Nhà xuất bản Leviathan:
Không giống như người bình thường bị lạc trong bóng tối và không thể định vị được vị trí của mình, bệnh nhân bị "mất khả năng cảm nhận vị trí" không thể định vị được một số bộ phận trên cơ thể (như mũi) khi nhắm mắt (trong bóng tối). Đồng thời, anh ấy (cô ấy) không thể cảm nhận được bất kỳ sự tác động nhỏ nhất nào của thế giới bên ngoài lên cơ thể mình. Điều này thực sự rất kỳ lạ - bệnh nhân có thể điều khiển cơ thể và chân tay của mình, nhưng mạch kích thích bên ngoài lại bị gián đoạn.
Hãy tưởng tượng tình huống sau: bạn nhắm mắt lại và cố gắng đi bộ một quãng đường. Nhìn chung, mặc dù lộ trình có lệch đi nhưng phương hướng cơ bản và cảm nhận về không gian của bạn vẫn còn đó. Tuy nhiên, những người không có khả năng cảm nhận vị trí cơ thể sẽ khó có thể di chuyển và thậm chí có thể ngã xuống đất.
Người phụ nữ Pháp bị trói vào ghế tại Trung tâm Y tế Lâm sàng của Viện Y tế Quốc gia tên là Sana, 31 tuổi. Cô ấy nhỏ nhắn và có mái tóc nâu xoăn. Trước mặt cô là một chiếc bàn, xung quanh là 12 camera hồng ngoại theo dõi và ghi lại mọi hành động của cô. Bài kiểm tra sẽ sớm bắt đầu.
Trên bàn có một hình trụ với một quả bóng nhựa màu bạc ở trên. Nhiệm vụ của Sana là: đầu tiên cô ấy phải chạm vào mũi mình, sau đó chạm vào quả bóng nhựa trước mặt. Rất đơn giản, cô bé đã làm theo, đầu tiên chạm vào mũi rồi chạm vào quả bóng nhựa.
Bây giờ đến phần khó khăn.
Kỹ thuật viên phòng thí nghiệm yêu cầu Sana nhắm mắt lại, sau đó đặt ngón tay lên quả bóng nhựa, rồi di chuyển chúng trở lại mũi Sana, cuối cùng buông ra và yêu cầu Sana tiếp tục nhắm mắt và thực hiện lại hành động.
Kết quả là, vị trí của quả bóng nhựa dường như đột nhiên biến mất khỏi tâm trí Sana. Cô ấy loay hoay tìm kiếm xung quanh, vung tay liên tục từ bên này sang bên kia. Khi cô bé bắt được quả bóng nhựa, có vẻ như cô bé chỉ tình cờ đến đó. Cô ấy thậm chí còn gặp khó khăn trong việc xác định vị trí mũi trên khuôn mặt, và nhiều lần cô ấy xác định sai hoàn toàn.
“Cảm giác như bị lạc đường vậy,” Sana kể với chúng tôi thông qua một người phiên dịch. Khi nhắm mắt lại, cô không biết cơ thể mình đang ở đâu trong không gian.
Bạn cũng có thể tự mình thử xem mình có thể hoàn thành nhiệm vụ này hay không. Đặt một cốc nước trước mặt bạn và chạm vào miệng cốc vài lần khi mở mắt, sau đó thử nhắm mắt lại để xem bạn có thể tìm ra vị trí đó không. Có nhiều khả năng là bạn vẫn có thể hoàn thành nhiệm vụ này.
Khi chúng ta nhắm mắt, nhận thức của chúng ta về thế giới và cảm giác về vị trí cơ thể không biến mất; vẫn còn dấu ấn vô hình. Giác quan này được gọi là cảm giác bản thể, là khả năng nhận biết vị trí của tứ chi và cơ thể bạn trong không gian. Giống như các giác quan khác (thị giác, thính giác, v.v.), cảm giác vị trí giúp não bộ chúng ta định hướng thế giới. Các nhà khoa học đôi khi gọi nó là "giác quan thứ sáu" của chúng ta.
