http://viethungpham.com
Blaise Pascal từng nói: “Thiên tài là một sự kiên nhẫn lâu dài” (Le génie est une longue patience). Nhưng nếu không thừa nhận yếu tố bẩm sinh đối với trí thông minh thì làm thế nào để giải thích trường hợp Wolfgang Amadeus Mozart bắt đầu soạn nhạc từ lúc 5 tuổi? Hầu hết các nhà khoa học lớn đều nhấn mạnh rằng cái ăng-ten định hướng cho họ đi tới khám phá không phải là mớ chữ nghĩa đã được nhồi nhét vào đầu họ từ lúc nhỏ, mà là trực giác (intuition) có sẵn ở nơi họ. Nhưng trực giác là gì? Hơn thế nữa, nếu nhận thức là sản phẩm hoạt động của bộ não, thì sau khi bộ não chết, nhận thức còn tồn tại hay không? Tất cả những câu hỏi ấy sẽ được thảo luận trong cuốn “Những câu chuyện khoa học hiện đại, Chương IV: Thần kinh & Ngôn ngữ”.
Những câu chuyện khoa học hiện đại
Chương IV: KHOA HỌC THẦN KINH & NGÔN NGỮ
Mục lục
01.Phát hiện mới về bộ não của Einstein (Lao Động, FPT 02-07-1999)
02.Bí mật hai bán cầu não (Lao Động, FPT 30-07-1999)
03.Trẻ em và ngôn ngữ (Lao Động 22-09-1999)
04.Hiệu ứng Mozart (Lao Động, Tất niên Canh Thìn 2000)
05.Chuột Doogie và bí mật của trí nhớ (Lao Động, FPT 18-07-2000)
06.Chuột có não người (Lao Động 27-02-2001)
07.Tâm trí vẫn tiếp tục hoạt động sau khi não đã chết (Lao Động 10-07-2001)
08.Gene ngôn ngữ (Lao Động 25-10-2001)
09.Gene thông minh nằm trong thể nhiễm sắc X (Tia Sáng…)
01.Phát hiện mới về bộ não của Einstein
Tạp chí y học Lancet của Anh vừa công bố kết quả nghiên cứu của Sandra Witelson và các cộng sự của bà tại Đại học McMaster, Ontario, Canada cho thấy những điều mới lạ về bộ não của Einstein : Phần thuỳ phụ trách tư duy tưởng tượng và tư duy toán học lớn hơn của người bình thường 15%. Tờ The Sydney Morning Herald của Australia số ra ngày 19 tháng 6 năm 1999 đã đưa lại tin này trên trang nhất. Bài báo cho biết:
Trong khoa học, kích thước là yếu tố rất quan trọng. Vào khoảng đầu thế kỷ 20 người ta quan tâm rất nhiều đến vấn đề liệu những người có bộ não lớn hơn có thông minh hơn không. Sau Đại Chiến TG II, việc nghiên cứu chủ đề này gần như bị huỷ bỏ, nhưng gần đây công nghệ hiện đại cho phép xử lý hình ảnh bằng computer nên các nhà khoa học lại hướng vào việc tìm mối tương quan giữa thể tích não và chỉ số thông minh (IQ scores). Sau khi Einstein mất năm 1955 (thọ 76 tuổi, Einstein tuổi Kỷ Mão), bộ não của Einstein đã được bảo quản và đo đạc, nhưng người ta không đo thể tích của nó mà chỉ đo trọng lượng. Kết quả cho biết trọng lượng não của Einstein không khác gì trọng lượng não của hầu hết mọi người bình thường khác. Các nhà khoa học kết luận: Một bộ não lớn (nặng) không phải là điều kiện thiết yếu để có một trí tuệ phi thường. Vì thế họ đã chuyên sự chú ý vào phần thuỳ của não (parietal lobes), mà theo họ đó là khu vực nhậy cảm có chức năng sản sinh và điều khiển các hình ảnh không gian ba chiều và trình bầy các khái niệm toán học. Điều bất ngờ đã được phát hiện: Phần thuỳ trong não của Einstein rộng hơn 15% so với phần thuỳ trong não của 35 người đàn ông và 50 người đàn bà có trí tuệ bình thường được chọn để nghiên cứu. Bài báo đặc biệt nhấn mạnh khả năng nhận thức thị giác-không gian (visual-spatial), tư duy toán học và tưởng tượng về chuyển động – những nhân tố thiết yếu để phát minh ra Thuyết tương đối – phụ thuộc mạnh mẽ vào phần thuỳ trong não. Thêm một điều đặc biệt nữa: Não của Einstein là trường hợp duy nhất không có đường rãnh “sulcus” ngăn cách phần thuỳ thuộc thái dương (temporal lobe) với phần thuỳ dưới hộp sọ (parietal lobe). Trong não của Einstein, đường rãnh này lại nằm ở một vị trí khác. Các nhà khoa học suy đoán rằng sự vắng mặt đường rãnh tại phần thuỳ có thể cho phép hình thành thêm nhiều neuron thần kinh tại khu vực này, thiết lập nên một kênh thông tin nối liền các phần não với nhau để cùng làm việc chung một cách dễ dàng, tạo ra một khu vực rộng phi thường trên vỏ não có khả năng tổng hợp cao. Phát hiện này đã hé mở một giải thích cho cái được gọi là “gene thông minh” và rọi một tia sáng mới vào thế giới của khoa thần kinh học.
