Nhóm nghiên cứu tại Đại học Rockefeller, do Winrich Freiwald dẫn đầu, đã lập bản đồ một mạng các mạch thần kinh và cơ mặt phối hợp để tạo ra biểu cảm khuôn mặt. Họ ghi hoạt động não bằng fMRI khi khỉ macaque thực hiện các chuyển động mặt và đối chiếu tín hiệu từ nhiều vùng vỏ não để hiểu cách não tạo ra cử chỉ, không chỉ nhận diện chúng.
Nhóm xác định một mạng vận động mặt gồm vỏ vận động chính phía bên, vỏ tiền vận động bụng, vỏ vận động cingulate ở giữa và vỏ giác quan cơ thể chính. Để phân tích động tác cụ thể, họ kích thích ba kiểu hành vi và dùng nhiều dạng kích thích, bao gồm tương tác trực tiếp, video và các hình đại diện số do nhà thí nghiệm điều khiển:
- Đe doạ: nhìn chằm, há miệng và lộ răng.
- Mút môi: co miệng nhanh và ép tai xuống.
- Nhai: hành động có chủ ý, không mang tính xã hội.
Kết quả cho thấy cả vùng vỏ não cao hơn và thấp hơn đều tham gia vào biểu cảm cảm xúc và biểu cảm có chủ ý. Các vùng phía bên như vỏ vận động chính có động lực thần kinh biến đổi rất nhanh trong mili giây, còn vùng giữa như vỏ cingulate thể hiện động lực chậm và ổn định hơn. Phân tích liên quan đăng trên PNAS chỉ ra rằng các vùng này tạo thành một mạng cảm-biến vận động liên kết, điều chỉnh phối hợp theo chuyển động. Tác giả cho rằng quan niệm này khác với ý tưởng truyền thống về các đường dẫn riêng biệt và song song.
Các công việc tiếp theo sẽ nghiên cứu đồng thời nhận thức và biểu hiện, xác định vùng điều khiển trạng thái cảm xúc và khám phá ứng dụng lâm sàng. Các tác giả gợi ý rằng phát hiện có thể hỗ trợ phát triển giao diện não-máy và thiết bị giao tiếp tự nhiên hơn cho bệnh nhân sau chấn thương não.
Từ khó
- mạch thần kinh — chuỗi các tế bào dẫn tín hiệu trong não
- vỏ vận động chính — vùng vỏ não điều khiển chuyển động cơ bắp
- vỏ cingulate — phần vỏ não nằm ở giữa não bộvỏ vận động cingulate
- động lực — cách hoạt động của tín hiệu theo thời gianđộng lực thần kinh, động lực chậm
- biểu cảm — thể hiện cảm xúc hoặc hành vi trên mặtbiểu cảm khuôn mặt, biểu cảm cảm xúc, biểu cảm có chủ ý
- giao diện não-máy — hệ thống kết nối giữa não và thiết bị
- phối hợp — hành động đồng bộ giữa hai hay nhiều phần
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
- Các phát hiện về sự khác biệt động lực giữa vùng phía bên và vùng giữa có thể ảnh hưởng thế nào đến thiết kế giao diện não-máy? Hãy nêu hai lý do.
- Việc nghiên cứu đồng thời nhận thức và biểu hiện có thể giúp cải thiện hỗ trợ cho bệnh nhân sau chấn thương não theo những cách nào?
- Khi chuyển từ nghiên cứu trên khỉ macaque sang ứng dụng lâm sàng cho người, theo bạn có những thách thức chính nào cần giải quyết?