Cảm giác về vị trí cơ thể khác với các giác quan khác ở một khía cạnh quan trọng: nó không bao giờ có thể bị tắt, ngoại trừ trong những trường hợp rất hiếm. Dù có bịt tai, chúng ta vẫn biết sự im lặng là gì; ngay cả khi nhắm mắt, chúng ta vẫn biết bóng tối là gì.
Sana là một trong số rất ít người trên thế giới này có thể tắt được cảm giác vị trí cơ thể. Người còn lại là chị gái 36 tuổi của cô, Sawson, người cũng đã được xét nghiệm tại Viện Y tế Quốc gia vào tháng 8 năm 2019. Hóa ra cô ấy cũng không thể định vị được mũi của mình trong bóng tối.
Thorson cho biết, “Ở nhà, nếu đèn tắt khi cô đang đứng, tôi sẽ khó mà tìm được ghế để ngồi”. Cảm giác này thật khó tưởng tượng và khó diễn tả. "Giống như có người bịt mắt bạn, quay bạn lại vài lần, rồi bảo bạn đi theo một hướng nhất định. Trong vài giây đầu tiên, bạn không thể phân biệt được đông hay tây", và bạn hoàn toàn không có cảm giác về phương hướng.
Vì lý do riêng tư, tôi không thể tiết lộ họ của hai chị em này. Cả hai đều có một đặc điểm kỳ lạ khác: họ không thể cảm nhận được nhiều thứ khi chạm vào. Thorson cho biết: “Ngay cả khi tôi chạm vào quả bóng khi mắt mở, tôi cũng không thể cảm nhận được nó”.
Trong tất cả các giác quan của con người, xúc giác và cảm giác vị trí có lẽ là những giác quan mà chúng ta hiểu ít nhất. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, các nhà khoa học thần kinh đã có những bước đột phá lớn trong việc hiểu cách thức hoạt động của hai giác quan này. Điều này cũng sẽ giúp chúng tôi cung cấp giải pháp giảm đau và lắp chân tay giả tốt hơn cho người bị cụt chi. Những nghiên cứu này cũng có thể giúp chúng ta hiểu biết toàn diện hơn về ý nghĩa của việc trở thành con người và cách cơ thể trải nghiệm thế giới.
Sana, Thorson và những bệnh nhân khác có triệu chứng tương tự là đối tượng lý tưởng cho các nhà khoa học nghiên cứu về xúc giác và cảm giác bản thể. Không có vấn đề gì với cơ bắp hay não của họ, ngoại trừ một thứ nhỏ nhưng quan trọng bị thiếu: một thụ thể có kích thước phân tử hoạt động như một cánh cổng mà qua đó các lực vật lý đi vào hệ thần kinh và lên đến mức độ ý thức. Thụ thể này được gọi là "piezo2" và chỉ mới được chúng tôi phát hiện cách đây 10 năm.
Phân tử bị mất của hai chị em có thể đã khiến họ mất "mắt" của hệ thống cảm giác vị trí và khiến da họ không thể nhận biết các cảm giác chạm cụ thể.
Những bệnh nhân thiếu piezo2 cực kỳ hiếm—cho đến nay chỉ có 18 trường hợp được Trung tâm lâm sàng Viện Y tế Quốc gia và các đồng nghiệp trên toàn thế giới xác định. Hai trường hợp đầu tiên đã được công bố trên Tạp chí Y học New England năm 2016. "Hai trường hợp này có ý nghĩa quan trọng như những người mù và điếc đầu tiên được xác nhận", Alexander Chesler, nhà khoa học thần kinh tại Trung tâm Lâm sàng Viện Y tế Quốc gia, người đứng đầu nghiên cứu cùng với Sana, Thorson và những người khác, cho biết. "Dựa trên những gì chúng tôi biết về phân tử piezo2 tại thời điểm đó, chúng tôi nghĩ rằng những bệnh nhân này không có cảm giác xúc giác."
