Vỏ não

MODULE 3.3 Bộ não và hành vi Brain and Behavior

Khi nghiên cứu về não, bạn rất dễ sa vào việc ghi nhớ tên và chức năng của các vùng não. Trước khi đi sâu vào tất cả những thông tin đó, chúng ta hãy bắt đầu với hai điểm quan trọng cần nhớ.

Đầu tiên là: bạn sử dụng tất cả bộ não của mình. Bạn có thể đã nghe rằng “có người nói” chúng ta mới chỉ sử dụng 10% bộ não của mình. Không ai chắc chắn ý tưởng này bắt nguồn từ đâu, nhưng mọi người đã nói về nó với nhau trong ít nhất một thế kỷ. Nó có nghĩa là gì? Có thể tin rằng bạn có thể mất 90% bộ não mà vẫn làm tốt được như hiện tại không? Có lẽ là không. Một số người nói, “Chắc chắn chúng ta có thể làm được nhiều hơn thế với bộ não của mình!” Vâng, có thể, nhưng điều đó không liên quan gì đến việc sử dụng 10 phần trăm. Một vận động viên mà kém sử dụng tất cả các cơ của mình, chỉ là anh ta không khéo léo. Tương tự như vậy, một người sử dụng bộ não kém thì vẫn sử dụng tất cả chúng. Một ý kiến ​​ít vô lý hơn một chút là tại bất kỳ thời điểm nào, một số vùng não hoạt động nhiều hơn bình thường và những vùng khác ít hoạt động hơn. Điều đó đúng, nhưng thật sai lầm khi cho rằng bạn sẽ thông minh hơn nếu bạn tăng cường hoạt động cho toàn bộ bộ não của mình. Sự co lại đồng thời của mọi cơ trong cơ thể sẽ không mang lại cho bạn hiệu suất thể thao tuyệt vời; nó sẽ làm cho bạn co thắt. Tương tự, việc kích hoạt đồng thời mọi tế bào thần kinh sẽ không mang lại cho bạn những suy nghĩ tuyệt vời; nó sẽ khiến bạn bị co giật. Hoạt động hiệu quả của não đòi hỏi một mô hình kích hoạt một số tế bào thần kinh này trong khi ức chế các tế bào thần kinh khác, và sự ức chế cũng quan trọng như sự kích thích.

Điểm thứ hai cần nhớ là khái niệm nhất nguyên, ý tưởng rằng hoạt động trí óc và hoạt động não bộ không thể tách rời. Tôi (tác giả sách của bạn) nhớ khi còn là một tân sinh viên đại học, coi tâm trí và bộ não của tôi tách rời nhau. Và sau đó tôi biết được rằng gần như tất cả các nhà khoa học và triết học đều phản bác ý kiến ​​đó. Ít nhất bạn nên biết không coi thuyết nhị nguyên là đương nhiên, và module này sẽ thảo luận một số bằng chứng chống lại thuyết nhị nguyên: Nếu bạn mất một phần não, bạn sẽ mất một phần trí óc. Theo như chúng tôi có thể nói, bạn không thể có hoạt động trí óc mà không có hoạt động não, và bạn không thể có một số loại hoạt động não nếu không có hoạt động trí óc. Theo thuyết nhất nguyên, hoạt động tâm thần là hoạt động của não bộ.

Hệ thần kinh trung ương, bao gồm não và tủy sống, giao tiếp với phần còn lại của cơ thể bằng hệ thống thần kinh ngoại vi, bao gồm các dây thần kinh kết nối tủy sống với phần còn lại của cơ thể. Trong hệ  thần kinh ngoại vi, chúng ta phân biệt hệ thần kinh soma, kết nối với da và cơ, và hệ thần kinh tự động kết nối với tim, dạ dày và các cơ quan khác. Các dây thần kinh cảm giác hình thành từ các vùng cơ thể khác đến tủy sống, và các dây thần kinh vận động lấy thông tin từ tủy sống đến các cơ, nơi chúng gây ra các cơn co thắt. ▼ Hình 3.13 tóm tắt các bộ phận chính của hệ thần kinh.

