Nghiên cứu Mới: Hồi Hải Mã Dự Đoán Tương Lai Dựa Trên Sai Số Thực Tế

Một nghiên cứu mới đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về chức năng nhận thức của bộ não, đặc biệt tập trung vào vai trò của hồi hải mã. Phát hiện này cho thấy hệ thống trí nhớ, vốn tập trung tại hồi hải mã, hoạt động chủ yếu như một cơ chế dự báo các sự kiện sắp xảy ra, thay vì chỉ đơn thuần là nơi lưu trữ kinh nghiệm đã qua. Quan điểm này có ý nghĩa quan trọng đối với việc giải mã các chức năng nhận thức phức tạp và phát triển liệu pháp điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh.

Cốt lõi của khám phá này là mô hình nội tại của thế giới trong não bộ được liên tục tinh chỉnh dựa trên sai số dự đoán—sự khác biệt giữa điều được kỳ vọng và thực tế diễn ra. Tiến sĩ Mark Brandon, nhà khoa học thần kinh chủ trì công trình, cùng các cộng sự tại Phòng thí nghiệm Brandon thuộc Đại học McGill và Đại học Harvard, đã chứng minh rằng mô hình này không tĩnh tại mà được cập nhật thông qua việc học hỏi từ những sai sót. Trong đời sống, điều này thể hiện qua những điều chỉnh nhỏ, ví dụ như việc điều chỉnh cách bước qua một vật cản sau lần vấp ngã đầu tiên.

Để quan sát cơ chế này trong thời gian thực, nhóm nghiên cứu đã áp dụng các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến để theo dõi hoạt động của các tế bào thần kinh trong hồi hải mã ở chuột trong các nhiệm vụ học tập dựa trên phần thưởng. Ban đầu, hoạt động thần kinh đỉnh điểm trùng khớp với thời điểm nhận phần thưởng. Tuy nhiên, theo thời gian, đỉnh hoạt động này đã dịch chuyển sớm hơn, xuất hiện ngay cả trước khi con vật đạt được mục tiêu. Sự dịch chuyển về mặt thời gian này là bằng chứng cho thấy các tế bào thần kinh bắt đầu kích hoạt tại thời điểm não bộ dự đoán kết quả, khẳng định vai trò chuẩn bị cho những gì sắp tới.

Phát hiện này cung cấp cơ sở thần kinh có thể quan sát được cho các quá trình trước đây chủ yếu được hiểu qua các khái niệm tâm lý học như điều kiện hóa đáp ứng kiểu Pavlov. Việc học tập dựa trên phần thưởng chuyển từ một khái niệm trừu tượng sang một cơ chế hữu hình, liên quan đến sự dẻo dai khớp thần kinh và sự tái tổ chức hoạt động thần kinh theo thời gian. Nhóm nghiên cứu của Brandon là một trong những đơn vị tiên phong tại Canada sử dụng công nghệ hình ảnh canxi in vivo để theo dõi các tế bào trong khoảng thời gian dài, vượt qua giới hạn của các phương pháp điện cực truyền thống.

Sự thay đổi trong hoạt động thần kinh này có ý nghĩa lâm sàng đáng kể, đặc biệt đối với các rối loạn thoái hóa thần kinh như bệnh Alzheimer, vốn ảnh hưởng nặng nề đến hồi hải mã. Trong bệnh Alzheimer, vấn đề có thể không chỉ là quên đi quá khứ, mà là mất đi khả năng học hỏi từ kinh nghiệm và dự đoán các kết quả. Ước tính tại Hoa Kỳ, khoảng 11% người từ 65 tuổi trở lên mắc bệnh Alzheimer, và tỷ lệ này tăng lên 33% ở nhóm tuổi từ 85 trở lên. Việc làm sáng tỏ cơ chế dẻo dai thần kinh này mở ra hướng đi mới cho các liệu pháp tập trung vào việc phục hồi khả năng của não bộ trong việc cập nhật mô hình thế giới và giảm thiểu các lỗi dự đoán.

Tiến sĩ Mark Brandon, hiện là Phó Giáo sư Tâm thần học tại McGill và là nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Douglas, đã củng cố khái niệm về trí nhớ như một cơ chế thiết yếu để điều hướng tương lai. Việc hiểu rõ hơn về cách thức bộ não dự đoán có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về các triệu chứng sớm của Alzheimer, bao gồm khó khăn trong định hướng không gian và suy giảm khả năng lập kế hoạch. Nghiên cứu nhấn mạnh rằng hồi hải mã, một phần của hệ viền, không chỉ củng cố trí nhớ ngắn hạn thành dài hạn và trí nhớ không gian mà còn tham gia vào việc xử lý cảm xúc. Việc phục hồi chức năng dự đoán này có thể là mục tiêu trị liệu quan trọng, giúp bệnh nhân duy trì khả năng tương tác và thích ứng với môi trường thay đổi.