Một nghiên cứu gần đây đã phát
hiện một số bằng chứng rõ ràng nhất xưa nay rằng động vật có thể phán đoán thời
gian. Bằng cách nghiên cứu vỏ não nội khứu của bộ não, các nghiên cứu gia đã
phát hiện một nhóm nơ-ron thần kinh chưa khám phá trước đây, nơ-ron này được
kích hoạt giống như một chiếc đồng hồ khi con vật đang chờ.
Một nghiên cứu gần đây đã phát
hiện một số bằng chứng rõ ràng nhất xưa nay rằng động vật có thể phán đoán thời
gian. Bằng cách nghiên cứu vỏ não nội khứu của bộ não, các nghiên cứu gia đã
phát hiện một nhóm nơ-ron thần kinh chưa khám phá trước đây, nơ-ron này được
kích hoạt giống như một chiếc đồng hồ khi con vật đang chờ.
“Con chó của bạn có biết nó đã
mất thời gian gấp đôi để lấy thức ăn của mình so với ngày hôm qua hay không?
Trước đây không có câu trả lời thỏa đáng nào cho câu hỏi này”, tác giả dẫn đầu
nghiên cứu Daniel Dombeck cho biết. “Đây là một trong những thí nghiệm thuyết
phục nhất cho thấy rằng con vật thực sự có sự hình dung rõ ràng về thời gian
trong não khi chúng bị thách thức đo lường một khoảng thời gian”.
Nghiên cứu được đăng trực tuyến
trên tạp chí Nature Neuroscience vào tuần này. Dombeck là phó giáo sư khoa sinh
học thần kinh thuộc Trường Đại học Northwestern.
Khi lên kế hoạch cho nghiên cứu
này, nhóm nghiên cứu của Dombeck tập trung vào vùng giữa vỏ não nội khứu, đây là
khu vực não ở thùy thái dương của bộ não, có liên quan đến trí nhớ và sự định vị.
Do khu vực não này mã hóa các thông tin về không gian trong trí nhớ tình tiết
nên Dombeck đã đưa ra giả thuyết rằng khu vực này cũng có thể đảm nhiệm việc mã
hóa thời gian.
“Mỗi trí nhớ đều có khác biệt
nhỏ”, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ James Heys ở phòng thí nghiệm của Dombeck cho
biết. “Nhưng có hai đặc điểm trọng tâm đối với tất cả các trí nhớ tình tiết, đó
là không gian và thời gian. Hai đặc điểm này luôn xảy ra ở một môi trường đặc
biệt và luôn được sắp xếp theo thời gian”.
Để kiểm nghiệm giả thuyết này,
Dombeck và Heys đã thiết lập một thí nghiệm. Trong thí nghiệm này, một con chuột
chạy trên một chiếc máy chạy bộ trong một môi trường thực tế ảo. Con chuột này
biết chạy xuống hành lang đến một cánh cửa nằm ở giữa đoạn đường đi xuống. Sau 6
giây, cánh cửa mở ra, cho phép con chuột tiếp tục đi xuống hành lang để nhận
phần thưởng.
Sau khi chạy một vài buổi huấn
luyện, các nghiên cứu gia làm cho cánh cửa này không nhìn thấy được trong môi
trường thực tế ảo. Lúc này con chuột vẫn biết cánh cửa vô hình này nằm ở đâu dựa
vào những thay đổi kết cấu của cánh cửa. Và nó vẫn chờ 6 giây ở cánh cửa trước
khi bất ngờ lao xuống hành lang để lấy phần thưởng.
“Điểm quan trọng ở đây là con
chuột không biết khi nào cánh cửa mở ra hay đóng lại vì không thể nhìn thấy cánh
cửa”, tác giả chính Heys cho biết. “Cách duy nhất con chuột có thể giải quyết
việc này hiệu quả là bằng cách sử dụng cảm giác về thời gian bên trong bộ não”.
Bằng cách sử dụng thực tế ảo,
Dombeck và nhóm nghiên cứu có thể kiểm soát gọn gàng các nhân tố có khả năng ảnh
hưởng như âm thanh mở cửa chẳng hạn. “Chúng tôi sẽ không thể làm cho cánh cửa
hoàn toàn vô hình ở một môi trường thực”, Dombeck cho biết. “Con vật có thể chạm
vào cánh cửa, nghe tiếng cửa kêu, đánh mùi hoặc cảm nhận bằng một cách nào đó.
Chúng sẽ không phải phán đoán thời gian; chúng chỉ cảm nhận khi nào cánh cửa mở
ra. Trong môi trường thực tế ảo, chúng tôi có thể loại bỏ tất cả những manh mối
về giác quan”.
Nhưng Dombeck và nhóm nghiên cứu
đã nghiên cứu thêm bước nữa bằng cách chụp hoạt động não của chuột. Bằng cách sử
dụng kính hiển vi 2 photon cho phép chụp ảnh phân giải cao về bộ não, Dombeck và
Heys đã quan sát các nơ-ron thần kinh của chuột.
“Khi những con chuột này chạy
dọc xuống hành lang và đi đến cánh cửa vô hình, chúng tôi thấy các tế bào đang
đốt cháy, việc này điều khiển sự mã hóa không gian”, Dombeck cho biết. “Sau đó,
khi con vật ngừng ở cửa, chúng tôi thấy những tế bào ấy tắt và một nhóm tế bào
mới mở lên. Đây là một điều rất kinh ngạc và là một phát hiện mới”.
Dombeck lưu ý rằng “các tế bào
tính giờ” này không đốt cháy trong quá trình chạy – chỉ lúc nghỉ ngơi. “Các tế
bào ấy không chỉ hoạt động trong lúc nghỉ ngơi mà thực ra còn mã hóa khoảng thời
gian con vật nghỉ ngơi được bao lâu”.
Do các nghiên cứu gia đã phát
hiện những nơ-ron thần kinh mã hóa thời gian mới này nên họ có thể nghiên cứu
xem các bệnh thoái hóa thần kinh có thể ảnh hưởng thế nào đến nhóm tế bào này.
“Những bệnh nhân mắc bệnh
Alzheimer rất hay quên khi sự việc xảy ra theo thời gian”, Heys cho biết. “Có lẽ
điều này là do họ đang mất đi một số chức năng cơ bản của vỏ não nội khứu, đây
là một trong những vùng não đầu tiên chịu ảnh hưởng từ căn bệnh này”.
“Vì thế, điều này có thể đem lại
những xét nghiệm giúp phát hiện sớm bệnh Alzheimer”, Dombeck cho biết thêm. “Ban
đầu chúng ta có thể yêu cầu bệnh nhân phán đoán xem thời gian đã trôi qua bao
lâu hoặc yêu cầu họ định vị một môi trường thực tế ảo”.
AT (Science Daily)