Lập bản đồ não người chi tiết chưa từng thấy

Hãy nhìn nhận về một quả địa cầu đang quay và những mảnh ghép các quốc gia trên đó được mô tả như những bản đồ giúp chúng ta biết được chúng ta đang ở đâu, và các quốc gia đó khác nhau. Hiện nay, các nhà thần kinh học đã lập một bản đồ tương ứng về lớp ngoài cùng của não còn gọi là vỏ não - phân chia mỗi vùng núi của bán cầu não và các nếp gấp giống như thung lũng thành 180 phần riêng biệt. Trong đó 97 vùng não chưa từng được mô tả trước đây, mặc dù có những khác biệt rõ ràng về cấu trúc, chức năng và sự kết nối giữa các vùng lân cận chúng. Bản đồ não mới được công bố ngày 20/7 trên Nature.

David Van Essen, là một nhà thần kinh học thuộc trường Y - Đại học Washington ở St Louis, Missouri, và cũng là người giám sát nghiên cứu cho biết, mỗi vùng riêng biệt trên bản đồ có chứa các tế bào với cấu trúc, chức năng và kết nối tương tự nhau. Tuy nhiên, mỗi vùng đều có sự khác nhau, cũng giống như các quốc gia khác nhau có các đường biên giới được xác định rõ ràng và những nền văn hóa độc đáo riêng.
Các nhà thần kinh học từ lâu đã tìm cách chia não thành các phần nhỏ để đánh giá tốt hơn về cách nó hoạt động như một tổng thể. Một trong những bộ não nổi tiếng nhất đã chia vỏ não thành 52 vùng được dựa trên sự sắp xếp của các tế bào trong mô. Gần đây hơn, các bản đồ đã được xây dựng theo kỹ thuật chụp cộng hưởng từ (MRI) - chẳng hạn như MRI chức năng đo lưu lượng máu để đáp ứng những nhiệm vụ khác nhau của tinh thần.

Tuy nhiên, theo Thomas Yeo, một nhà thần kinh học máy tính thuộc Đại học Quốc gia Singapore, cho đến nay hầu hết các bản đồ được dựa trên một kiểu đo duy nhất. Cách đo đó có thể mang lại cách nhìn chưa đầy đủ hoặc thậm chí sai lệch về hoạt động bên trong của não. Các bản đồ mới được dựa trên nhiều phép đo MRI, mà Yeo cho rằng "làm tăng đáng kể độ tin cậy vào những dự tính tốt nhất trong các vùng vỏ não trên cơ thể".

Phân chia và chinh phục

Để xây dựng bản đồ, một nhóm nghiên cứu do nhà thần kinh học Matthew Glasser thuộc Trường Y, Đại học Washington dẫn đầu đã sử dụng dữ liệu hình ảnh được thu thập từ 210 thanh niên khỏe mạnh tham gia vào Dự án Human Connectome, đây là một sáng kiến do chính phủ Mỹ tài trợ để lập bản đồ các kết nối cấu trúc và chức năng của não. Các thông tin bao gồm những số đo về độ dày của vỏ não; chức năng não; kết nối giữa các vùng; tổ chức địa hình của các tế bào trong mô não; và hàm lượng myelin - một chất béo làm tăng tốc truyền tín hiệu thần kinh.

Glasser tìm kiếm các vùng trong vỏ não, nơi mà ông thấy có những thay đổi đáng kể về hai hay nhiều đặc tính, và ông đã sử dụng chúng để phân định danh giới trên bản đồ. "Nếu bạn bò dọc theo bề mặt vỏ não, tại một số điểm bạn sẽ nhận được một điểm nơi mà các đặc tính bắt đầu thay đổi, và là nơi có nhiều thuộc tính độc lập thay đổi trong cùng một vị trí," ông nói.

Kỹ thuật này đã xác nhận sự tồn tại của 83 vùng não mà đã được báo cáo trước đó và xác định được 97 vùng não mới. Các nhà khoa học đã kiểm tra bản đồ của họ bằng cách tìm kiếm các vùng này trong não của 210 người bổ sung. Họ phát hiện ra rằng bản đồ này là chính xác, tuy nhiên kích thước các vùng ở mỗi người là khác nhau. Những khác biệt này có thể mở ra những cái nhìn mới về khả năng nhận thức và nguy cơ mắc bệnh của mỗi cá nhân.

Quan điểm hạn chế

Rex Jung, một nhà thần kinh học thuộc Đại học New Mexico ở Albuquerque cho rằng, trong khi trọng tâm của nghiên cứu này là tạo ra một khuôn mẫu chung, đẹp và đáng tin cậy về não, đồng thời mở ra khả năng tiếp tục khám phá điểm giao cắt duy nhất về tài năng cá nhân với khả năng về trí tuệ và sáng tạo - những thứ mà tạo ra duy nhất con người chúng ta .

Tuy nhiên, bản đồ bị giới hạn trong một số cách quan trọng. Đối với mỗi bản đồ, nó tiết lộ một chút về những nền tảng hóa sinh của bộ não - hoặc về hoạt động của các tế bào thần kinh đơn lẻ hay nhóm nhỏ.

Glasser cho biết: "Chúng tôi đang nghĩ đây như là phiên bản 1.0, điều đó không có nghĩa đó là phiên bản cuối cùng, tuy nhiên nó là một bản đồ tốt hơn nhiều so với những bản đồ mà chúng ta đã từng thấy trước đây".

Minh Trang (Theo Nature)