Đề XuấT, 2019

Editor Choice

Phẫu thuật cắt bỏ vú ngoài da: Lợi ích và lựa chọn
Cắt bỏ bộ phận sinh dục nữ là gì?
Mọi thứ bạn nên biết về bệnh kiết lị

Làm thế nào bộ não tạo ra trải nghiệm chủ quan của thời gian

Mọi người đều cảm thấy, lúc này hay lúc khác, thời gian đó thực sự "bay" khi chúng ta vui vẻ. Tại sao nó cảm thấy khác nhau tùy thuộc vào những gì chúng ta làm với nó? Nghiên cứu mới xem xét các cơ chế thần kinh hình thành kinh nghiệm chủ quan của thời gian.


Dòng chảy của kinh nghiệm được xử lý bởi bộ não của chúng ta, tạo ra cảm giác chủ quan về thời gian.

Không gian và thời gian có liên quan mật thiết với nhau - không chỉ trong vật lý, mà còn trong não.

Mối liên hệ mật thiết này trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta nhìn vào cách bộ não của chúng ta hình thành những ký ức tình tiết.

Ký ức tình tiết là những ký ức tự truyện - nghĩa là ký ức về các sự kiện cụ thể đã xảy ra với ai đó tại một thời điểm cụ thể (và không gian).

Ký ức về nụ hôn đầu tiên đó, hoặc về ly rượu mà bạn đã chia sẻ với bạn của mình tuần trước, đều là những ví dụ về những ký ức tình tiết. Ngược lại, ký ức ngữ nghĩa đề cập đến thông tin chung và sự thật mà bộ não của chúng ta có khả năng lưu trữ.

Ký ức tầng sinh môn có thành phần rõ rệt "ở đâu" và "khi nào" và nghiên cứu khoa học thần kinh cho thấy vùng não xử lý thông tin không gian gần với người chịu trách nhiệm về trải nghiệm thời gian.

Cụ thể, một nghiên cứu mới cho thấy mạng lưới các tế bào não mã hóa trải nghiệm chủ quan về thời gian và các tế bào thần kinh này nằm trong một khu vực não liền kề với tế bào thần kinh khác mã hóa không gian.

Nghiên cứu mới được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học thần kinh hệ thống Kavli ở Trondheim, Na Uy. Albert Tsao là tác giả chính của bài báo, hiện được công bố trên tạp chí Thiên nhiên.

Tế bào thần kinh thay đổi với thời gian

Hơn một thập kỷ trước, hai trong số các nhà nghiên cứu thực hiện nghiên cứu gần đây - May-Britt Moser và Edvard Moser - đã phát hiện ra một mạng lưới các tế bào thần kinh gọi là tế bào lưới chịu trách nhiệm mã hóa không gian.

Khu vực này được gọi là vỏ não trung gian. Trong nghiên cứu mới, Tsao và các đồng nghiệp hy vọng rằng họ sẽ tìm thấy một mạng lưới các tế bào não tương tự mã hóa thời gian.

Vì vậy, họ bắt đầu điều tra các tế bào thần kinh ở một vùng não nằm cạnh vỏ não trung gian (trong đó các tế bào lưới được phát hiện). Khu vực này được gọi là vỏ não bên (LEC).

Ban đầu, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một mô hình nhưng đấu tranh để tìm ra một mô hình. "Tín hiệu thay đổi mọi lúc", đồng tác giả nghiên cứu Edvard Moser, giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy, cũng ở Trondheim, Na Uy cho biết.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng có lẽ tín hiệu không chỉ thay đổi theo thời gian mà còn thay đổi với thời gian.

"Thời gian [...] luôn độc đáo và thay đổi," Giáo sư Moser nói. "Nếu mạng này thực sự được mã hóa theo thời gian, tín hiệu sẽ phải thay đổi với thời gian để ghi lại những trải nghiệm như những kỷ niệm độc đáo. "

Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu kiểm tra hoạt động của hàng trăm tế bào thần kinh LEC trong não của loài gặm nhấm.

Kinh nghiệm ảnh hưởng đến tín hiệu mã hóa thời gian LEC

Để làm như vậy, Tsao và các đồng nghiệp đã ghi lại hoạt động thần kinh của chuột trong nhiều giờ, trong thời gian đó, loài gặm nhấm phải chịu một loạt các thí nghiệm.

Trong một thí nghiệm, những con chuột chạy xung quanh trong một cái hộp có tường thay đổi màu sắc. Điều này được lặp lại 12 lần để các động vật có thể xác định "nhiều bối cảnh tạm thời" trong suốt thí nghiệm.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra hoạt động của tế bào thần kinh trong LEC, phân biệt giữa hoạt động của não ghi lại những thay đổi về màu tường so với hoạt động ghi lại sự tiến triển của thời gian.

