Bộ não con người là một cấu trúc phức tạp và bí ẩn. Để hiểu rõ cách nó hoạt động, các nhà khoa học đã phát triển nhiều công nghệ tiên tiến giúp ghi lại và phân tích tín hiệu não một cách chi tiết và chính xác.
Công nghệ nào giúp nghiên cứu hoạt động não?
Trong quá khứ, chúng ta chỉ có thể quan sát hành vi bên ngoài để suy đoán những gì đang diễn ra bên trong. Nhưng nhờ những tiến bộ vượt bậc của khoa học, ngày nay đã có những công nghệ hiện đại giúp chúng ta "nhìn" vào bên trong bộ não khi nó đang hoạt động. Vậy, công nghệ nào giúp nghiên cứu hoạt động não?
Câu trả lời nằm ở một loạt các công cụ chẩn đoán hình ảnh tiên tiến, cho phép các nhà khoa học theo dõi dòng máu, hoạt động điện và các thay đổi hóa học trong não, từ đó hiểu rõ hơn về cách chúng ta suy nghĩ, cảm nhận và hành động.
>>> Xem thêm tại: Khám phá cách não bộ xử lý cảm giác đau chi tiết
Chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI)
Một trong những công nghệ mạnh mẽ và phổ biến nhất trong khoa học thần kinh hiện nay là chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI).
Nguyên lý hoạt động:
Theo dõi dòng máu: fMRI hoạt động dựa trên nguyên lý đơn giản: khi một vùng não hoạt động tích cực, nó cần nhiều oxy và đường glucose hơn. Lượng máu giàu oxy sẽ chảy đến vùng đó nhiều hơn.
Phát hiện tín hiệu: Thiết bị chụp cộng hưởng từ sẽ phát hiện sự thay đổi này. Nó nhận biết sự khác biệt giữa hemoglobin (chất vận chuyển oxy trong máu) giàu oxy và hemoglobin đã nhả oxy, từ đó tạo ra một hình ảnh cho thấy những vùng nào của não đang hoạt động.
Những ứng dụng trong nghiên cứu:
Định vị chức năng: Bằng cách yêu cầu một người thực hiện một nhiệm vụ cụ thể (ví dụ: nhìn vào một bức tranh, nghe một âm thanh), các nhà khoa học có thể sử dụng fMRI để xác định vùng não nào đang được kích hoạt, từ đó định vị chức năng của từng vùng.
Nghiên cứu bệnh: fMRI cũng giúp nghiên cứu các bệnh thần kinh như Alzheimer, Parkinson hoặc tâm thần phân liệt bằng cách so sánh hoạt động não của người bệnh và người khỏe mạnh.
Nhờ chụp cộng hưởng từ chức năng, chúng ta đã có thể "nhìn thấy" suy nghĩ, cảm xúc và các quá trình nhận thức diễn ra trong não.
>>> Xem thêm tại: Tế bào nào đảm nhận truyền tín hiệu trong não?
Các công nghệ bổ trợ khác
Bên cạnh fMRI, còn nhiều công nghệ năng lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu não bộ.
EEG (Điện não đồ):
+ Hoạt động ra sao? EEG đo hoạt động điện của não bằng cách đặt các điện cực lên da đầu.
+ Ưu điểm: Có thể theo dõi hoạt động của não trong thời gian thực, rất hữu ích trong việc chẩn đoán động kinh hoặc nghiên cứu giấc ngủ.
PET (Chụp cắt lớp phát xạ positron):
+ Hoạt động ra sao? PET sử dụng một chất phóng xạ an toàn được tiêm vào cơ thể để theo dõi các quá trình trao đổi chất trong não.
+ Ưu điểm: PET có thể cung cấp thông tin về các chức năng sinh hóa của não, rất quan trọng trong việc chẩn đoán các bệnh lý như ung thư hoặc Alzheimer.
Nhờ những công nghệ hiện đại như fMRI, EEG, MEG… chúng ta đã tiến gần hơn đến việc khám phá cách não hoạt động. Đây cũng là tiền đề quan trọng cho y học thần kinh và trí tuệ nhân tạo trong tương lai.
