Nhà giải phẫu học nổi tiếng Galen từng cho rằng, bộ não là tổng chỉ huy của mọi cử động và lời nói. Dù vậy, ông vẫn bỏ qua vấn đề chất xám và chỉ cho rằng, các não thất chứa đầy dịch mới là phần đảm nhiệm hầu hết công việc.
 |
| Bộ não người. Ảnh: LiveScience |
Não người rất lớn
Một bộ não của người trưởng thành trung bình nặng khoảng từ 1,3 - 1,4kg. Một số nhà giải phẫu thần kinh mô tả cấu trúc của khối chất trong não giống như kem đánh răng, nhưng theo nhà giải phẫu thần kinh Katrina Firlik, có thể tìm thấy hình ảnh so sánh khác tốt hơn ở cửa hàng thực phẩm.
Bạn có thể hình dung thế này: Chiếm khoảng 80% thành phần trong hộp sọ là não, phần còn lại là máu và dịch não tủy. Dịch não tủy là chất dịch làm đệm cho mô thần kinh. Nếu bạn hòa trộn 3 thành phần: não, máu và dịch não tủy, sẽ được khoảng 1,7l hoặc nhiều hơn, nhưng cũng không thể đổ đầy chai nước ngọt loại 2l.
Tuy nhiên, bạn cũng đừng nên quá tự mãn về bộ não có kích thước khoảng một chai nước ngọt của mình. Con người khoảng 5.000 năm trước thậm chí còn có bộ não lớn hơn thế.
Nhà nhân chủng học John Hawks của Trường Đại học Winsconsin ở Madison chia sẻ thông tin với LiveScience: “Chúng tôi biết từ nguồn dữ liệu khảo cổ học trên nhiều khu vực - châu Âu, Trung Quốc, Nam Phi, Úc rằng bộ não đã thu nhỏ đi khoảng 150cm3 so với kích cỡ trung bình khoảng 1.350cm3, như vậy là nhỏ đi khoảng 10%”.
Các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết vì sao kích thước não người bị thu hẹp như vậy. Có một số giả thuyết rằng, đó và vì não tiến hóa để hoạt động hiệu quả hơn. Một số khác lại bảo, hộp sọ của chúng ta cũng đang nhỏ dần vì chế độ ăn càng ngày càng nhiều thực phẩm không phải nhai quá nhiều. Vì vậy, không cần phải có những hàm răng lớn và khỏe như thời trước.
Tiêu thụ rất nhiều năng lượng
Theo Đại học Neuropsychopharmacology của Mỹ, bộ não hiện đại là cỗ máy ngốn rất nhiều năng lượng. Dù chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể, nhưng nó sử dụng khoảng 20% lượng oxy trong máu và 25% lượng gluco (đường) tuần hoàn trong máu mỗi người.
Nhu cầu năng lượng đặc biệt này đã làm dấy lên cuộc tranh luận giữa các nhà nhân chủng học về vấn đề: cái gì đã thúc đẩy sự tiến hóa của những bộ não lớn trong giai đoạn đầu tiên. Nhiều nhà nghiên cứu quy “công lao” này cho thịt. Họ trích dẫn các chứng cứ về việc săn bắt của người tiền sử. Nhưng thịt rất có thể chưa phải là nguồn thực phẩm đáng tin cậy, đó là phản biện của một số nhà khoa học khác. Một nghiên cứu năm 2007 được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm khoa học quốc gia của Mỹ cho biết, loài tinh tinh hiện đại đã biết đào những loại củ giàu calorie trên thảo nguyên để ăn. Và có thể tổ tiên loài người cũng đã làm như thế để phát triển trí lực bằng rau củ.
Những gì đã thúc đẩy bộ não phình ra về kích thước? Có 3 giả thuyết chính: sự biến đổi khí hậu, các nhu cầu của hệ sinh thái và sự cạnh tranh xã hội.
