Ký ức không nằm ở một chỗ duy nhất trong não. Một kỷ niệm được chia ra và lưu rải rác ở nhiều vùng: hình ảnh ở vùng thị giác, âm thanh ở vùng thính giác, cảm xúc có sự tham gia của hạch hạnh nhân, còn hồi hải mã đóng vai "người đánh mục lục" nối các mảnh lại. Kỹ năng và thói quen lại dựa nhiều vào tiểu não và hạch nền. Mỗi lần nhớ, não dựng lại kỷ niệm từ những mảnh rời đó.
Cuộc săn tìm "ổ cứng" kéo dài một thế kỷ
Đầu thế kỷ 20, nhà khoa học Đức Richard Semon đặt ra chữ "engram" để gọi dấu vết vật chất của một ký ức trong não. Từ đó, câu hỏi "engram nằm ở đâu" trở thành một trong những câu hỏi lớn nhất của khoa học thần kinh.
Karl Lashley và những con chuột trong mê cung
Nhà tâm lý học Mỹ Karl Lashley dành khoảng ba thập kỷ cố tìm engram. Ông dạy chuột chạy mê cung, rồi cắt bỏ những phần khác nhau của vỏ não và xem chúng còn nhớ đường không. Kết quả làm ông bối rối: không có một mảnh vỏ não nào mà cắt đi thì ký ức biến mất hoàn toàn. Mức độ quên phụ thuộc vào lượng vỏ não bị cắt nhiều hơn là vị trí.
Năm 1950, trong bài viết tổng kết nổi tiếng "Đi tìm engram", Lashley đùa rằng xem lại các bằng chứng, ông gần như phải kết luận rằng việc học là không thể xảy ra. Ý thật của ông là: ký ức không nằm ở một điểm, mà phân tán rộng.
Ngày nay, giới nghiên cứu cho rằng Lashley đúng một phần. Ký ức quả thật phân tán, nhưng không phải "đâu cũng như nhau". Một phần lý do ông không tìm ra là ông chỉ cắt vỏ não, trong khi những cấu trúc then chốt như hồi hải mã nằm sâu bên dưới.
Wilder Penfield và những ký ức "bật" lên khi kích điện
Cùng thời gian đó ở Montreal, bác sĩ phẫu thuật thần kinh Wilder Penfield mổ não cho người bệnh động kinh khi họ còn tỉnh, kích thích điện nhẹ lên bề mặt não để tìm vùng an toàn trước khi cắt. Một số ít bệnh nhân, khi bị kích ở thuỳ thái dương, kể rằng họ nghe thấy một bài hát, thấy lại một cảnh quen. Thoạt đầu, điều này được hiểu như bằng chứng ký ức được lưu nguyên vẹn ở từng điểm.
Về sau, nhiều nhà nghiên cứu thận trọng hơn: các trải nghiệm đó chỉ xảy ra ở một tỷ lệ nhỏ bệnh nhân, thường mơ hồ, giống giấc mơ, và khó kiểm chứng là ký ức thật hay sản phẩm dựng lên. Chúng không chứng minh được "mọi trải nghiệm đều được ghi lại nguyên vẹn" như một số sách phổ thông từng viết.
Một kỷ niệm, nhiều vùng não
Hãy lấy một ký ức cụ thể: buổi chiều cùng bạn thân ăn bánh tráng nướng ở Đà Lạt. Khi bạn nhớ lại, những mảnh sau được gọi về từ nhiều nơi:
| Mảnh của ký ức | Vùng não tham gia nhiều |
|---|---|
| Hình ảnh: con dốc, ánh đèn, khuôn mặt bạn | Vỏ não thị giác ở thuỳ chẩm và các vùng thị giác cao hơn ở thuỳ thái dương |
| Âm thanh: tiếng xèo xèo trên than, tiếng cười | Vỏ não thính giác ở thuỳ thái dương |
| Mùi và vị: mùi hành phi, vị trứng cút | Vùng khứu giác và vỏ não vị giác |
| Cảm xúc: vui, ấm áp giữa trời lạnh | Hạch hạnh nhân và các vùng liên quan cảm xúc |
| Bối cảnh: ở đâu, khi nào, ai đi cùng | Hồi hải mã và các vùng thái dương trong |
| Ý nghĩa: "Đà Lạt", "bánh tráng nướng" là gì | Vỏ não thái dương, nhất là phần trước |
| Sắp xếp, đánh giá, chọn kể gì | Vỏ não trước trán |
Không có ô nào chứa trọn "buổi chiều ở Đà Lạt". Kỷ niệm là một mạng lưới, và hồi hải mã nắm sợi dây nối các mảnh, nhất là khi ký ức còn mới.
Mỗi loại trí nhớ, một mạng lưới chủ đạo
- Trí nhớ sự kiện mới: cần hồi hải mã và vùng thái dương trong để ghi và nối các mảnh.
- Kiến thức chung lâu năm: dần dần dựa nhiều vào vỏ não, ít phụ thuộc hồi hải mã hơn.
- Kỹ năng vận động, thói quen: tiểu não, hạch nền, vỏ vận động.
- Phản ứng sợ hãi học được: hạch hạnh nhân đóng vai trò lớn.
- Trí nhớ làm việc: vỏ não trước trán phối hợp với các vùng phía sau.
Bằng chứng cho sự phân công này đến từ cả bệnh nhân tổn thương não lẫn hình ảnh não. Chẳng hạn bệnh nhân H.M., mất phần lớn hồi hải mã hai bên, không ghi được sự kiện mới nhưng vẫn học được kỹ năng mới. Ngược lại, người bệnh Parkinson — tổn thương ảnh hưởng đến hạch nền — có thể gặp khó khi học một số thói quen, kỹ năng mới dù vẫn nhớ chuyện.