(www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1602812)
Những người mắc chứng bệnh này gặp khó khăn trong việc kiểm soát cơ thể, đặc biệt là khi tầm nhìn bị che khuất. Hơn nữa, triệu chứng của những căn bệnh di truyền hiếm gặp này thường bị chẩn đoán sai hoặc không được chẩn đoán trong nhiều năm.
Thông qua việc nghiên cứu những trường hợp này, các nhà khoa học thần kinh đã có thể khám phá các chức năng cơ bản của hệ thống cảm ứng và cảm giác vị trí và hiểu được khả năng thích ứng vô song của não.
Phân tử nhỏ, sức mạnh lớn
Carsten Bönnemann là một thám tử chuyên điều tra những bí ẩn về thần kinh. Khi trẻ em biểu hiện các triệu chứng thần kinh khó chẩn đoán, anh ta sẽ lao vào chúng để “giải quyết” những trường hợp chưa được giải quyết này. "Chúng tôi đang tìm kiếm điều gì đó chưa thể giải thích được", nhà khoa học thần kinh nhi khoa tại Viện Rối loạn Thần kinh và Đột quỵ Quốc gia cho biết.
Năm 2015, Borneman đã đến Calgary, Canada để khám cho một phụ nữ 18 tuổi mắc căn bệnh lạ. Cô bé có thể đi bộ - cô bé học cách đi bộ vào khoảng 7 tuổi - nhưng chỉ bằng cách nhìn vào bàn chân của mình. Nếu cô ấy nhắm mắt khi đang đứng, cô ấy sẽ ngã xuống đất. Như thể thị lực của cô có khả năng bật một công tắc bí mật, và khi nó được bật lên, cô có thể điều khiển phần cơ thể mà cô đang nhìn. Một khi khuất khỏi tầm mắt, cơ thể cô đã mất kiểm soát.
Poneman cho biết: “Khi tôi đang khám cho cô ấy, tôi nhận ra cô ấy không có khả năng cảm nhận vị trí cơ thể”. Khi nhắm mắt lại, cô không thể cảm nhận được những ngón tay nhẹ nhàng của bác sĩ di chuyển xung quanh mình. Tuy nhiên, tình trạng mất nhận thức này không dừng lại ở các khớp ngón tay. Cô không thể cảm nhận được chuyển động của khuỷu tay, vai, hông hoặc bất kỳ khớp nào khác trên cơ thể.
Mặc dù cảm giác vị trí không phải là một phần của ý thức con người nhưng nó vẫn đóng vai trò quan trọng. Adam Hartman, một nhà khoa học thần kinh nghiên cứu về cảm giác bản thể tại Viện Y khoa Howard Hughes, cho biết: "Nếu bạn muốn di chuyển một cách phối hợp, bạn phải luôn cảm nhận được cơ thể mình đang ở đâu". “Bạn có thể nhìn vào tứ chi của mình, nhưng sau đó bạn không nhìn thấy bất cứ thứ gì khác nữa.” Cảm giác về vị trí cơ thể cho phép mắt chúng ta tập trung vào những thứ bên ngoài cơ thể.
Để tìm ra nguyên nhân của triệu chứng này, nhóm của Borneman đã giải trình tự toàn bộ bộ gen của người phụ nữ và phát hiện ra rằng gen chịu trách nhiệm cho thụ thể cảm ứng có tên "piezo2" đã bị đột biến. Vào năm 2015, piezo2 vẫn còn là điều mới lạ trong cộng đồng khoa học.
Trước đó, các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng nhiều loại dây thần kinh chuyên biệt đóng vai trò quan trọng trong nhận thức của chúng ta về thế giới bên ngoài. Nếu dây thần kinh là dây dẫn truyền thông tin từ thế giới bên ngoài vào não bộ của chúng ta, thì các thụ thể này là công tắc - bánh răng đầu tiên trong bộ máy sinh học của chúng ta - nơi các tín hiệu điện được tạo ra.
