Lỗ hổng bí ẩn trong đầu người phụ nữ

Cô gái bên trái là Helen Santoro, đang kiểm tra ảnh chụp não với mẹ tại phòng thí nghiệm của Viện Công nghệ Massachusetts ở Cambridge, Massachusetts, vào tháng 7. Ảnh: Kayana Szymczak, The New York Times.

Tôi sinh ra tại một bệnh viện ở thành phố New York lúc đêm khuya.

Trong vài giờ đầu tiên của cuộc đời, sau 6 cơn ngừng thở, các bác sĩ đưa tôi đến phòng chăm sóc đặc biệt dành cho trẻ sơ sinh. Một sinh viên thực tập cho ngón út vào miệng tôi để kiểm tra phản xạ mút của trẻ sơ sinh. Tôi bú không đủ mạnh. Vì vậy, họ cuộn cơ thể màu hồng, nặng gần 3,5 kg của tôi vào máy quét não.

Trên màn hình xuất hiện một cái lỗ rất lớn bên trái, ngay trên tai tôi. Tôi thiếu thùy thái dương trái, vùng não liên quan đến rất nhiều hành vi, từ trí nhớ đến nhận biết cảm xúc và đặc biệt là ngôn ngữ.

Mẹ tôi kiệt sức sau cuộc vượt cạn. Khi thức dậy, bà được bác sĩ thần kinh, bác sĩ nhi khoa và nữ hộ sinh giải thích rằng não tôi đã bị chảy máu trong tử cung của bà, một tình trạng được gọi là đột quỵ chu sinh.

Họ bảo tôi sẽ không bao giờ nói được và cần điều trị ở bệnh viện suốt đời.

Trong những ngày đầu tiên của cuộc đời tôi, bố mẹ tự hỏi cuộc sống của tôi và của họ sẽ như thế nào. Vì nóng lòng muốn tìm câu trả lời, họ đăng ký cho tôi tham gia một dự án nghiên cứu tại Đại học New York để theo dõi chứng đột quỵ chu sinh.

Nhưng sau nhiều tháng, tôi đã khiến các chuyên gia ngạc nhiên khi đạt được tất cả cột mốc tiêu biểu như các bạn đồng trang lứa. Tôi đăng ký vào trường học, có thành tích xuất sắc trong thể thao và học tập. Các kỹ năng ngôn ngữ như nói, đọc, viết mà các bác sĩ lo lắng nhất hóa ra lại là niềm đam mê nghề nghiệp của tôi.

Trường hợp của tôi là rất bất thường nhưng không phải là duy nhất. Các nhà khoa học ước tính rằng hàng nghìn người, giống như tôi, đang sống bình thường mặc dù thiếu một phần lớn bộ não. Mạng lưới chứa vô số tế bào thần kinh của chúng ta đã tự xoay xở nhưng bằng cách nào?

Helen Santoro rất đam mê với ngôn ngữ, mặc dù sinh ra không có thùy thái dương trái, vùng não đặc biệt quan trọng đối với ngôn ngữ. Ảnh: Kayana Szymczak/ New York Times.

"Người tham gia nghiên cứu tệ nhất"

Ký ức thời thơ ấu của tôi chứa đầy hình ảnh những nhà nghiên cứu luôn theo dõi tôi. Họ quét não tôi nhiều lần trong năm và tôi được giao nhiệm vụ giải vô số câu đố, tìm kiếm từ và kiểm tra nhận dạng hình ảnh. Vào cuối mỗi ngày thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đưa cho tôi một nhãn dán mà tôi đã giữ lại trong hộp thiếc cạnh giường.

Khi tôi 9 tuổi, các nhà nghiên cứu muốn xem bộ não của tôi sẽ hoạt động như thế nào khi tôi kiệt sức. Đôi khi tôi thức cả đêm với mẹ, ăn đồ ăn Trung Quốc và xem phim của Katharine Hepburn và Spencer Tracy.