Vỏ não The Cerebral Cortex

Bộ não động vật có xương sống bao gồm 3 phần chính: não sau, não giữa và não trước. Ở cá, động vật lưỡng cư, bò sát, và chim, não giữa chiếm phần lớn của não. Ở động vật có vú bao gồm loài người, não trước là phần chiếm diện tích lớn nhất. Nó bao gồm 2 bán cầu não (hemisphere): nửa trái và phải của não trước(Xem hình 3.14). Mỗi bán cầu não điều khiển cảm giác và vận động của bên cơ thể ngược lại. (Tại sao lại kiểm soát bên đối diện mà không kiểm soát cùng bên của chính nó? Không ai biết, nhưng điều này cũng đúng với mọi loài động vật có xương sống và một số loài động vật không xương sống. Chúng ta cân nhắc sự khác biệt giữa bán cầu não trái và phải ở phần sau của module này. Lớp vỏ bên ngoài của não trước, được gọi là vỏ não (cerebral cortex), là điều nổi bật của loài người.

Thùy chẩm của vỏ não The Occipital Lobe of the Cortex

Các nhà nghiên cứu mô tả vỏ não bao gồm 4 thùy: chẩm, đỉnh, thái dương và trán (occipital, parietal, temporal, and frontal) như trong hình 3.15. Thùy chẩm, ở phía sau đầu, chuyên dùng cho thị lực. Những người với tổn thương ở vùng thùy chẩm sẽ bị mù vỏ não (ortical blindness). Mù vỏ não khác với mù thông thường do tổn thương mắt. Một số người đã từng có thị lực bình thường, sau đó chịu tổn thương mắt có thể tưởng tưởng những khung cảnh trực quan và tiếp tục (nhiều năm sau hoặc vĩnh viễn) có những giấc mơ trực quan. Người bị mù vỏ não không có hình ảnh trực quan, cho dù trong giấc mơ. Tuy nhiên, đôi mắt còn nguyên vẹn tiếp tục gửi thông điệp cho những vùng khác của não, bao gồm vùng kiểm soát thức và ngủ. Vì thế, người mù vỏ não tiếp tục cảm giác tỉnh táo vào ban ngày và buồn ngủ vào ban đêm.

Một vài (không phải tất cả) người mù vỏ não trải nghiệm “thị lực mù”(blindsight), khả năng chỉ ra hoặc nhận ra phương hướng tới một kích thích thị giác, mà không có bất kì nhận thức có ý thức nào về việc nhìn thấy gì cả (Weiskrantz, Warrington, Sanders, & Marshall, 1974; Striemer, Chapman, & Goodale, 2009). Một vài người có thể chỉ ra màu sắc, phương hướng chuyển động hay gần chính xác hình dạng, đồng thời khẳng định rằng họ chỉ đoán. Một vài người thì phản ứng lại với những biểu cảm cảm xúc của khuôn mặt mà họ không nhìn thấy một cách có ý thức (Radoeva, Prasad, Brainard, & Aguirre, 2008). Some respond to the emotional expression of a face that they do not see consciously (Gonzalez Andino, de Peralta Menendez, Khateb, Landis, & Pegna, 2009; Tamietto et al., 2009)

Cách giải thích là gì? Trong 1 số trường hợp, những đảo nhỏ của mô khỏe mạnh vẫn còn trong phần vỏ não thị giác bị tổn thương, đủ lớn cho một số chức năng nhất định, nhưng không đủ cho nhận thức có ý thức. Thêm nữa, vài vùng bên ngoài của phần chính vỏ não thị giác  tiếp tục nhận thông tin hình ảnh – một lần nữa, đủ để kiểm soát 1 số chức năng nhưng không đủ cho nhận thức có ý thức. “Thị lực mù” chứng tỏ rằng nhiều chức năng xảy ra mà không có ý thức. Nó cũng cung cấp ví dụ về 1 trong nhiều cách mà làm tổn thương não bộ có thể làm thay đổi trải nghiệm.

Thùy thái dương của vỏ não The Temporal Lobe of the Cortex

Thùy thái dương của mỗi bán cầu não, nằm ở 2 bên trái và phải của đầu, là phần chính cho thính giác và một số phần của thị giác. Người tổn thương phần thính giác của thùy thái dương không bị điếc, nhưng họ bị suy giảm khả năng nhận biết các chuỗi âm thanh, như trong âm nhạc hay lời nói. Thùy thái dương cũng quan trọng cho cảm nhận bằng ngón tay và phát hiện mức độ rung. Tất nhiên, thính giác cũng là cảm nhận về rung động (của sóng âm thanh trong không khí)

Khả năng hiểu ngôn ngữ phụ thuộc một phần vào thùy thái dương, đa phần là bên trái thùy thái dương. Người bị tổn thương vùng này có vấn đề trong hiểu lời nói và nhớ tên đồ vật. Lời nói của họ trở nên khó hiểu, do đúng ngữ pháp nhưng thiếu hầu hết các danh từ.

