Là kết quả nghiên cứu được công bố trên eLife, công trình của nhóm tại University of California, Riverside mô tả một mạch não hỗ trợ khả năng từ bỏ chiến lược cũ và tiếp nhận chiến lược mới — một khía cạnh của "linh hoạt nhận thức". Nhóm tập trung vào locus coeruleus (LC), vùng nhỏ ở thân não là nguồn chính của norepinephrine, một chất tham gia vào chú ý, kích thích, học tập, phản ứng với stress và ra quyết định. Tác giả chính Hongdian Yang nói LC điều tiết việc chuyển giữa các trạng thái hành vi để não thích nghi hiệu quả hơn.
Nhóm huấn luyện chuột thực hiện nhiệm vụ đổi quy tắc: ban đầu động vật tìm phần thưởng theo kết cấu của lớp đệm, rồi quy tắc thay đổi sang dựa vào mùi. Các nhà khoa học ghi lại hoạt động hàng trăm nơ-ron ở vỏ trước trán bằng kính hiển vi cỡ nhỏ. Họ dùng phương pháp chemogenetic để ức chế LC và quan sát kết quả hành vi lẫn hoạt động thần kinh.
Khi LC bị can thiệp, chuột tiếp tục dùng chiến lược lỗi thời và cần nhiều lần thử hơn để học chuyển đổi. Thay vì đơn thuần giảm hoạt động, can thiệp làm mạng trước trán ồn hơn: nhiều nơ-ron hoạt động hơn và từng tế bào phản ứng với thông tin trộn lẫn, nên mạng kém chọn lọc. Phân tích học máy cho thấy hoạt động não không còn phản ánh rõ giai đoạn học hay dự đoán lựa chọn sắp tới, làm các mẫu hoạt động khó phân biệt hơn. Các tác giả lưu ý LC bị ảnh hưởng sớm trong suy thoái thần kinh, vì vậy phát hiện này có ý nghĩa đối với lão hóa và bệnh Alzheimer và có thể chỉ ra các mạch cần nhắm tới cho liệu pháp phục hồi tính linh hoạt nhận thức.
Hỗ trợ tài trợ từ National Institute of Neurological Disorders and Stroke và National Institute on Drug Abuse. Nguồn: UC Riverside.
Từ khó
- linh hoạt nhận thức — khả năng thay đổi chiến lược hoặc suy nghĩ
- thân não — phần dưới của não nối với tủy sống
- vỏ trước trán — vùng não phía trước liên quan ra quyết định
- đổi quy tắc — thay luật hoặc tiêu chí trong nhiệm vụ
- ức chế — làm giảm hoặc ngăn hoạt động của tế bào
- học máy — kỹ thuật máy tính học từ dữ liệu
- phục hồi — làm trở lại trạng thái hoặc chức năng cũ
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
- Theo bạn, khám phá về vai trò của LC trong linh hoạt nhận thức có thể dẫn tới loại liệu pháp phục hồi nào cho người già?
- Nghiên cứu dùng chuột và can thiệp để ức chế LC; bạn nghĩ khó khăn chính khi chuyển kết quả này sang người là gì?
- Khi mạng trước trán trở nên 'ồn hơn' và kém chọn lọc, điều đó sẽ ảnh hưởng thế nào đến khả năng ra quyết định hàng ngày?
Bài viết liên quan
Tế bào 'hub' giữ đồng hồ sinh học trong SCN
Nhóm nghiên cứu phát triển công cụ tính toán MITE để lập bản đồ giao tiếp giữa tế bào trong nhân suprachiasmatic (SCN). Họ thấy một nhóm tế bào hub là cần thiết để đồng bộ nhịp sinh học, mở đường cho can thiệp điều chỉnh thời gian sinh học.
Chuột chù thu nhỏ não và cơ quan để sống qua mùa đông
Hai nghiên cứu mới giải thích hiện tượng Dehnel ở chuột chù Sorex araneus: chúng thu nhỏ não và các cơ quan vào mùa đông để tiết kiệm năng lượng, rồi phục hồi vào mùa xuân. Nghiên cứu kết hợp giải trình tự bộ gen và dữ liệu biểu hiện gen.