02.Bí mật hai bán cầu não
Một trong các công trình y học nổi tiếng từng đoạt giải Nobel trong thập kỷ 1960 là việc khám phá ra chức năng của hai bán cầu não. Bán cầu trái phụ trách các hoạt động “lạnh”: tư duy lôgích, tính toán, diễn đạt ngôn ngữ, phân tích lý luận. Bán cầu phải chỉ huy các hoạt động “nóng”: cảm xúc nghệ thuật, trí tưởng tượng không gian, nhận thức trực giác, những liên tưởng mơ hồ. “Hai tính cách đối lập như Âm và Dương cùng tồn tại trong một cái đầu”, John McCrone đã viết như vậy trên tạp chí New Scientist số ra ngày 3/7/99. Tuy nhiên, theo McCrone, những nghiên cứu nội soi (scanning) gần đây cho thấy sự phân biệt chức năng biệt lập như trên tỏ ra không hoàn toàn chính xác. Thực tế hai bán cầu không làm việc riêng rẽ, mà phối hợp bổ xung nhau trong cùng một hoạt động. Chúng khác nhau ở kiểu xử lý (processing style). Gereon Fink ở Đại học Dusseldorf, Đức, và John Marshall ở Bệnh viện Radcliffe, Oxford, Anh cùng nhau làm thí nghiệm nhận mặt chữ, một loại hoạt động ngôn ngữ mà trước đây người ta cho rằng thuộc trách nhiệm của bán cầu trái. Người được chọn (NĐC) để thí nghiệm phải nhìn vào một chữ S lớn được cấu tạo bởi nhiều chữ F nhỏ. Người ta tiêm vào máu NĐC một chất hoá học có khả năng phóng xạ. Khi não hoạt động, chất phóng xạ sẽ cho tín hiệu phát sáng. Kết quả rất rõ ràng: Khi NĐC tập trung vào chữ nhỏ F thì bán cầu trái phát sáng, khi tập trung vào chữ lớn S thì bán cầu phải phát sáng. Fink và Marshall phát triển thí nghiệm theo chiều sâu phức tạp hơn và cuối cùng đi tới kết luận: Trong cùng một hoạt động là ngôn ngữ, bán cầu trái xử lý chi tiết, bán cầu phải cho bức tranh toàn cảnh panorama; bán cầu trái chú ý tới cái vỏ của ngôn ngữ (ngữ pháp, kết cấu từ ngữ), bán cầu phải tổng hợp cái thần của ngôn ngữ (ý nghĩa của lời nói, câu văn). Tuy nhiên trong một thí nghiệm khác, NĐC nhìn vào bức tranh một cái mỏ neo lớn cấu tạo bởi nhiều cái mỏ neo nhỏ, kết quả rất bất ngờ, trái ngược với thí nghiệm trước: Bán cầu trái tập trung vào bức tranh toàn cảnh, trong khi bán cầu phải lại phản ứng với chi tiết. Điều này lại càng thúc đẩy các thí nghiệm mới tiếp tục, đồng thời đưa ra những giải thích lý thuyết xác đáng. Tuy nhiên có một điều đã rõ ràng mà Fink và Marshall đã công bố trên tạp chí Nature: Cần phải có cách nhìn mới đầy đủ và chính xác hơn về sự phân biệt chức năng của hai bán cầu não, đó là sự khác nhau về kiểu xử lý thông tin.