Phát hiện mang tính bước ngoặt về piezo2 được thực hiện tại Viện nghiên cứu Scripps, nơi các nhà nghiên cứu đã kích thích tế bào bằng các đầu dò thủy tinh nhỏ trong nhiều năm. (Khi thụ thể piezo bị kích thích, nó sẽ giải phóng một dòng điện nhỏ. Piezo có nghĩa là "áp suất" trong tiếng Hy Lạp.) Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy hai loại thụ thể: piezo1 và piezo2. Khi các tế bào chứa hai thụ thể này căng ra, các thụ thể sẽ mở ra, cho phép các ion bên ngoài xâm nhập vào tế bào và giải phóng các xung điện.
Piezo1 tương tác với hệ thống theo dõi huyết áp tích hợp trong cơ thể chúng ta và các hệ thống bên trong khác dựa vào cảm biến áp suất. Các nghiên cứu sâu hơn cho thấy piezo2 là một phân tử rất quan trọng đối với cả cảm giác xúc giác và cảm giác vị trí cơ thể. Đó là cánh cửa mà qua đó các lực cơ học có thể tác động vào ý thức của chúng ta.
(www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27797339)
Tính đến năm 2015, các nhà khoa học mới bắt đầu nghiên cứu tác động của piezo2 ở chuột, chứ chưa nói đến con người. Bonniman phải tự nghiên cứu và quay trở lại Trung tâm lâm sàng của Viện Y tế Quốc gia ở Bethesda, Maryland. Borneman đã gửi email cho Chesler, người đang nghiên cứu trên những con chuột có gen piezo2 đã bị xóa thông qua quá trình chỉnh sửa gen. Borneman đã mô tả cho Chesler về trường hợp ở Canada và một trường hợp khác, một bé gái 8 tuổi ở San Diego, cả hai đều được xác nhận có đột biến ở gen piezo2.
Chesler cho biết: “Email đó khiến tôi bật dậy khỏi ghế và chạy đến văn phòng của Pawneman”. “Tôi thậm chí còn không có cơ hội yêu cầu con chuột mô tả cuộc sống hoặc trải nghiệm của nó. Tôi thậm chí còn không có cơ hội hỏi bất kỳ câu hỏi nào.”
Bí ẩn về xúc giác của con người đã được giải đáp
Giống như bệnh nhân đầu tiên của Borneman, Sana và Thorson sinh ra đã mắc phải đột biến gen khiến piezo2 bị vô hiệu hóa. Điều này khiến họ bị rối loạn cảm giác, xúc giác và vận động suốt đời. Hai người phụ nữ này chỉ có thể tự đi lại một chút và nếu muốn di chuyển như người bình thường, họ chỉ có thể sử dụng xe lăn điện. Tuy nhiên, không ai trong số họ được chăm sóc đặc biệt và sống một mình. Sana là một nhà tâm lý học lâm sàng, trong khi Thorson là giám đốc của một trại dành cho trẻ em khuyết tật.
Họ đơn giản là không có kinh nghiệm sống với cảm giác bản thể và thậm chí còn gặp khó khăn trong việc mô tả các giác quan mà họ không có. “Tôi thậm chí còn không có sự so sánh nào tốt hơn vì tôi vẫn luôn như thế này,” Sana nói.
Trong số ít trường hợp mất cảm giác vị trí được ghi nhận trong lịch sử y khoa, trường hợp nổi tiếng nhất là của Ian Waterman. Các tế bào thần kinh chịu trách nhiệm về xúc giác và cảm giác vị trí của người đàn ông Anh này đã bị vô hiệu hóa do nhiễm trùng. Kết quả là, anh ta vẫn có thể cử động từ cổ trở xuống nhưng không có cảm giác hoặc cảm giác vị trí cơ thể. Nhà khoa học thần kinh Jonathan Cole đã viết trong hồ sơ bệnh án của Wortman rằng đó là "nhà tù không có chân tay".