Ở những phần khác của thùy thái dương, tổn thương làm giảm thị lực. Một vùng ở thùy thái dương, gọi là hồi hình thoi (fusiform gyrus), phản hồi chủ yếu với việc nhìn các khuôn mặt. Người tổn thương vùng này không còn khả năng nhận ra các khuôn mặt, mặc dù họ nhìn rõ những khía cạnh khác và nhận ra mọi người qua giọng nói. Họ có thể mô tả đặc điểm của gương mặt, như là người đó có mặt tròn, tóc nâu ngắn… nhưng không dễ để nhận ra người đó. Bạn có thể trải nghiệm khó khăn tương tự vậy nếu bạn nhìn thoáng qua hoặc lộn ngược gương mặt.

Giữa những người khỏe mạnh, sự phát triển của hồi hình thoi và các liên kết của hồi hình thoi, khác nhau tùy từng người. Những người với những  liên kết  đến và liên kết đi dày đặc của hồi hình thoi, học cách nhận diện khuôn mặt dễ dàng, và thậm chí có thể nhận ra ai đó họ gặp chỉ 1 lần từ nhiều năm trước. Những người mà có ít kết nối của hồi hình thoi so với trung bình gặp khó khăn trong nhận diện khuôn mặt, kể cả với những người quen. Oliver Sacks, một nhà thần kinh học nổi tiếng cũng gặp vấn đề này. Ông ấy gặp vấn đề khi nhận diện cả những người họ hàng và bạn thân nhất và đôi khi nhìn chính mình trong gương và nghĩ mình đang nhìn 1 người đàn ông có râu nào đó. Vì thế, nếu bạn gặp nhiều khó khăn trong nhận diện khuôn mặt, đó không phải là bạn chưa cố gắng đủ. Lời giải thích có thể liên quan đến giải phẫu não của bạn.

Những người với tổn thương ở những phần khác của thùy thái dương bị mù chuyển động (motion blind): Mặc dù họ nhìn thấy kích thước, hình dạng và màu của vật thể, nhưng họ không theo dõi được tốc độ hay phương hướng của chuyển động. Họ nhận ra rằng 1 ng nào đó từng ở 1 vị trí, nay ở vị trí khác, và suy đoán vì thể chắc hẳn họ đã di chuyển, nhưng họ không nhìn thấy chuyển động theo từng khoảnh khắc. Đi qua đường rất nguy hiểm, bởi vì ô tô dường như đứng yên. Rót cà phê cũng khó khăn, vì họ không theo dõi được mức đầy lên của cà phê.

Thật khó để tưởng tượng là có thể nhìn mà không nhận thức được chuyển động, nhưng sau đây là 1 ví dụ nhỏ về trải nghiệm đó. Nhìn vào bản thân ở gương và tập trung vào mắt trái. Sau đó chuyển trọng tâm sang mắt phải. Bạn có thấy mắt của bạn di chuyển trong gương không? Mọi người đồng tình rằng họ không thấy mắt họ di chuyển.

Bạn nói: chờ đã, sự di chuyển trong gương quá nhanh và quá ngắn để nhận thấy. Sai. Hãy gọi ai đó nhìn vào mắt trái của bạn, và sau đó chuyển sang nhìn vào mắt phải của bạn. Bạn có nhìn thấy sự di chuyển trong mắt của người kia. Bạn nhìn thấy mắt người khác di chuyển, nhưng không nhìn thấy mắt của chính mình di chuyển trong gương.

Tại sao không? Trong chuyển động mắt tự nguyện, gọi là saccades, và trên thực tế bắt đầu từ 75 mili giây trước chuyển động này, não của bạn ngăn chặn hoạt động trong phần thùy thái dương chịu trách nhiệm cho nhận thức chuyển động. Tức là bạn trở nên mù vận động tạm thời. Bây giờ hãy tưởng tượng sẽ thế nào khi ở tình trạng này mọi lúc.

Những phần khác của thùy thái dương rất quan trọng cho khía cạnh cảm xúc. Hạch hạnh nhân (amygdala), hình 3.16, một cấu trúc trong thùy thái dương, phản hồi mạnh mẽ với các tình huống cảm xúc. Người bị tổn thương hạch hạnh nhân trở nên chậm chạp trong tiếp nhận thông tin về cảm xúc, như biểu cảm gương mặt hay mô tả tình huống cảm xúc. Ngược lại, những người có hạch hạnh nhân dễ bị kích động có xu hướng nhút nhát và sợ hãi.