Ngày hôm sau, tôi nửa tỉnh nửa mê bước vào phòng khám. Các nhà khoa học sẽ dán điện cực lên da đầu của tôi. Khi họ kết thúc việc nối những sợi dây điện cực khiến đầu tôi trông như Medusa, cuối cùng tôi đã được phép ngủ mà không biết rằng các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm biểu hiện bất thường trong sóng não của tôi.

Qua nhiều năm, các nhà khoa học nhận ra rằng tôi không giống các đứa trẻ khác trong nghiên cứu vì tôi không có bất kỳ khiếm khuyết nào để theo dõi.

Khi tôi khoảng 15 tuổi, bố và tôi gặp tiến sĩ Ruth Nass, nhà thần kinh học nhi khoa đứng đầu cuộc nghiên cứu. Cô ấy thắc mắc liệu tôi có thực sự bị đột quỵ chu sinh hay không. Cô ấy cũng thẳng thắn nói bộ não của tôi quá khác biệt nên tôi không thể tham gia nghiên cứu được nữa.

Tôi không quan tâm lắm. Tôi có nhiều thứ khác trong cuộc sống, như việc bắt đầu học trung học, học tập xuyên quốc gia và những mối tình nữa. Tôi cũng rất hứng thú với khoa học thần kinh vì tôi đã tiếp xúc với chủ đề này rất lâu rồi.

Khi tôi 17 tuổi và bước vào năm cuối trung học, tôi viết thư cho tiến sĩ Nass và hỏi liệu tôi có thể thực tập trong phòng thí nghiệm của cô ấy không. Cô ấy đồng ý.

Hope Kean, sinh viên tốt nghiệp Viện Công nghệ Massachusetts, chuẩn bị đưa Helen Santoro vào máy chụp cộng hưởng từ. Ảnh: Kayana Szymczak/The New York Times.

Một ngày nọ, tôi hỏi cô ấy có thể cho tôi xem hồ sơ nghiên cứu của tôi không. Chúng tôi bước vào một căn phòng chứa đầy thùng nhựa, mỗi thùng chứa những tập tài liệu và giấy tờ. Cô cầm lấy một tập tài liệu và đọc thầm. Sau đó, cô ấy nói: “Cháu là người tham gia tệ nhất vì cháu hoàn toàn ổn! Tất cả dữ liệu này đều không có giá trị nữa”.

Tiến sĩ Nass, người đã qua đời vào năm 2019, và các đồng nghiệp của bà đã tiếp tục công bố nhiều nghiên cứu về đột quỵ chu sinh. Ví dụ, trong một bài báo năm 2012, họ phát hiện trẻ sơ sinh bị những cơn đột quỵ có nguy cơ mắc các vấn đề về hành vi và chú ý cao hơn so với trẻ em nói chung.

Nhiều trẻ em trong số này - được lựa chọn từ năm 1983 đến 2006 từ Nam California và thành phố New York - bị co giật và yếu cơ ở một bên cơ thể. Hầu hết cũng có khu vực bị tổn thương hoặc biến mất ở bán cầu trái, giống như tôi.

Tôi học chuyên ngành khoa học thần kinh. Sau khi tốt nghiệp năm 2015, tôi dành 2 năm làm việc trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu về chấn động. Tôi dành hàng giờ trong phòng chụp cộng hưởng từ, quan sát bộ não của người khác trên màn hình máy tính.

Nhưng tôi chưa bao giờ nghĩ nhiều về bộ não của mình cho đến mùa xuân này, khi tôi tình cờ nghe câu chuyện trên tạp chí Wired về một người phụ nữ giống tôi: bình thường một cách đáng kinh ngạc, kể cả bị mất một bên thùy dương.

Helen Santoro đã trải qua bài kiểm tra nhận thức tại Viện Công nghệ Massachusetts. Ảnh: Kayana Szymczak, The New York Times.

Bán cầu quan trọng

Trong hơn một thế kỷ, bán cầu não trái được coi là trung tâm sản xuất và lĩnh hội ngôn ngữ.

Ý tưởng này lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1836 bởi tiến sĩ Marc Dax. Ông quan sát những bệnh nhân bị thương ở phần não trái không thể nói chuyện bình thường.