Có một chi tiết phụ đáng lưu ý: McCrone đã mở đầu bài báo với khái niệm Yin (Âm) và Yang (Dương). Phải chăng tác giả muốn gợi ý chúng ta nhớ tới một nguyên lý căn bản trong khoa học đông phương: Âm và Đương không phải là hai mặt mâu thuẫn đối kháng, mà chúng hoà hợp bổ xung cho nhau, “trong Âm có Dương, trong Dương có Âm” ?
03.Trẻ em và Ngôn ngữ
Hiện tượng những bệnh nhân sau cơn đột quỵ não (stroke) bị câm, rồi bình phục, nhưng không sao nói được tiếng mẹ đẻ trong khi nói được một ngôn ngữ thứ hai đã biết trước đó, cho thấy: Vùng điều khiển ngôn ngữ không-phải-tiếng-mẹ-đẻ (non-native languages) trong não có vị trí khác biệt với vùng điều khiển ngôn ngữ mẹ đẻ. Đó là nhận định trên New Scientist số ra ngày 24 tháng 7 năm 1999.
Theo tạp chí này, vị trí “cư trú” của một ngôn ngữ trong bộ não phụ thuộc vào thời điểm ngôn ngữ này được “nạp” vào bộ não. Thật vậy, so sánh mô hình tổ chức trong não của “những người song ngữ thực sự” (true bilanguals)-người có hai ngôn ngữ nhuần nhuyễn như tiếng mẹ đẻ-với người học một ngôn ngữ thứ hai lúc đã lớn tuổi, các nhà khoa học nhận thấy có sự khác nhau rõ rệt. Đồng thời người ta cũng đã xác định được rằng sự thiết lập tổ chức trong não hình thành rất sớm ngay từ trước khi trẻ em học nói. Một ngành thần kinh học hiện đang tập trung nghiên cứu xem điều gì đã xây ra trong não của trẻ sơ sinh để tìm lời giải đáp tại sao trẻ em học ngôn ngữ nhanh hơn người lớn rất nhiều. Kết quả sơ bộ cho thấy trẻ sơ sinh chứa đựng một tiềm năng to lớn trong việc học ngôn ngữ. Một em bé Nhật Bản 6 tháng tuổi có thể phân biệt rõ ràng hai âm tiết “right” với “light”, trong khi các du khách Nhật Bản lớn tuổi mà ta thường gặp ở Anh và Mỹ lại thường xuyên lẫn lộn hai từ đó với nhau lúc hỏi đường. Trong tiếng Nhật không có sự phân biệt âm “r” và “l” nên có thể khả năng phân biệt hai âm đó đã bị xoá khỏi bộ óc trẻ em Nhật ngay từ tuổi học nói. “Khi ta học một ngôn ngữ tức là ta xây dựng những vết nhớ lâu dài (permanent memory traces) trong não. Không có các dấu vết này thì bạn không thể nghe hoặc nói một ngôn ngữ như một người có ngôn ngữ đó là tiếng mẹ đẻ”, Marie Cheour tại khoa thần kinh Đại học Helsinki nói. Bà cho biết giai đoạn đầu tiên và quan trọng nhất trong việc tiếp thu ngôn ngữ là thiết lập cấu trúc ngữ âm diễn ra vào tuổi thơ của con người. Âm thanh được nghe thường xuyên và lặp đi lặp lại trong tiếng mẹ đẻ sẽ tạo nên những vết nhớ lâu dài. Những vết nhớ này sẽ tạo nên một sơ đồ trí óc (mental map) tương ứng với ngôn ngữ đó. Sơ đồ này giúp con người phản ứng với ngôn ngữ mẹ đẻ một cách tự nhiên. Nhưng với một ngôn ngữ thứ hai (ngoại ngữ) được học lúc đã lớn tuổi, sơ đồ này sẽ đóng vai trò như một bộ lọc. Trong quá trình lọc, nhiều đặc điểm của ngôn ngữ mới bị mất (chẳng hạn sự phân biệt âm “r” và “l” đối với người Nhật Bản). Người song ngữ thực sự không rơi vào trường hợp này bởi họ có hai sơ đồ khác nhau tương ứng với hai ngôn ngữ, do đó họ có thể sử dụng hai ngôn ngữ tự nhiên như nhau. Thống kê cho thấy những người song ngữ thực sự đều sống trong môi trường song ngữ từ khi còn nhỏ, được nghe thường xuyên âm thanh của cả hai ngôn ngữ ngay từ khi họ chưa hiểu gì cả. “Cách tốt nhất để học một ngôn ngữ là nghe âm thanh của ngôn ngữ đó”, đó là kết luận của bài báo trên New Scientist.
