Khám Phá Mã Thần Kinh Mới Trong Hồi Hải Mã Giúp Đo Lường Khoảng Cách Đã Đi

Các nhà khoa học vừa phát hiện ra một cơ chế trước đây chưa được nhận diện mà bộ não sử dụng để theo dõi quãng đường đã di chuyển. Cơ chế này dựa trên sự thay đổi dần dần trong hoạt động điện của các tế bào thần kinh. Quá trình này, được gọi là tích hợp đường đi, đóng vai trò cực kỳ quan trọng, bởi vì sự gián đoạn của nó thường xuất hiện ở giai đoạn sớm của các tình trạng như bệnh Alzheimer, gây ra tình trạng mất phương hướng cho bệnh nhân.

Đội ngũ nghiên cứu đến từ Viện Khoa học Thần kinh Max Planck ở Florida (MPFI), tọa lạc tại Jupiter, Florida, đã tiến hành các thí nghiệm quan trọng. Họ huấn luyện chuột trong một môi trường ảo không có các dấu hiệu định hướng bên ngoài. Điều này buộc những con vật phải hoàn toàn dựa vào cảm giác vận động của chính chúng để ước tính chính xác quãng đường đã đi qua. Nghiên cứu này, với sự tham gia của nghiên cứu sinh Rafael Heldmann và tác giả chính, trưởng nhóm nghiên cứu Xuě Wang, đã ghi lại tín hiệu điện từ hàng ngàn tế bào thần kinh trong vùng hồi hải mã – một khu vực não bộ nổi tiếng với sự hiện diện của các “tế bào vị trí”.

Phân tích dữ liệu cho thấy phần lớn các tế bào thần kinh không mã hóa một vị trí hay thời điểm cụ thể nào. Thay vào đó, chúng thể hiện một trong hai mô hình hoạt động tăng dần đối lập, có liên hệ trực tiếp với quãng đường đã di chuyển. Một nhóm tế bào thần kinh bắt đầu với tần suất phát xung điện cao, sau đó giảm dần một cách êm ả khi con chuột di chuyển. Trong khi đó, một nhóm khác lại thể hiện động lực ngược lại, hoạt động tăng dần theo sự gia tăng của quãng đường đi được. Hai loại hoạt động tăng dần này kết hợp tạo thành một mã hai pha: sự thay đổi ban đầu nhanh chóng báo hiệu điểm bắt đầu chuyển động, tiếp theo là độ dốc chậm hơn có chức năng đếm tổng quãng đường đã đi.

Tầm quan trọng của cơ chế này đã được chứng minh rõ ràng khi các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp quang di truyền để làm gián đoạn hoạt động của các mạch thần kinh này. Kết quả là khả năng đánh giá chính xác khoảng cách của chuột bị trục trặc. Công trình công bố vào cuối năm 2025 đã làm sáng tỏ các thành phần tế bào cụ thể: các tế bào thần kinh đệm biểu hiện somatostatin (SST) tác động lên nhóm tế bào thần kinh tăng dần thứ nhất, còn các tế bào thần kinh đệm biểu hiện parvalbumin (PV) điều chỉnh nhóm thứ hai.

Việc thấu hiểu các cơ chế nền tảng của sự điều hướng không gian mang ý nghĩa cơ bản, bởi vì sự suy giảm chức năng tích hợp đường đi thường là một trong những dấu hiệu sớm nhất của bệnh Alzheimer. Viện Max Planck ở Florida, đơn vị đầu tiên và duy nhất của Hội Max Planck tại Bắc Mỹ, tiếp tục nghiên cứu sâu về cấu trúc và chức năng của các mạch thần kinh này. Những nỗ lực trong tương lai của nhóm nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tìm hiểu chi tiết cách thức tạo ra các mô hình tăng dần này, điều này có thể mang lại lời giải thích toàn diện hơn về quá trình chuyển đổi trải nghiệm tức thời thành ký ức bền vững.