|
|
Các nhà nghiên cứu ở Mỹ công bố bản đồ của một phần não chuột. Ảnh: Nature. |
Bản đồ này mô tả chi tiết mạng lưới kết nối giữa các nơron thần kinh, mở ra hiểu biết mới về chức năng và tổ chức của não bộ. Các nhà nghiên cứu tin rằng công trình này cuối cùng có thể dẫn đến các phương pháp điều trị cho những rối loạn não bộ khó chữa như Alzheimer, Parkinson và tâm thần phân liệt.
Sử dụng một mẩu não chuột nhỏ hơn hạt cát, các nhà khoa học đến từ ba viện nghiên cứu đã tạo nên một sơ đồ chi tiết các kết nối thần kinh = hệ thống dẫn truyền tín hiệu qua các nơron trong não.
Dự án này mang tên Machine Intelligence from Cortical Networks (MICrONS), cung cấp cái nhìn chưa từng có tiền lệ về chức năng và tổ chức của não bộ, từ đó có thể giải mã bí ẩn của trí tuệ.
David Markowitz - một nhà khoa học điều phối dự án - cho biết dữ liệu vừa công bố ngày 9/4 trên tạp chí Nature là "một dấu mốc lịch sử cho ngành thần kinh học, có tiềm năng cách mạng tương tự như Dự án Giải mã Bộ gene Người".
Khi bạn cho chuột xem YouTube
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học tập trung vào một phần nhỏ của não chuột gọi là vỏ não mới (neocortex) - khu vực tiếp nhận và xử lý thông tin thị giác. Đây là phần tiến hóa muộn nhất của não, tạo nên sự khác biệt giữa não bộ của động vật có vú với các loài khác, theo nhận định của nhóm nghiên cứu.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Y Baylor ở Houston (Mỹ) bắt đầu bằng cách ghi lại hoạt động não của chuột ở vùng vỏ não thị giác, có kích thước chỉ bằng hạt muối, trong khi nó xem hàng loạt video và phim YouTube.
Sau đó, nhóm tại Viện Allen ở Seattle đã cắt mảnh não này thành hơn 25.000 lát siêu mỏng, mỗi lát chỉ bằng một phần nhỏ của sợi tóc người và chụp ảnh độ phân giải cao qua kính hiển vi. Các dữ liệu này được gửi đến Đại học Princeton (New Jersey), nơi các nhà nghiên cứu sử dụng trí tuệ nhân tạo để tái dựng 3D toàn bộ cấu trúc này.
 |
| Nghiên cứu tập trung vào một phần nhỏ của não chuột gọi là vỏ não mới (neocortex). Ảnh: Reuters. |
Một phần nhỏ hơn trong số 120.000 tế bào thần kinh được tái tạo trong dự án MICrONS, với mỗi tế bào được hiển thị bằng một màu sắc ngẫu nhiên khác nhau.
Một số nhà khoa học ví công trình này như cách chúng ta hiểu về động cơ xe. "Cũng như một động cơ gồm các piston, xi-lanh và hệ thống nhiên liệu, não bộ gồm các nơron và khớp thần kinh - những điểm kết nối siêu nhỏ nơi các nơron truyền thông tin với nhau", hai nhà nghiên cứu từ Harvard viết trong một bài viết song hành với bài báo trên Nature.
Vì sao nghiên cứu này quan trọng?
Tập dữ liệu từ nghiên cứu này bao gồm 84.000 nơron, 500 triệu khớp thần kinh, và hệ thống dây thần kinh có tổng chiều dài gần bằng một lần rưỡi chiều dài của Công viên Trung tâm New York, theo các nhà sinh học phân tử Mariela Petkova và Gregor Schuhknecht.
Những phát hiện từ nghiên cứu đã dẫn đến việc nhận diện các loại tế bào mới, những đặc điểm chưa từng biết đến và phương pháp phân loại tế bào mới. Thành tựu này cũng đưa giới khoa học đến gần hơn với mục tiêu lớn hơn: lập bản đồ toàn bộ não bộ của chuột.
"Bên trong chấm nhỏ ấy là cả một kiến trúc như khu rừng tinh vi", Clay Reid, nhà điều tra cao cấp và là người tiên phong trong lĩnh vực này, cho biết. "Nó tuân theo đủ mọi quy luật kết nối mà chúng ta đã biết từ nhiều ngành của khoa học thần kinh, và trong quá trình tái dựng này, chúng ta có thể kiểm chứng lại những giả thuyết cũ cũng như tìm ra điều chưa từng thấy".
 |
| Kết quả nghiên cứu có thể giúp ích cho việc tìm hiểu các bệnh như Alzheimer, Parkinson hay tâm thần phân liệt trong tương lai. Ảnh: Reuters. |
Các nhà nghiên cứu xem sơ đồ kết nối thần kinh như một nền tảng mà trên đó các công trình tương lai có thể xây dựng, và cuối cùng có thể dùng để tìm ra phương pháp điều trị cho các bệnh như Alzheimer, Parkinson hay tâm thần phân liệt.
Họ so sánh công trình này với Dự án Giải mã Bộ gene Người, dự án đầu tiên lập bản đồ hoàn chỉnh DNA trong mỗi tế bào người. Dự án ấy đã dẫn đến những tiến bộ đột phá trong việc phát hiện thuốc, điều trị bệnh, sàng lọc gene và mở đường cho liệu pháp gene trong điều trị một số loại ung thư.
Với bản đồ chức năng của não bộ, các nhà nghiên cứu cho biết họ đã có trong tay khả năng hiểu rõ hình thái và chức năng của não, từ đó mở ra con đường mới để nghiên cứu trí tuệ.
Nuno da Costa, nhà nghiên cứu tại Viện Allen, mô tả dữ liệu mà họ thu được như một “bản đồ Google” của một phần vỏ não thị giác.
"Nếu bạn có một chiếc radio bị hỏng và bạn có sơ đồ mạch điện của nó, bạn sẽ có cơ hội tốt hơn để sửa nó. Trong tương lai, chúng ta có thể dùng bản đồ này để so sánh cấu trúc thần kinh giữa một con chuột khỏe mạnh và một mô hình chuột mắc bệnh", ông nhận định.
Cẩm nang 'sống sót' nơi công sở
Trong MENTOR - Từ sinh viên chất đến nhân sự chiến, tác giả Lê Công Minh chia sẻ trải nghiệm vượt qua và học hỏi từ thất bại: Từ nam sinh thi trượt đại học đến giám đốc truyền thông kỹ thuật số, nhân viên Big 4 kiểm toán, sáng lập trung tâm tiếng Anh… Đây là nơi những bạn trẻ "lênh đênh" chốn công sở dễ tìm thấy mình và học hỏi để vươn lên trên con đường sự nghiệp.