04.Hiệu ứng Mozart
Trong lĩnh vực khoa học thần kinh gần đây xuất hiện một thuật ngữ mới: : “Hiệu ứng Mozart” (Mozart Effect), phản ánh hiệu quả tích cực của âm nhạc Mozart nói riêng và âm nhạc cổ điển nói chung đối với hệ thần kinh. Nghe nhạc Mozart sẽ làm cho bộ óc bạn khoẻ khoắn hơn rất nhiều. Đó là kết quả nghiên cứu của Gordon Shaw, nhà sinh học thần kinh (neurobiologist) tại Đại học California và Frances Rauscher, nhà tâm lý học tại Đại học Wisconsin.
Ý tưởng “Hiệu ứng Mozart” xuất hiện lần đầu tiên từ hơn mười năm trước đây khi Gordon Shaw bắt tay vào nghiên cứu cách mô phỏng hoạt động của hệ thần kinh trên computer. Shaw nhận thấy nhóm các tế bào thần kinh liên kết với nhau theo những mô hình đặc trưng và theo những nhịp điệu nào đó. Shaw cho rằng những mô hình tự nhiên này tạo nên ngữ pháp cơ bản (basic grammar) của hoạt động tinh thần. Để khảo sát các mô hình và nhịp điệu đặc trưng đó, Shaw cùng với một sinh viên của ông là Xiaodan Leng nẩy ra sáng kiến ghi tín hiệu ra (output) bằng âm thanh, thay vì bằng biểu đồ in trên giấy như mọi khi. Họ vô cùng ngạc nhiên trước âm thanh tạo ra từ mô hình nhịp điệu thần kinh lại có cái gì đó giôngs như âm nhac Baroque, hoặc nhạc phương đông, hoặc nhạc dân gian có giai điệu tinh tế. Shaw nói: “Tôi không nói rằng đó là một thứ âm nhạc cao siêu, nhưng rõ ràng đó là một thứ âm nhạc có phong cách có thể nhận thấy được, rất khác biệt”. Nếu hoạt động của não có nhịp điệu giống như âm nhạc, liệu chúng ta có thể hiểu được ngữ pháp của hệ thần kinh bằng cách tạo ra quá trình ngược hay không, tức là quan sát xem âm nhạc tác động như thế nào đối với nhịp điệu hoạt động của não ? Shaw đặt vấn đề như vậy, và ông quyết định chọn một tác giả âm nhạc tiêu biểu để nghiên cứu, đó là Amadeus Mozart, thiên tài âm nhạc của mọi thời đại. Shaw nói: ” Nếu có người nào đó có thể ghi dấu ấn sâu xa vào trong cấu trúc của não, thì đó là Mozart”.