Trong khi Wortman dường như nhận thức được tổn thương thần kinh của mình, Sana và Thorson không biết chuyện gì xảy ra với họ cho đến khi họ trải qua các cuộc kiểm tra cách đây khoảng một năm. Kết quả xét nghiệm đột biến gen piezo2 là dương tính, và Borneman và Chesler đang nghiên cứu chức năng của piezo2 trong cơ thể con người, vì vậy Sana và Thorson đã tham gia nghiên cứu của hai nhà khoa học thần kinh này. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã phát hiện 12 trường hợp thụ thể piezo2 bị suy yếu.
Xúc giác là một giác quan rất phức tạp vì nó xuất hiện dưới nhiều hình thức khác nhau, mỗi hình thức dựa trên một hệ thống thần kinh và thụ thể hơi khác nhau.
Chỉ cần nghĩ đến những điều chúng ta có thể cảm nhận cũng có thể mang lại cảm giác kinh ngạc. Chesler nói: "Nếu một trong số chúng tôi bước đến phía sau bạn và vuốt tóc bạn, bạn sẽ biết ngay thôi". “Đó là một trong những cơ chế sinh học đáng kinh ngạc nhất.”
Thông tin cảm giác mà chúng ta nhận được qua cơ thể đa dạng hơn nhiều so với thông tin nhận được qua mắt, tai và miệng.
Ví dụ, cảm giác lạnh và nóng liên quan đến các dây thần kinh khác nhau và sử dụng các thụ thể khác với cảm giác chạm nhẹ. (Một số trong số này chúng ta chỉ mới phát hiện gần đây.) Đau, ngứa và áp lực cũng liên quan đến các dây thần kinh và thụ thể khác nhau. Ngoài ra, còn có một số cảm giác xúc giác phụ thuộc vào môi trường. Hãy nghĩ về điều này: bạn mặc áo phông càng lâu, bạn càng ít nhận thức được cảm giác nó chạm vào cơ thể bạn; việc mặc chiếc áo phông đó sau khi bị cháy nắng có thể đột nhiên khiến bạn cảm thấy đau đớn không thể chịu đựng được.
(www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4843893/)
Nếu không có piezo2, hai chị em Sana và Thorson sẽ không thể cảm nhận được những va chạm nhẹ, đặc biệt là ở bàn tay và ngón tay. Thorson kể với tôi rằng bà thường thò tay vào túi xách và “nghĩ rằng mình có thứ gì đó trong tay, rồi tôi rút tay ra nhưng chẳng có gì cả”. Cô ấy không thể cảm nhận được đồ vật hoặc biết tay mình đang ở đâu. Vì vậy, nếu cô ấy không nhìn chằm chằm vào ví của mình, có lẽ trông nó sẽ giống như một hố đen.
Tuy nhiên, hai chị em có thể cảm thấy lạnh và nóng, cũng như áp lực và đau đớn. Điều đáng chú ý là chúng cũng có thể cảm nhận được độ sắc nét.
Sở thích của Thorson là bắn súng ("để giải tỏa căng thẳng") và ông đã gắn một vật hình chữ nhật có cạnh sắc vào cò súng của mình. Bằng cách đó, khi ngón tay cô chạm vào cạnh sắc, cô có thể cảm nhận được nó và bóp cò.
Cảm giác ngứa ran đó phải đi vào hệ thần kinh thông qua các thụ thể khác ngoài piezo2. Chesler cho biết: "Chúng tôi không hiểu ở cấp độ phân tử điều gì kích hoạt các tế bào thần kinh khi bạn cảm thấy bị chích".
Điều này thực sự đáng ngạc nhiên. Làm thế nào cơn đau dữ dội do giẫm phải một viên gạch Lego lại đi vào hệ thần kinh của chúng ta vẫn là một câu hỏi cho đến năm 2019.