Vì sao não không dùng một "ổ cứng"
Lưu phân tán có những lợi thế mà một ổ cứng không có:
- Chịu hỏng tốt: mất vài tế bào không làm mất cả một ký ức, vì nó được giữ bởi rất nhiều kết nối.
- Tái sử dụng: cùng một vùng xử lý "mùi hành phi" có thể góp vào hàng nghìn ký ức khác nhau, không cần lưu riêng từng bản.
- Tìm lại từ nhiều ngả: chỉ cần một mảnh — một mùi, một bài hát — là có thể kéo cả kỷ niệm về.
- Khái quát hoá: những mảnh chung giữa nhiều trải nghiệm dần trở thành kiến thức chung.
Cái giá phải trả là ký ức không chính xác như bản ghi: khi dựng lại, các mảnh có thể lẫn với mảnh của ký ức khác, và chi tiết bị lấp bằng những gì "hợp lý".
Từ vùng não đến từng nhóm tế bào
Từ cuối thế kỷ 20, câu hỏi "ký ức ở đâu" đi xuống một tầng nhỏ hơn: ở cấp tế bào và kết nối. Các nhà khoa học phát hiện việc học làm thay đổi sức mạnh của các synapse — chỗ tiếp nối giữa hai nơ-ron — và tìm ra những nhóm tế bào cụ thể hoạt động khi học và được kích hoạt lại khi nhớ. Những thí nghiệm trên chuột từ thập niên 2010 cho thấy có thể kích hoạt nhân tạo nhóm tế bào đó để gọi ký ức lên. Nói cách khác, engram mà Semon đặt tên và Lashley tìm không thấy đã được tìm ra — nhưng dưới dạng một mạng tế bào phân tán, không phải một điểm.
Hiểu điều này để học tốt hơn
- Học qua nhiều giác quan có chừng mực: nghe giảng, nhìn sơ đồ, tự viết, tự nói lại — mỗi cách thêm một đường nối. Nhưng đừng hiểu sai thành "mỗi người chỉ hợp một kiểu học"; điều đó không có bằng chứng.
- Tạo nhiều manh mối: liên hệ kiến thức với ví dụ, câu chuyện, nơi chốn để có nhiều ngả tìm lại.
- Ôn bằng cách tự nhớ ra: mỗi lần tự dựng lại kiến thức là một lần củng cố mạng lưới.
- Chấp nhận ký ức không hoàn hảo: với thông tin quan trọng như số liệu, giấy tờ, hãy ghi chép thay vì tin vào trí nhớ.
Thử ngay
Nhắm mắt nhớ lại bữa cơm Tết gần nhất. Lần lượt "bật" từng kênh: trước hết chỉ hình ảnh, rồi chỉ âm thanh, rồi mùi vị, rồi cảm xúc. Bạn sẽ thấy mỗi kênh có độ rõ khác nhau, có kênh hiện ra rất sống động, có kênh gần như trống. Đó là dấu hiệu ký ức được lưu thành nhiều mảnh và được ghép lại khi bạn nhớ, chứ không phải mở một tệp phim.
Góc nhìn hôm nay
Từ "chẳng tìm thấy ở đâu" của Lashley đến những nhóm tế bào engram được đánh dấu trên não chuột, khoa học đã đi một chặng rất dài. Bức tranh hiện tại: ký ức là mạng lưới phân tán, có những "nút giao" quan trọng như hồi hải mã, và được dựng lại mỗi lần nhớ. Những ai muốn đọc sâu hơn có thể tìm cuốn "Đi tìm ký ức" (In Search of Memory) của Eric Kandel, hoặc các giáo trình khoa học thần kinh nhập môn ở thư viện trường y, trường đại học khoa học tự nhiên.
Câu hỏi thường gặp
Ký ức được lưu ở đâu trong não?
Ký ức được lưu phân tán ở nhiều vùng: các mảnh hình ảnh, âm thanh, cảm xúc nằm ở vùng xử lý tương ứng, còn hồi hải mã nối chúng lại thành một sự kiện. Kỹ năng và thói quen dựa nhiều vào tiểu não và hạch nền. Không có một "ổ cứng" duy nhất.
Một ký ức có bị chia ra nhiều vùng não không?
Có. Một kỷ niệm như bữa cơm Tết được ghép từ nhiều mảnh: hình ảnh dựa vào vùng thị giác, âm thanh dựa vào vùng thính giác, cảm xúc có sự tham gia của hạch hạnh nhân. Hồi hải mã giữ vai trò nối các mảnh ấy lại để khi nhớ, chúng hiện ra cùng nhau.
Karl Lashley tìm ra điều gì?
Lashley cắt các phần vỏ não của chuột đã học mê cung và thấy không có vị trí nào mà cắt đi thì ký ức mất hoàn toàn. Ông kết luận ký ức phân tán rộng. Ngày nay ta biết ông đúng một phần, nhưng ông chưa xét tới các cấu trúc sâu như hồi hải mã.
Hồi hải mã có phải nơi chứa ký ức không?
Hồi hải mã cần cho việc ghi ký ức sự kiện mới và nối các mảnh của nó, nhưng không phải kho chứa tất cả. Theo thời gian, nhiều ký ức dựa ngày càng nhiều vào vỏ não. Kỹ năng thì hầu như không cần hồi hải mã.
Kích điện vào não có làm hiện lại ký ức không?
Trong các ca mổ của Wilder Penfield, một số ít bệnh nhân kể lại những trải nghiệm giống ký ức khi bị kích thích thuỳ thái dương. Nhưng các trải nghiệm này hiếm, thường mơ hồ và không chứng minh rằng mọi điều đã trải qua được ghi lại nguyên vẹn.