Nếp nhăn của vỏ não
Bí mật về trí thông minh của các loài nằm ở đâu? Câu trả lời có lẽ là các nếp nhăn của vỏ não. Bề mặt của não người bị xoắn lại bởi các rãnh sâu, các khe nhỏ hơn gọi là sulci (rãnh nhỏ) và các lằn gợn sóng. Bề mặt này gọi là vỏ não và là nơi chứa khoảng 100 tỷ nơ-ron (tế bào thần kinh).
Bề mặt gấp khúc giúp não có thể lưu trữ được nhiều hơn là một diện tích phẳng nên có năng lực xử lý mạnh hơn trong khuôn khổ hạn chế của vỏ hộp sọ. Những loài linh trưởng gần với chúng ta cũng có các mức độ nếp cuộn khác nhau của não, hay các loài động vật thông minh khác như voi. Thực tế, nghiên cứu do nhà thần kinh học Lori Marino của Đại học Emory đã phát hiện não của cá heo thậm chí còn có nhiều nếp nhăn hơn não người.
Các nơ-ron chiếm 10%
Quan niệm từ rất lâu cho rằng chúng ta chỉ sử dụng 10% năng lực trí tuệ của mình giờ không còn đúng nữa. Nhưng hiện tại, chúng ta biết các nơ-ron chỉ chiếm 10% trong các tế bào não.
90% còn lại, phần chiếm tới một nửa trọng lượng não, là các glia - tế bào thần kinh đệm (nghĩa là glue - “keo” trong tiếng Hy Lạp). Các nhà thần kinh học từng cho rằng, tế bào thần kinh đệm đơn thuần chỉ là chất keo gắn kết các nơ-ron với nhau. Nhưng nghiên cứu gần đây cho thấy, nó còn có nhiều chức năng khác nữa. Một bài báo năm 2005 trong tạp chí Các ý kiến mới trong lĩnh vực Sinh học thần kinh đã chỉ ra vai trò của các tế bào thần kinh đệm. Theo đó, chúng bao gồm các chức năng, từ “dọn dẹp” bớt các chất dẫn truyền thần kinh dư thừa, tới cung cấp bảo vệ miễn dịch để thực sự thúc đẩy và điều chỉnh sự phát triển cũng như hoạt động của khớp thần kinh. Khớp thần kinh là những kết nối giữa các tế bào thần kinh.
Bộ não là chốn độc quyền
Một nhóm tế bào trong hệ thống máu ở não được gọi là vách ngăn máu não, chỉ cho phép một vài phân tử được vào chốn thiêng liêng bên trong của hệ thần kinh là bộ não. Các mao mạch nuôi não được lót bằng những tế bào gắn kết chặt chẽ với nhau, ngăn không cho các phân tử lớn xâm nhập. Các protein đặc biệt trong vách ngăn máu não sẽ vận chuyển dinh dưỡng và các chất cần thiết vào não.
Vách ngăn máu não bảo vệ não, nhưng nó cũng ngăn cản các loại thuốc cứu chữa con người. Khi các bác sĩ điều trị khối u não, họ có thể dùng thuốc để mở những mối nối giữa các tế bào, nhưng cách này lại khiến não tạm thời rất dễ bị nhiễm trùng.
Có một cách mới giúp thuốc điều trị vượt qua vách ngăn là công nghệ nano. Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Nghiên cứu ung thư cho thấy, các hạt nano cực nhỏ có thể vượt qua vách ngăn máu não và gắn vào mô của khối u. Trong tương lai, việc kết hợp các hạt nano cực nhỏ với các loại thuốc hóa trị có thể là một phương pháp điều trị khối u.
Hình thành từ ống thần kinh
Nền tảng hình thành bộ não được thiết lập từ rất sớm. Ba tuần sau khi thụ thai, một dải tế bào phôi được gọi là tấm thần kinh (phôi) được gấp lại và hợp nhất thành ống thần kinh. Mô này sẽ trở thành hệ thần kinh trung ương.