25 năm sau, tiến sĩ Pierre Paul Broca quan sát thấy một thanh niên mất khả năng nói và chỉ có thể thốt ra một âm tiết: “Tan”. Sinh thiết não sau cái chết của bệnh nhân cho thấy một tổn thương lớn ở phần trước của bán cầu trái, hiện được gọi là vùng Broca.

Vào đầu những năm 1870, tiến sĩ Carl Wernicke, nhà thần kinh học, thấy một số bệnh nhân có thể nói trôi chảy, nhưng lời nói của họ vô nghĩa. Một trong những bệnh nhân này bị đột quỵ ở vùng sau thùy thái dương trái và bác sĩ Wernicke kết luận rằng phần não này - hiện được gọi là vùng Wernicke - chắc chắn đóng vai trò là trung tâm ngôn ngữ thứ hai, cùng với vùng Broca.

Các nghiên cứu hình ảnh não hiện đại đã mở rộng hiểu biết của chúng ta về ngôn ngữ. Phần lớn công trình này chỉ ra 2 vùng não - bên trái của thùy thái dương và thùy trán - sẽ kích hoạt khi chúng ta đọc hoặc nghe từ. Một số nhà nghiên cứu gọi đây là “mạng ngôn ngữ”.

Nhưng các nhà khoa học thần kinh khác lập luận rằng quá trình xử lý ngôn ngữ thậm chí còn rộng hơn và không chỉ giới hạn trong các vùng não cụ thể.

Jeremy Skipper, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Ngôn ngữ, Hành động và Trí não tại University College London, cho biết: “Tôi tin rằng khả năng liên quan đến ngôn ngữ được phân bổ khắp bộ não”.

Các nghiên cứu chỉ ra các từ được viết ra có thể kích hoạt phần não liên quan đến nghĩa của từ đó. Ví dụ: từ “điện thoại” kích hoạt khu vực liên quan đến thính giác, “đá” kích hoạt khu vực liên quan đến chuyển động chân và “tỏi” kích hoạt bộ phận khứu giác.

Helen Santoro tham gia vào Dự án Bộ não Thú vị. Ảnh: Kayana Szymczak/The New York Times.

8 bộ não thú vị

Bài báo trên Wired mô tả một phụ nữ ẩn danh đến từ Connecticut, người không hề biết mình thiếu thùy thái dương trái cho đến khi trải qua cuộc chụp cắt lớp não. Trong vài năm, bài báo giải thích cô là một phần của dự án nghiên cứu do Evelina Fedorenko, nhà khoa học thần kinh nhận thức tại Viện Công nghệ Massachusetts, đứng đầu.

Vào tháng 4, tôi đã viết cho tiến sĩ Fedorenko một email nói với cô ấy về việc mất thùy thái dương trái của tôi và đề nghị được tham gia nghiên cứu. Hiện có 8 người tham gia, bao gồm cả tôi, trong Dự án Bộ não Thú vị của tiến sĩ Fedorenko.

Tôi chưa gặp họ, nhưng 4 người trong chúng tôi được cho là bị đột quỵ chu sinh, dẫn đến tổn thương bán cầu não trái. 2 người nữa có u nang lành tính ở bán cầu phải hoặc trái, một người bị đột quỵ ở bán cầu phải và một người bị cắt bỏ mô não ở bán cầu trái vì khối u.

Hope Kean, nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của tiến sĩ Fedorenko, người đang điều hành Dự án Bộ não Thú vị để làm luận văn, cho biết: “Bộ não có khả năng thần kinh linh hoạt đáng kinh ngạc”.

Cô Kean nói có vẻ như các mạng lưới trong não sắp xếp theo một cấu trúc nhất định, nhưng nếu bạn mất vùng não quan trọng khi còn nhỏ, khi não vẫn còn rất dẻo, các mạng này có thể định tuyến lại”.