Bệnh nhân bị thiếu hụt Piezo2 có thể cảm thấy đau nhói, nhưng họ không thể trải qua loại đau nhói xúc giác nào khác. Cơn đau này xảy ra khi một cú chạm nhẹ vốn mang lại cảm giác dễ chịu lại trở nên đau đớn. (Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu tạo ra cảm giác đau khi chạm vào bằng cách chà xát capsaicin, một chất hóa học cay có trong ớt, lên da.)
Một bí ẩn khác: Những bệnh nhân thiếu piezo2 có thể cảm nhận được sự tiếp xúc của da có lông, chẳng hạn như trên cánh tay, nhưng kỳ lạ là họ dường như không thể cảm nhận được chuyển động của từng sợi lông. Chesler cho biết: "Chúng tôi không biết tại sao lại như vậy". Có thể nói rằng: khoa học thần kinh vẫn chưa lý giải được cách các giác quan được tạo ra trong cơ thể.
Chính những kết quả nghiên cứu này đã đưa đến nhiều ứng dụng thực tế, cụ thể là các phương pháp mới để điều trị cơn đau. Các nhà khoa học hy vọng tiếp theo có thể xác định được các thụ thể khác nhau mang lại cảm giác vật lý cho cơ thể, sau đó tìm cách tăng cường hoặc vô hiệu hóa chúng khi chúng gây đau.
"Đây là ước mơ của mọi nhà nghiên cứu về cơn đau", Chesler cho biết. "Các phương pháp chúng ta sử dụng để nghiên cứu cơn đau vẫn còn khá thô sơ. Liệu chúng ta có thể thoát khỏi những phương pháp tương đối thấp này và hiểu vấn đề về cơn đau theo góc nhìn có hệ thống hơn trong tương lai không?" Việc nâng cao phương thức hiểu biết có ý nghĩa to lớn. Ví dụ, nếu bạn không biết các thụ thể liên quan đến cảm giác đau nhói, bạn chắc chắn không thể thiết kế một loại thuốc để vô hiệu hóa thụ thể này.
Bí ẩn của cảm giác bản thể
Cảm giác xúc giác rất phức tạp, nhưng cảm giác về vị trí cơ thể có thể còn phức tạp hơn cả xúc giác. Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu về cảm giác bản thể, các nhà nghiên cứu cũng có thể có những khám phá và ứng dụng vượt xa phạm vi cơ thể con người.
Sâu bên trong tất cả các cơ trong cơ thể con người có các sợi gọi là thoi cơ. Các sợi và bó dây thần kinh này ghi lại sự căng cơ. Có, bạn sẽ tìm thấy piezo2 trên các đầu dây thần kinh của bó cơ đài hoa. Khi một cơ giãn ra, các cơ khác co lại và peizo2 truyền tất cả thông tin này đến tủy sống để xác định vị trí của chi.
Thật đáng kinh ngạc khi mọi cơ trong cơ thể chúng ta đều liên tục giải phóng loại thông tin này. Hệ thần kinh bằng cách nào đó có thể xử lý một lượng lớn dữ liệu mà không cần sự tham gia có ý thức. Nếu việc xử lý thông tin này đòi hỏi sự tham gia của ý thức thì sao? Bạn chắc chắn sẽ phát điên vì quá tải thông tin.
Hãy nghĩ đến hành động ngồi thẳng dậy. Khi bạn ngồi thẳng, tất cả các cơ ở lưng phải truyền tải thông tin chính xác để giữ cho tất cả các xương ở cột sống được thẳng hàng. Những bệnh nhân thiếu piezo2 không thể làm được điều này. Họ bị vẹo cột sống khi ngồi vì các cơ lưng của họ không gửi tín hiệu đến não để sắp xếp tất cả các xương của cột sống. (Tôi nghe nói rằng nhiều bệnh nhân trong số này được sinh ra với thai nhi nằm sai vị trí trong tử cung hoặc hông bị lệch - những vấn đề cơ bản do thiếu cảm giác về vị trí cơ thể.)
