu trách nhiệm: Hình ảnh của trường Đại học California - Irvine)

Gary Lynch, giáo sư về tâm thần học và hành vi con người tại Irvine - trường Đại học California và dẫn đầu một trong hai đội nghiên cứu liên quan đến các nghiên cứu này cho biết: “Đây là lần đầu tiên mà bất kỳ ai cũng có thể nhìn thấy thể nền tự nhiên, hay ‘diện mạo’ của một trí nhớ mới được mã hóa. Chúng tôi đã vượt qua chướng ngại vật mà trước đây tưởng chừng không thể nào vượt qua được.”

Những thí nghiệm mới về hành vi diễn ra sau một loạt các phát hiện mới đây do nhóm nghiên cứu Irvine thực hiện liên quan đến những thay đổi của các khớp thần kinh là nguyên nhân gây ra tiềm lực dài hạn (gọi tắt là LTP), một ảnh hưởng về sinh lý gắn bó mật thiết với việc lưu trữ trí nhớ. Nghiên cứu này đã sử dụng những đường cắt não chuột được giữ cho còn sống trong các phòng thí nghiệm để xác định các dấu hiệu về hóa chất của các khớp thần kinh vừa chịu tác dụng của LTP. Cuộc nghiên cứu mới này dùng các động vật còn sống.

Làm việc với các kỹ thuật bằng kính hiển vi tiên tiến được gọi là kỹ thuật soi bằng kính hiển vi để quan sát quá trình khôi phục dạng xoắn, đội nghiên cứu Irvine đã phát hiện ra các dấu hiệu có liên quan đến LTP xuất hiện trong suốt quá trình nhận thức và có liên quan đến các khớp thần kinh được mở rộng ở con cá ngựa. Vì kích cỡ của một cơ thần kinh liên quan đến tính hiệu quả của nó trong việc truyền các thông điệp giữa các neuron, kết quả nghiên cứu mới cho thấy rằng: việc nhận thức cải thiện quá trình liên lạc giữa các nhóm tế bào não nhất định.

Kết quả nghiên cứu mở ra con đường tiến đến một trong những mục tiêu vĩ đại của khoa học về sự sống: Lập bản đồ cho sự phân bố trí nhớ giữa các khu vực não. Việc nghiên cứu cách định vị các vệt trí nhớ hay chúng thường được gọi là “các vết tích” đã khiến cho các nhà nghiên cứu thế kỷ 20 phải bận tâm nhưng thất bại vì chưa có cách nào để “dán nhãn” cho các khớp thần kinh thay đổi do quá trình nhận thức mới gây ra. Các kết quả mới này từ nghiên cứu của Irvine giúp vượt qua vật cản này.

Các nhà nghiên cứu Irvine sẽ nhanh chóng thành lập một cụm các phòng thí nghiệm nhằm chế tạo các bản đồ đầu tiên về trí nhớ.

Vadim Fedulov, Christopher S. Rex, Danielle A. Simmons và Christine M. Gall thuộc nhóm nghiên cứu Irvine - trường Đại học California và Linda Palmer thuộc trường Đại học Carnegie Mellon cũng tham gia vào nghiên cứu này.