Bác bỏ trí nhớ im lặng: não bộ chủ động xử lý thông tin không chú ý

Việc hiểu cách bộ não con người lưu trữ thông tin và sau đó sử dụng thông tin đó để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau từ lâu đã là mục tiêu chính của nghiên cứu trong khoa học thần kinh và tâm lý học. Các nhà khoa học trước đây đã xác định được nhiều loại trí nhớ khác nhau, mỗi loại có những đặc điểm và chức năng riêng.

Một loại như vậy là trí nhớ làm việc, liên quan đến việc lưu trữ và xử lý thông tin quan trọng trong thời gian ngắn, đặc biệt là thông tin cần thiết để thực hiện các nhiệm vụ logic hoặc đưa ra quyết định trong tương lai gần. Nghiên cứu cho thấy việc lưu trữ thông tin tạm thời này có liên quan đến hoạt động liên tục và bền vững của một số tế bào thần kinh trong não.

Hầu hết các nghiên cứu trước đây về trí nhớ làm việc đều sử dụng các nhiệm vụ trong đó người tham gia được yêu cầu ghi nhớ tất cả thông tin được cung cấp cho họ.

Tuy nhiên, rất ít nghiên cứu cố gắng tìm hiểu cách não bộ lưu trữ thông tin “không chú ý” - tức là các kích thích hiện không phải là trọng tâm chú ý và không liên quan trực tiếp đến nhiệm vụ đang thực hiện.

Các nhà khoa học từ Viện Hàn lâm Khoa học Ba Lan, SUNY Upstate, Bệnh viện Quân y Elk và Đại học Y Wroclaw đã quyết định kiểm tra tính hợp lệ của một mô hình lý thuyết cho thấy sự tồn tại của một "cơ chế im lặng hoạt động" chịu trách nhiệm lưu trữ thông tin mất tập trung.

Kết quả nghiên cứu của họ, được công bố trên tạp chí Nature Human Behaviour, thách thức giả định lý thuyết này và thay vào đó chỉ ra rằng việc lưu trữ thông tin không chú ý cũng có liên quan đến hoạt động thần kinh.

“Chúng ta biết rằng các yếu tố của trí nhớ làm việc – tức suy nghĩ của chúng ta – được thể hiện bằng hoạt động của các tế bào thần kinh chuyên biệt,” tác giả chính Jan Kaminski chia sẻ với Medical Xpress.
“Khi chúng ta cần ghi nhớ điều gì đó trong đầu, một số tế bào thần kinh nhất định sẽ hoạt động mạnh hơn. Ví dụ, khi chúng ta ghi nhớ một số điện thoại, một số tế bào thần kinh nhất định sẽ tạm thời hoạt động mạnh hơn, mã hóa thông tin đó.”
“Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây cho thấy nếu một yếu tố ghi nhớ tạm thời bị mất tập trung, hoạt động của các tế bào thần kinh sẽ trở lại mức nền – ví dụ, khi chúng ta cần ghi nhớ một số điện thoại nhưng tạm thời chuyển sang một nhiệm vụ khác.”

Những giả định này phần lớn dựa trên dữ liệu thu được bằng các phương pháp không xâm lấn như EEG và fMRI. Tuy nhiên, các phương pháp này đo hoạt động trung bình của hàng trăm nghìn tế bào thần kinh, nghĩa là hoạt động của một nhóm nhỏ tế bào có thể bị "nuốt chửng" bởi sự không hoạt động của các tế bào thần kinh xung quanh.

“Phòng thí nghiệm của chúng tôi chuyên ghi lại trực tiếp hoạt động thần kinh trong các thủ thuật lâm sàng xâm lấn, chẳng hạn như cấy điện cực vào não bệnh nhân để theo dõi động kinh,” Kaminski cho biết.
“Đây là một cơ hội đặc biệt để kiểm tra trực tiếp giả thuyết về hoạt động thầm lặng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh ở thùy thái dương, vốn được biết đến với vai trò trong trí nhớ làm việc.”

Những người tham gia được cho xem hai bức ảnh và được yêu cầu nhớ cả hai, nhưng chỉ tập trung vào một bức trong phần đầu của thí nghiệm. Sau đó, họ phải tiếp tục tập trung vào bức ảnh đó hoặc chuyển sang bức ảnh "mờ" trước đó.

“Thiết kế thử nghiệm này được gọi là mô hình retro-cue kép và đã được sử dụng trong các nghiên cứu trước đây”, Katarzyna Paluch, tác giả đầu tiên của bài báo, giải thích.
“Để ghi lại hoạt động, chúng tôi đã sử dụng điện não đồ nội sọ, một quy trình lâm sàng trong đó các điện cực được phẫu thuật đặt trực tiếp vào não bệnh nhân, ví dụ để chẩn đoán động kinh. Điều này cho phép chúng tôi ghi lại hoạt động của từng tế bào thần kinh.”

Khi những người tham gia chuyển sự chú ý từ hình ảnh này sang hình ảnh khác, các nhà khoa học đã ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh ở thùy thái dương để hiểu cách não bộ lưu trữ thông tin "không tập trung".

"Thật bất ngờ, chúng tôi phát hiện ra rằng ngay cả hình ảnh mà người tham gia không tập trung vào vẫn tiếp tục được thể hiện tích cực thông qua hoạt động kích hoạt thần kinh", Kaminski nói.
"Điều này mâu thuẫn với giả thuyết lưu trữ im lặng và cho thấy các mục bị mất nét trong bộ nhớ làm việc cũng được thể hiện bằng hoạt động thần kinh tích cực. Kết quả của chúng tôi cho thấy một phần lớn bộ nhớ làm việc của chúng ta — 'bản phác thảo' tinh thần này — được duy trì thông qua hoạt động kích hoạt thần kinh tích cực."

Vì vậy, những suy nghĩ và thông tin khác nằm ngoài tầm chú ý vẫn được hỗ trợ bởi các tế bào thần kinh hoạt động, chứ không phải bởi một cơ chế “im lặng” nào đó như trước đây đã giả định.

Ngoài tầm quan trọng cơ bản trong việc hiểu cách thức hoạt động của trí nhớ, những phát hiện này cũng có thể ảnh hưởng đến việc phát triển các phương pháp điều trị các rối loạn tâm thần liên quan đến suy giảm trí nhớ làm việc, chẳng hạn như ADHD, OCD và tâm thần phân liệt.

“Ví dụ, kết quả của chúng tôi cho phép chúng tôi nghĩ đến việc tạo ra các mô cấy thần kinh hoặc máy kích thích điện có thể giúp duy trì thông tin cụ thể trong trí nhớ làm việc, mở rộng khả năng trị liệu,” Kaminski nói thêm.
“Phòng thí nghiệm của chúng tôi hiện đang tiếp tục nghiên cứu trí nhớ làm việc và các cơ chế thần kinh của nó bằng cách sử dụng các bản ghi trực tiếp hoạt động của não.
Trong tương lai, chúng tôi dự định nghiên cứu cách não bộ chuyển đổi giữa việc duy trì thông tin hiện tại và ghi nhớ thông tin mới, điều này rất quan trọng đối với hoạt động nhận thức linh hoạt.”