Các nhà nghiên cứu phát triển những phương pháp thực nghiệm và tính toán mới để xác định vùng não hoạt động theo chu kỳ ngày–đêm ở mức chi tiết từng tế bào. Công trình, dùng mô hình chuột, được đăng trên tạp chí PLOS Biology. Nhóm kết hợp quy trình phòng thí nghiệm để gắn dấu tế bào hoạt động với phân tích toán học, cho phép theo dõi nơron và mạng lưới thần kinh theo thời gian.
Các cộng tác viên ở ba nước đóng góp các phần khác nhau. Nhóm từ University of Michigan xây dựng quy trình toán học và tính toán; các nhóm ở Nhật Bản và Thụy Sĩ phát triển công cụ thực nghiệm. Nhóm Nhật Bản do Hiroki Ueda tại RIKEN đứng đầu đã dùng kính hiển vi dạng tấm sáng để chụp ảnh 3D não chuột, còn kỹ thuật đánh dấu di truyền làm các nơron đang hoạt động phát sáng dưới kính hiển vi, giúp xác định thời điểm và vị trí hoạt động.
Kết quả cho thấy một dịch chuyển ổn định của hoạt động khắp não khi động vật trải qua chu kỳ ngày–đêm: khi chuột tỉnh, hoạt động có khuynh hướng bắt đầu ở các lớp trong, hay vùng dưới vỏ; sau đó, trong suốt ngày hoặc đêm, các trung tâm hoạt động dịch chuyển về phía vỏ não. Các tác giả mô tả hiện tượng này như một sự tổ chức lại về việc các mạng nắm quyền điều phối vào các thời điểm khác nhau.
Nghiên cứu phần nào nhằm hiểu mệt mỏi. Daniel Forger từ University of Michigan nói nhóm hy vọng phát triển dấu hiệu nhận biết khi con người đặc biệt mệt, điều có thể giúp đánh giá mức sẵn sàng cho các công việc rủi ro. Đồng thời, các tác giả lưu ý kỹ thuật chụp ảnh không thể dùng trực tiếp trên người, nhưng phương pháp tính toán có thể được tổng quát hóa; Guanhua Sun cho biết phần toán học tương đối đơn giản và có thể điều chỉnh cho dữ liệu người (EEG, PET, MRI) và cho các mô hình động vật nghiên cứu bệnh Alzheimer hay Parkinson. Konstantinos Kompotis đang hợp tác với đối tác công nghiệp để thử xem các liệu pháp ảnh hưởng thế nào đến hoạt động não. Công trình được dành tặng cho Steven Brown, đồng tác giả cao cấp đã qua đời trong một tai nạn máy bay, và nhận tài trợ từ US National Science Foundation, US Army Research Office và Human Frontier Science Program.
Từ khó
- tính toán — xử lý dữ liệu bằng phương pháp toán họctính toán mới, Quy trình toán học và tính toán
- nơron — tế bào thần kinh truyền tín hiệu trong não
- mạng lưới thần kinh — tập hợp nơron kết nối với nhau
- đánh dấu di truyền — gắn dấu trong gen để theo dõi tế bào
- dịch chuyển — sự thay đổi vị trí hoặc trạng thái theo thời gianmột dịch chuyển ổn định
- tổ chức lại — sắp xếp lại chức năng hoặc mối quan hệ
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ việc phát hiện mức mệt mỏi dựa trên dấu hiệu não sẽ ảnh hưởng thế nào đến an toàn trong các công việc rủi ro?
- Những khó khăn chính khi áp dụng phương pháp tính toán của nghiên cứu cho dữ liệu người (EEG, PET, MRI) là gì?
- Ưu và nhược điểm khi dùng mô hình chuột để hiểu hoạt động não người là gì?
Bài viết liên quan
Học trực tuyến ở Trung Quốc trong COVID-19: khác nhau theo môn và chính sách
Nghiên cứu so sánh điểm trước đại dịch và trong thời phong tỏa năm 2020 ở Trung Quốc. Kết quả khác nhau theo môn; môn định lượng cải thiện khoảng 8 đến 11 điểm, và chính sách phong tỏa ảnh hưởng tới hiệu quả học.