Một cách đơn giản để đánh giá mức độ kích thích của hạch hạnh nhân là tạo một âm thanh lớn đột ngột và đo mức độ giật mình. Mọi người trừ người điếc đều thể hiện phản ứng giật mình, nhưng một số phản ứng mạnh hơn những người khác, và một số thì điều hòa (giảm phản ứng) nhanh hơn những người khác. Người với hạch hạnh nhân phản ứng mạnh, thường phản hồi mạnh mẽ và điều hòa chậm hơn với tiếng ồn, thể hiện cả sự lo âu. Phản ứng này có tương quan với thái độ chính trị. Người ủng hộ hành động mạnh mẽ của quân đội và cảnh sát trong việc chống lại những người có nguy cơ nguy hiểm, thường có xu hướng có hạch hạnh nhân dễ bị kích động, trong khi những người thoải mái hơn với những nguy hiểm cho thấy hạch hạnh nhân phản ứng yếu hơn. Hình 3.17 cho thấy kết quả của một nghiên cứu. Nghiên cứu này không chỉ ra  nhóm nào đúng về mặt chính trị, mà thể hiện rằng thậm chí khuynh hướng chính trị cũng liên quan đến hoạt động của bộ não.

Thùy đỉnh của vỏ não The Parietal Lobe of the Cortex

Thùy đỉnh (parietal lobe), ngay phía trước thùy chẩm, chuyên biệt cho giác quan, bao gồm chạm, đau, nhiệt độ, và nhận thức về vị trí của từng phần cơ thể trong không gian. Vỏ não xúc chạm sơ cấp (primary somatosensory cortex), một dải ở phần trước của thùy đỉnh, có các tế bào nhạy cảm với xúc giác ở nhiều phần cơ thể. Như trong hình 3.18, chú ý rằng phần lớn nhất được dành để chạm những vùng nhạy cảm nhất, ví dụ như môi và tay. Tổn thương bất kì phần nào của vỏ não somatosensory làm suy giảm cảm giác từ phần cơ thể tương ứng.

Mặc dù vỏ não xúc chạm (somatosensory cortex) đóng vai trò chính cho cảm giác chạm, chạm cũng kích hoạt những vùng khác quan trọng cho phản ứng cảm xúc. Xem xét trường hợp 1 người đã hỏng mất phần tiếp nhận đầu vào của vỏ não somatosensory. Bạn nhẹ nhàng vuốt ve cánh tay cô ấy, và cô ấy cười mà không rõ vì sao. Cô ấy có cảm nhận cảm xúc vui vẻ mặc dù không có cảm nhận về sự đụng chạm. Bạn một lần nữa lại thấy rằng tổn thưởng não gây ra rất nhiều thay đổi đặc biệt đáng ngạc nhiên trong hành vi và trải nghiệm.

Tổn thương thùy đỉnh cũng cản trở sự chú ý về không gian. Người tổn thương thùy đỉnh nhìn thấy vật đó là gì nhưng không biết nó ở đâu. Họ gặp vấn đề khi tiếp cận vật, đi quanh vật hay chuyển chú ý từ vật này sang vật khác. Khi đi lại, họ có thể mô tả họ thấy gì, nhưng họ đâm vào đồ vật thay vì đi quanh qua nó. Họ có thể mô tả đồ nội thất từ trí nhớ nhưng không rõ cách sắp xếp chúng trong ngôi nhà. Đôi khi họ gặp vấn đề trong việc tìm các bộ phận của cơ thể.

Thùy trán của vỏ não The Frontal Lobe of the Cortex

Thùy trán (frontal lobe), ở phía cực trước của bộ não, bao gồm vỏ não vận động sơ cấp (primary motor cortex), quan trọng trong kiểm soát vận động tinh, như di chuyển ngón tay hay ngọ nguậy ngón chân. Mỗi phần của vỏ não vận động chính kiểm soát một phần khác nhau của thân thể, và phần lớn hơn dành cho vùng chúng ta kiểm soát với sự chính xác, như lưỡi hay ngón tay, hơn là những phần như vai hay khuỷu tay. Phần trước của thùy trán, được gọi là vỏ não trước trán (prefrontal cortex), quan trọng cho trí nhớ ngắn hạn và kế hoạch bạn chuẩn bị làm. Vỏ não trước trán cũng quan trọng để hướng sự chú ý. Giả dụ bạn nhìn vào 1 bức tranh của 1 ngôi nhà được hồng lên các bức tranh của khuôn mặt. Đôi khi bạn được nói là cần chú ý đến ngôi nhà và đôi khi bạn chú ý đến khuôn mặt. Vỏ não trán trước tạo điều kiện cho hoạt động của phần thùy thái dương chú ý đến khuôn mặt, hoặc phần chú ý đến ngôi nhà.