Nếu không có sự hỗ trợ cần thiết từ cảm giác bản thể, Sana và Thorson phải tập trung cao độ để tránh bị mất phương hướng. Sana cho biết đôi khi, chỉ cần mái tóc tung bay trước mắt cũng có thể khiến cô mất đi cảm giác về cơ thể mình. Tình huống tương tự sẽ xảy ra nếu có ai đó đứng quá gần mặt cô, che khuất tầm nhìn ngoại vi của cô. Điều này có nghĩa là nếu cô ấy muốn hôn ai đó, cô ấy phải tập trung cực kỳ cao độ.
Làm thế nào não bộ có thể tích hợp tất cả các nguồn thông tin cảm giác một cách dễ dàng như vậy? Đây vẫn là một bí ẩn lớn.
Adam Hantman, một nhà khoa học thần kinh nghiên cứu về cảm giác vị trí tại Viện Y khoa Howard Hughes, cho biết: "Điều đáng kinh ngạc là bộ não linh hoạt đến mức nào khi xử lý thông tin này". “Bạn có thể yêu cầu tôi với lấy chiếc cốc này và nói, ‘Hãy làm theo cách mà bạn chưa từng làm trước đây,’ và tôi có thể, mà không cần bất kỳ sự luyện tập nào trước đó, lật ngược tay mình lại, đặt chúng ra sau lưng và với lấy chiếc cốc. Tôi chưa bao giờ làm điều này trước đây trong đời, và bây giờ tôi có thể làm mà không cần bất kỳ sự luyện tập nào.”
Ngoài ra, còn rất nhiều “biến chứng” tinh tế trong nghiên cứu này mà các nhà khoa học vẫn chưa nghiên cứu kỹ lưỡng.
Các nhà khoa học thường coi xúc giác và cảm giác vị trí là những hệ thống riêng biệt. “Nhưng hai giác quan này có phần nào chồng chéo lên nhau”, Joriene De Nooij, nhà khoa học thần kinh tại Đại học Columbia, người nghiên cứu về cảm giác bản thể, cho biết. Các thụ thể trên da giúp chúng ta theo dõi vị trí của các chi. Bà cho biết: “Khi bạn đi bộ, với mỗi bước chân, tất cả các thụ thể áp lực ở bàn chân sẽ được kích hoạt”. Điều này truyền đạt thông tin về vị trí của cơ thể đến não.
Có rất nhiều thông tin đầu vào đi vào hệ thống cảm giác của chúng ta giúp phản hồi và cho não biết cơ thể đang làm gì. Hantmann cho biết: “Hiểu được cách thức hoạt động của bộ não - thuật toán nào được sử dụng để xây dựng các mô hình này và khai thác chúng - sẽ giúp chúng ta chế tạo ra những cỗ máy tốt hơn”.
Quan trọng hơn, nó có thể cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra các chi giả tốt hơn được hệ thần kinh của bệnh nhân điều khiển trực tiếp. “Hiện tại, những cỗ máy này có khả năng tiếp nhận tín hiệu từ não và điều khiển chân tay giả di chuyển”, ông cho biết. “Nhưng chúng tôi vẫn chưa thể nhận được phản hồi cảm giác từ bộ phận giả để khép lại vòng lặp và thực hiện toàn bộ quá trình.”
Bộ não còn thực hiện một chức năng khác liên quan đến cảm giác vị trí cơ thể mà các nhà nghiên cứu rất muốn tìm hiểu: Bộ não bù đắp cho việc thiếu thông tin như thế nào? Giống như những gì đã xảy ra trong trường hợp của Sana và Thorson.
Điều quan trọng nhất mà não có thể làm
Các bó cơ và các đầu dây thần kinh khác giải thích cách hoạt động của cảm giác sâu trong cơ thể, nhưng điều kỳ lạ hơn nữa là cách cảm giác này biểu hiện trong tâm trí chúng ta.