"Các hoạt động [Neuronal] trong LEC đã xác định rõ ràng một bối cảnh tạm thời duy nhất cho mỗi kỷ nguyên kinh nghiệm theo thời gian của phút," các tác giả viết.

Các nhà nghiên cứu cho biết kết quả của thí nghiệm "chỉ ra LEC là một nguồn thông tin bối cảnh tạm thời cần thiết cho sự hình thành trí nhớ theo hồi ở vùng hải mã", các nhà nghiên cứu cho biết thêm.

Trong một thí nghiệm khác, những con chuột được tự do đi lang thang qua các không gian mở, lựa chọn hành động nào cần thực hiện và không gian nào để khám phá trong quá trình theo đuổi các mẩu sô cô la. Kịch bản này đã được lặp lại bốn lần.

Đồng tác giả nghiên cứu Jørgen Sugar tóm tắt các phát hiện, nói rằng "Tính duy nhất của tín hiệu thời gian [nơ ron] trong thí nghiệm này cho thấy chuột có một bản ghi rất tốt về thời gian và chuỗi thời gian của các sự kiện trong suốt 2 giờ thí nghiệm kéo dài."

"Chúng tôi có thể sử dụng tín hiệu từ mạng mã hóa thời gian để theo dõi chính xác khi nào trong thí nghiệm xảy ra nhiều sự kiện khác nhau."

Đường Jørgen

Cuối cùng, một thí nghiệm thứ ba bắt buộc loài gặm nhấm phải đi theo con đường có cấu trúc chặt chẽ hơn, với nhiều lựa chọn hạn chế hơn và ít kinh nghiệm hơn. Trong kịch bản này, những con chuột phải quay sang trái hoặc phải trong một mê cung, trong khi tìm kiếm sô cô la.

"Với hoạt động này, chúng tôi đã thấy nhân vật thay đổi tín hiệu mã hóa thời gian từ các chuỗi duy nhất theo thời gian sang một mô hình lặp đi lặp lại và một phần chồng chéo," Tsao giải thích.

"Mặt khác," anh tiếp tục, "tín hiệu thời gian trở nên chính xác và dễ đoán hơn trong nhiệm vụ lặp đi lặp lại."

"Dữ liệu cho thấy chuột có sự hiểu biết tinh tế về thời gian trong mỗi vòng đua, nhưng hiểu biết kém về thời gian từ vòng này sang vòng khác và từ đầu đến cuối trong suốt thí nghiệm."

Làm thế nào các tế bào thần kinh LEC mã hóa kinh nghiệm

Theo các tác giả nghiên cứu, "Khi kinh nghiệm của động vật bị hạn chế bởi các nhiệm vụ hành vi trở nên giống nhau qua các thử nghiệm lặp đi lặp lại, việc mã hóa dòng chảy thời gian qua các thử nghiệm đã giảm, trong khi việc mã hóa thời gian so với bắt đầu thử nghiệm đã được cải thiện."

Như Tsao và các đồng nghiệp kết luận, "Những phát hiện cho thấy rằng quần thể tế bào thần kinh [LEC] đại diện cho thời gian vốn có thông qua việc mã hóa kinh nghiệm."

Nói cách khác, theo các nhà nghiên cứu, "đồng hồ thần kinh" của LEC hoạt động bằng cách tổ chức trải nghiệm thành một chuỗi chính xác các sự kiện riêng biệt.

"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy bộ não có ý nghĩa về thời gian như một sự kiện được trải nghiệm [...] Mạng không mã hóa thời gian một cách rõ ràng. Những gì chúng tôi đo được là thời gian chủ quan bắt nguồn từ dòng chảy kinh nghiệm đang diễn ra."

Albert Tsao

Theo các nhà khoa học, những phát hiện cho thấy bằng cách thay đổi các hoạt động và trải nghiệm, người ta có thể thay đổi tín hiệu thời gian do các tế bào thần kinh LEC đưa ra. Điều này, đến lượt nó, thay đổi cách chúng ta nhận thức thời gian.

Cuối cùng, kết quả cho thấy rằng các ký ức episodic hình thành bằng cách tích hợp thông tin không gian từ vỏ não trung gian với thông tin từ LEC ở vùng hải mã.

Điều này cho phép "hải mã lưu trữ một đại diện thống nhất về cái gì, ở đâu và khi nào."

Các LoạI Phổ BiếN

Top