Tôi đến phòng thí nghiệm của tiến sĩ Fedorenko ở Cambridge vào một ngày nắng nóng của tháng 7. Tôi nằm trên chiếc giường trượt vào máy chụp cộng hưởng từ với một thiết bị đặt trên đầu tôi. Cô Kean chụp một chiếc gương lên đầu để tôi có thể nhìn thấy màn hình ở phía sau máy quét. Khi chiếc máy bắt đầu phát ra những tiếng nổ vang trời, tôi nhớ lại tất cả lần tôi đã ngủ gật hồi nhỏ, khi tôi bị ru ngủ bởi tiếng động như sấm này.

Trên màn hình, các từ nhấp nháy nhanh chóng và có giọng nói đọc to chúng lên, tạo thành các câu ngẫu nhiên như "Chỉ tìm thấy gợi ý nhỏ nhất về gót chân trên đôi giày tuổi teen". Sau đó, các từ chuyển sang một loại chữ cái lộn xộn, tạo ra những âm thanh khó hiểu.

Sau khi quét xong, tôi và các nhà nghiên cứu quây quanh màn hình máy tính, nơi lần đầu tiên tôi nhìn thấy phần não của mình. Tôi nhìn sửng sốt khi thấy hệ thống dây thần kinh có thể định tuyến lại cái lỗ lớn như vậy trong đầu tôi.

Hope Kean, sinh viên cao học tại Viện Công nghệ Massachusetts, giúp Helen Santoro ra khỏi máy chụp cộng hưởng từ. Ảnh: Kayana Szymczak/The New York Times.

Trong não người bình thường, những câu có nghĩa trong máy quét sẽ kích hoạt mạnh mẽ thùy trán và thái dương trái, trong khi những âm thanh vô nghĩa thì không.

Nghiên cứu trên tạp chí Neuropsychologia cho thấy não của bệnh nhân ẩn danh ở Connecticut đã thích nghi bằng cách đổi bên: Đối với cô ấy, những câu có nghĩa kích hoạt thùy thái dương và thùy trán bên phải.

Tuy nhiên, bộ não của tôi lại khiến mọi người ngạc nhiên.

Phân tích sơ bộ kết quả quét cho thấy ngay cả khi không có thùy thái dương trái, tôi vẫn xử lý các câu bằng bán cầu não trái của mình.

Tiến sĩ Fedorenko nói: “Tôi đã nghĩ rằng bất kỳ tổn thương sớm nào ở bán cầu trái đều dẫn đến sự di chuyển của hệ thống ngôn ngữ sang bán cầu phải!”.

Theo tiến sĩ Fedorenko, lý do có thể là do tổn thương của tôi chủ yếu ở phía trước bán cầu não trái, trong khi các mô phía sau vẫn đủ mạnh để phát triển hệ thống ngôn ngữ.

Trong vài năm tới, tôi sẽ bay trở lại phòng thí nghiệm để quét và kiểm tra thêm và tiến sĩ Fedorenko hy vọng sẽ tìm thêm nhiều người có bộ não khác thường tham gia vào nghiên cứu này.

Tôi vẫn nghĩ về nghiên cứu mà tôi đã tham gia khi còn nhỏ và về tất cả những đứa trẻ khác bị đột quỵ chu sinh khiến nhiều người trong số họ bị tàn tật nặng. Với lý do bí ẩn nào đó, bộ não của tôi phát triển xung quanh thùy bị mất, trong khi những người khác phải vật lộn để làm được điều đó.

Tại sao tôi không sinh ra với các vấn đề về phát triển và nhận thức? Tại sao phía bên trái của tôi lại tự định tuyến, giúp tôi phát triển khả năng ngôn ngữ phong phú thêm? Chính những câu hỏi này khiến tôi biết ơn vì đã tham gia vào nghiên cứu này và cũng là một trong những nghiên cứu viên.

Helen Santoro, ngồi ở bên trái cạnh mẹ, nghe Hope Kean thảo luận về việc quét não của cô với trợ lý nghiên cứu Niharika Jhingan, vào tháng 7. Ảnh: Kayana Szymczak/The New York Times.