Tôi đang nghĩ về điều gì sẽ xảy ra khi bạn nhắm mắt và với tay lấy một vật. Có một chiếc ly trên bàn trước mặt tôi và tôi có thể cầm nó ngay cả khi nhắm mắt. Tôi cố gắng tập trung vào vị trí của chiếc ly trong không gian và phân tích những suy nghĩ này: Chính xác thì tôi đang trải nghiệm điều gì vào lúc này?
Giống như đang mô tả một giấc mơ giữa ban ngày vậy. Bạn biết rằng chiếc ly ở đó và có vẻ như thật, nhưng nó không có hình dạng. “Đó chính là ý thức”, Ardem Patapoutian, một nhà nghiên cứu khoa học thần kinh tại Viện nghiên cứu Scripps, người có phòng thí nghiệm đầu tiên phát hiện ra thụ thể áp điện, cho biết. Ông cho rằng có một khía cạnh vật lý của ý thức được xác định và định hình một phần bởi cảm giác bản thể.
Khi mô tả câu chuyện này, tôi hình dung quá trình não bộ tạo ra ý thức giống như một phù thủy hay nhà ảo thuật khuấy một loại thuốc. Phù thủy này lấy thông tin cảm giác từ cơ thể chúng ta như xúc giác, nhiệt độ và cảm giác khớp, trộn chúng với suy nghĩ, cảm xúc, ký ức và dự đoán của chúng ta về thế giới, sau đó đưa vào lò nung để tạo ra ý thức. Từ những bộ phận riêng biệt này xuất hiện một ý thức hoàn chỉnh về bản thân, lớn hơn tổng hợp các bộ phận của nó.
Tuy nhiên, ngay cả khi thiếu một thành phần nhất định, thì lọ thuốc "ý thức" cuối cùng chưa hẳn đã mất tác dụng. Cả Sana và Thorson đều thiếu thông tin từ thụ thể piezo2, nhưng não của họ vẫn sử dụng các thành phần khác để bù đắp cho việc thiếu thông tin. Ý thức của họ không khác gì ý thức của bất kỳ ai khác.
Chesler tin rằng não của hai chị em vẫn có khả năng tái tạo hình ảnh cơ thể họ. Chỉ là họ phải sử dụng các thông tin đầu vào khác như thị giác hoặc các cảm giác khác như nóng, lạnh hoặc đau.
Cũng giống như người mù thường có đôi tai thính, Sana và Thorson sử dụng các giác quan khác để bù đắp cho việc thiếu khả năng cảm nhận vị trí cơ thể. Sana cho biết cô cố gắng cảm nhận sự thay đổi nhiệt độ ở gần đó khi cô với tay lấy hình trụ trên bàn với đôi mắt nhắm nghiền. Cô nhớ rằng mình cảm thấy mát hơn khi chạm vào quả bóng, nên cô muốn tìm nơi có nhiệt độ thấp hơn.
"Bộ não của họ xây dựng hình ảnh cơ thể như thế nào khi họ không có thông tin về cảm giác bản thể mà chúng ta cho là hiển nhiên? Đó là một trong những câu hỏi quan trọng nhất về cảm giác bản thể", Chesler cho biết. “Tôi hy vọng phòng thí nghiệm của tôi thực sự có thể bắt đầu giải quyết vấn đề đó trong vài năm tới.”
Nhưng bạn không cần phải cố gắng quá nhiều để chứng minh rằng tâm trí con người chắc chắn có khả năng phục hồi đáng kinh ngạc.
Thorson cho biết: “Bạn sẽ quen với cơ thể của mình và học cách xử lý những vật liệu khác nhau được cung cấp cho bạn”.
Bởi Brian Resnick
Người dịch: Qiao Qi
Hiệu đính/Bước chân nhẹ nhàng của Thỏ
Bài viết gốc/www.vox.com/the-highlight/2019/11/22/20920762/proprioception-sixth-sense
Bài viết này dựa trên Thỏa thuận Creative Commons (BY-NC) và được Qiao Qi xuất bản trên Leviathan
Bài viết chỉ phản ánh quan điểm của tác giả và không nhất thiết đại diện cho quan điểm của Leviathan