Ống thần kinh phát triển và biệt phân trong suốt 3 tháng đầu tiên của thai kỳ. Khi các tế bào biệt phân, chúng chuyên về các mô khác nhau cần thiết để hình thành các bộ phận của cơ thể. Phải tới 3 tháng tiếp theo của thai kỳ, các tế bào thần kinh đệm và các nơ-ron mới bắt đầu hình thành. Cho tới mãi sau đó thì não vẫn chưa hình thành nếp nhăn. Khi thai được 24 tuần tuổi, theo nghiên cứu năm 2000 in trên tạp chí X-quang, hình ảnh chụp cộng hưởng từ cho thấy, mới chỉ có một vài rãnh nông ở bề mặt không trơn tru lắm của bộ não thai nhi. Giai đoạn 3 tháng còn lại của thai, từ tuần thứ 26, các rãnh đó sẽ sâu hơn và não bắt đầu có diện mạo giống với não của một trẻ sơ sinh.
Bộ não của trẻ vị thành niên chưa thực sự hoàn thiện
Các ông bố, bà mẹ có con cái ở lứa tuổi vị thành niên quá ương bướng có thể vui mừng, hoặc chí ít thấy nhẹ nhõm hơn khi biết rằng: những căn nguyên của sự khủng hoảng ở lứa tuổi vị thành niên có một phần nguyên nhân từ những thay đổi bất thường trong sự phát triển não bộ.
Lượng chất xám trong não đạt mức cao nhất ngay trước giai đoạn dậy thì và bị giảm dần trong suốt thời niên thiếu. Tuy nhiên, sẽ có vài sự phát triển mạnh mẽ nhất xảy ra ở thùy trán, vị trí giúp con người đưa ra những đánh giá và quyết định hành động.
Một nghiên cứu trên tạp chí Phát triển trẻ em cho biết, những phần của bộ não có chức năng điều khiển đa nhiệm vụ sẽ không trưởng thành hoàn toàn cho tới khi trẻ 16 hoặc 17 tuổi. Một nghiên cứu khác tại Festival Khoa học năm 2006 cũng công bố, trẻ vị thành niên có những lý do thuộc về thần kinh khi tự cho mình là trung tâm. Khi xem xét một hành động có thể ảnh hưởng tới người khác, trẻ ở lứa tuổi này không có khả năng giống người lớn là sử dụng vỏ não trước thùy trán ở giữa, vùng não gắn với sự đồng cảm và ý thức về tội lỗi.
Chưa bao giờ ngừng thay đổi
Tri thức khoa học từng cho rằng, nếu bạn đã ở độ tuổi trưởng thành, bộ não của bạn sẽ mất đi mọi khả năng hình thành những kết nối thần kinh mới. Khả năng được gọi là tính mềm dẻo này được cho rằng chỉ giới hạn ở giai đoạn trứng nước và thơ ấu của con người.
Tuy nhiên, quan niệm đó đã sai. Nghiên cứu năm 2007 thực hiện trên một nữ bệnh nhân đột quỵ cho thấy, bộ não của chị đã thích ứng với các tổn thương xảy ra với những tế bào mang thông tin hình ảnh bằng cách lấy thông tin từ các nơ-ron khác. Nhiều nghiên cứu khác cũng khẳng định, các con chuột trưởng thành vẫn có khả năng hình thành nơ-ron mới. Những nghiên cứu về sau còn tìm ra nhiều chứng cớ hơn về việc các nơ-ron ở người có khả năng tạo ra kết nối mới trong giai đoạn trưởng thành. Không những thế, nghiên cứu về thiền còn cho thấy, việc rèn luyện tinh thần mạnh mẽ có thể làm thay đổi cả cấu trúc và chức năng của bộ não.
DƯƠNG KIM THOA (Theo LiveScience)
