Làm cách nào mà não bộ có thể lưu giữ trình tự mà các sự kiện xảy ra? Nghiên cứu mới đây phát hiện các “tế bào thời gian” nằm ở hồi hải mã có vai trò ghi nhận thông tin về thời gian, giúp ký ức của chúng ta giữ được sự mạch lạc về trình tự. Nhờ đó con người có thể gợi nhớ chính xác thứ tự mà sự việc xảy ra.
Bằng chứng cho thấy sự tồn tại của các tế bào có khả năng nhận biết trình tự trước đây được tìm thấy trên chuột, với các nhóm neuron nhất định được cho là hỗ trợ khả năng gợi nhớ về các sự kiện và lên kế hoạch cho hành động. Tuy nhiên chúng ta biết rất ít về cách não bộ mã hóa ký ức trải nghiệm (episodic memory - ký ức bao gồm ghi nhớ chính xác về trải nghiệm, khác với semantic memory - ký ức ngữ cảnh, thông tin về cách sự việc xảy ra).
Nghiên cứu mới đây phát hiện các “tế bào thời gian” nằm ở thùy hải mã có vai trò ghi nhận thông tin về thời gian, giúp ký ức của chúng ta giữ được sự mạch lạc về trình tự.
Để tìm hiểu, một nhóm dẫn đầu bởi nhà thần kinh học Leila Reddy từ Trung tâm Nghiên cứu Não bộ và Nhận thức (CerCo) tại Pháp đã sử dụng các điện cực siêu nhỏ cấy trong hồi hải mã để theo dõi hoạt động điện thần kinh trên não của 15 bệnh nhân động kinh.
“Sự hình thành ký ức trải nghiệm cần có sự kết nối giữa các sự kiện trong một trải nghiệm với trình tự thời gian. Do vai trò quan trọng của hồi hải mã trong xử lý dữ kiện về thời gian, chúng tôi đã thử nghiệm xem điều gì xảy ra ở đây khi các bệnh nhân ghi nhớ trình tự của một số hình ảnh được hiển thị.”
Thí nghiệm được thực hiện qua các bài kiểm tra sử dụng điện cực để phát hiện các nguồn gốc trên não của cơn co giật. Các bệnh nhân được yêu cầu ghi nhớ trình tự của các hình ảnh mà họ được xem.
Trong buổi thử nghiệm, các điện cực đã ghi nhận một số neuron nhất định trong vùng hồi hải mã phát tín hiệu tương ứng với khi các hình ảnh hiện lên và cả trong khoảng thời gian nghỉ giữa các ảnh cũng như khi các bệnh nhân được yêu cầu dự đoán hình ảnh nào sẽ hiện tiếp theo dựa trên thứ tự đã xem.
Theo các nhà nghiên cứu, đây chính là bằng chứng cho sự hiện diễn của các “tế bào thời gian”. Một số neuron được kích hoạt trong quá trình ghi nhớ hoặc gợi nhớ, một số được kích hoạt khi không có kích thích, cho thấy chúng cũng đang mã hóa dữ kiện thời gian ngay cả khi không có gì xảy ra. Chúng có thể có vai trò ghi nhận những thay đổi khác trong thời gian đợi kích thích tiếp theo.
Trong buổi thử nghiệm, các điện cực đã ghi nhận một số neuron nhất định trong vùng thùy hải mã phát tín hiệu tương ứng trình tự thời gian
Các tế bào này có thể mang tính “đa chiều”, với khả năng mã hóa thông tin về thời gian cũng như phản hồi với nhiều loại tín hiệu giác quan khác nhau. Có khả năng rằng chúng cũng ghi nhớ các thông tin như “ở đâu”, “khi nào”, “với ai hay cái gì”, giúp chắp nối các dữ kiện lại để tạo ra một ký ức hoàn chỉnh mạch lạc từ một mớ những tín hiệu giác quan.
Các nhà khoa học nhận xét “Đây chính là hiện tượng ‘du hành thời gian bằng trí óc’ - một điểm phân biệt ký ức trải nghiệm với ký ức ngữ cảnh.”
“Một điều quan trọng với của trải nghiệm của chúng ta chính là khả năng gợi nhớ rõ ràng một sự kiện bất kỳ xảy ra tại nơi bất kỳ theo một trình tự nhất định. Kết quả của nghiên cứu đưa ra bằng chứng rằng các neuron thần kinh hồi hải mã có vai trò xử lý dữ liệu về thời gian trong trải nghiệm.”