Vỏ não trước trán (prefrontal cortex) cũng tham gia chính vào việc ra quyết định, đặc biệt là việc bỏ qua sự thoải mái ở hiện tại để đạt được sự hài lòng lớn hơn sau đó. Giả định bạn có lựa chọn giữa đi xem phim tối nay và hoàn thành bài tập đến hạn vào ngày mai, bài tập này sẽ ảnh hưởng lớn đến điểm tổng kết cuối kì. Quyết định này phụ thuộc vào vỏ não trán trước của bạn. Người bị suy giảm vỏ não trán trước thường ra quyết định bốc đồng, bởi vì họ gặp vấn đề trong việc tưởng tượng mình sẽ cảm thấy tốt thế nào sau khi thấy kết quả hoặc cảm thấy tệ, tội lỗi thế nào sau đó. Thông thường, những người dễ phân tâm và những người có xu hướng ra quyết định bốc đồng thường phản ứng yếu ở phần vỏ não trước trán.

Từ cuối những năm 1990, các nhà tâm lý học trở nên hào hứng với neuron phản chiếu (mirror neurons), được tìm thấy ở vài vùng não nhưng đặc biệt ở vùng vỏ não trán trước. Neuron phản chiếu hoạt động khi bạn chuyển động, và khi bạn nhìn ai đó có chuyển động tương tự. Ví dụ, một số neuron ở thùy trán trước hoạt động khi bạn cười hay khi bạn nhìn thấy ai đó cười. Có phải neuron phản chiếu làm bạn có khả năng bắt chước hành động của người khác? Có phải neuron phản chiếu giúp bạn đồng cảm với người khác và hiểu họ hơn? Bạn có thể thấy cách các nhà tâm lý học sẽ suy đoán những rơ ron phản chiếu này là nền tảng cho nền văn minh nhân loại.

Tuy nhiên, trước khi chúng ta suy đoán quá xa, các nhà nghiên cứu cần chỉ ra 1 số câu hỏi quan trọng. Cụ thể, có phải chúng ta sinh ra với những neuron phản chiếu giúp chúng ta học cách bắt chước người khác? Hay chúng ta học cách bắt chước người khác, và trong quá trình đó phát triển neuron phản chiếu? Đó là, có lẽ sau khi ta học được sự tương đồng giữa cái ta nhìn thấy và cái ta có thể làm, thấy ai đó làm điều gì đó gợi cho chúng ta về khả năng của chính mình có thể làm điều tương tự, và vì thế kích hoạt những neuron chịu trách nhiệm cho những hành động đó.

Chúng ta có vài loại neuron phản chiếu. Đôi khi trẻ sơ sinh bắt chước vài chuyển động khuôn mặt như ở hình 3.19. Kết quả đó ngụ ý rằng neuron phản chiếu tích hợp sẵn (built-in mirror neurons), kết nối quan sát 1 chuyển động với bản thân chuyển động. Tuy nhiên, các neuron phản chiếu khác phát triển đặc tính của chúng qua học tập. Ví dụ, một vũ công chuyên nghiệp cho thấy hoạt động ở phần não nhất định khi họ biểu diễn những bài được tập luyện kĩ hoặc khi họ xem những người khác cũng biểu diễn bài đó. Họ không thể hiện những hoạt động bộ não đó khi họ xem những bài diễn mà họ không thể hiện.

Nếu bạn thường xuyên nhìn người khác di chuyển ngón tay út mỗi khi bạn di chuyển ngón tay trỏ, tế bào nhất định trong vỏ não trán trước sẽ phản ứng mỗi khi bạn di chuyển ngón tay trỏ hoặc nhìn thấy người khác di chuyển ngón tay út. Nói cách khác, ít nhất một vài, có thể là nhiều, neuron phát triển chất lượng phản chiếu (hoặc trong trường hợp trên là chất lượng của sự đối lập) bằng cách học tập.

.Source: Kalat, J. W. (2017). Introduction to psychology (11ed). Boston, MA: Cengage Learning.