Năm 1995, Shaw cùng với Frances Rauscher quyết định sử dụng một phần của tiêu chuẩn chỉ số thông minh IQ để đánh giá tác động của âm nhạc Mozart đối với khả năng nhận biết hình ảnh. Khả năng này vốn được coi là cơ sở của nhiều kỹ năng tư duy phức tạp, trong đó có khả năng tưởng tượng hình ảnh từ một vật được nhìn theo các góc chiều khác nhau, một loại khả năng mang rất nhiều yếu tố toán học. Thí nghiệm cụ thể như sau: người ta gấp một tờ giấy theo nhiều nếp gấp khác nhau, sau đó cắt một hay nhiều đường cắt để thu được một tờ giấy giống như giấy “doily” dùng để trang trí, đặt dưới những chiếc đĩa ăn hoặc dưới những chiếc bánh kem trong những bữa dạ tiệc long trọng. Có 79 sinh viên tham gia đoán tờ giấy doily sau khi cắt sẽ có hình dạng như thế nào. Thí nghiệm lần thứ nhất tiến hành bình đẳng với mọi thí sinh. Sau đó sinh viên được chia làm 3 nhóm. Nhóm I ngồi im trong 10 phút. Nhóm II được nghe biểu diễn một bản nhạc sonate của Mozart viết cho piano. Nhóm III được nghe nhạc qua cassette, nhưng không phải nhạc cổ điển, mà là nhạc minimalist – nhạc sử dụng những công cụ điện tử thông thường có giai điệu đơn giản lặp đi lặp lại không trau chuốt, không cần làm đẹp, không có biến tấu. Sau đó tất cả cùng trở lại làm thí nghiệm lần thứ hai. Kết quả: Nhóm II (nghe nhạc Mozart) đoán đúng hình dạng “doily” them 62% so với lúc không được nghe nhạc, nhóm I (ngồi im) đoán đúng thêm 14%, nhóm III (nghe loại nhạc tầm thường) chỉ đoán đúng 11% ! Những thí nghiệm khác cũng cho kết quả tích cực: Chuột được nuôi trong không gian âm nhạc Mozart chạy nhanh hơn và chính xác hơn trong một “mê cung” nhiều đường ngang dọc rắc rối. Người mắc bệnh Alzheimer hoạt động trở nên bình thường hơn nếu được nghe nhạc Mozart thường xuyên, thậm chí âm nhạc còn làm giảm bớt sự khốc liệt của những cơn động kinh.
Không có gì để ngạc nhiên sau khi “Hiệu ứng Mozart” được xác nhận, một số đĩa nhạc cổ điển đã trở thành best-sellers, trong đó có hai đĩa CD sau đây lọt vào ‘top ten” của Hãng Billboard: “Music for The Mozart Effect Vol1-Strengthen The Mind” và “The Mozart Effect: Music for Children Vol 1-Tune Up Your Mind”. Mặc dù còn nhiều ẩn số khoa học phải nghiên cứu tiếp, tác động tích cực của âm nhạc đối với hoạt động thần kinh là điều đã rõ ràng. Vấn đề là phải chọn lựa thứ âm nhạc nào.
05.Chuột Doogie và bí mật của trí nhớ
Bạn để quên chiếc chìa khoá xe ở đâu đó ? Hoặc đang giải một bài toán tích phân ? Hoặc tham gia biểu diễn bản giao hưởng số 9 của Beethoven ? Tất cả đều phụ thuộc vào trí nhớ. Trí nhớ là một hoạt động thần kinh quan trọng nhất, phổ biến nhất, và là thước đo sức khoẻ của tinh thần. Nhưng trí nhớ thực chất là cái gì ? Bản chất vật chất của nó ra sao ? Một công trình xuất sắc góp phần trả lời câu hỏi đó vừa được công bố trên Scientific American số tháng 4/2000 : Bằng công nghệ gien, Joe Tsien, giáo sư Đại học Princeton, đã tạo ra được một giống chuột gọi là Doogie có trí nhớ tốt hơn hơn chuột bình thường.
Cách đây 51 năm, Donald Hebb, nhà tâm lý học Canada, lần đầu tiên nêu lên lý thuyết giải thích cơ chế vật chất của trí nhớ : Trí nhớ hình thành khi hai neuron thần kinh nối với nhau hoạt động đồng thời theo cách tăng cường khớp thần kinh (synapse) ở nơi hai tế bào đó tiếp xúc với nhau; Thông tin dưới dạng hoá học được truyền từ tế bào tiền khớp (presynaptic cell) sang tế bào hậu khớp (postsynaptic cell). Lý thuyết này được gọi là nguyên lý Hebb. Năm 1973, Timothy Bliss và Terje Lomo tại Đại học Oslo phát hiện ra rằng tế bào thần kinh tại vùng xác định hình ảnh trong não của một con ngựa biển (sea horse) trở nên liên kết chặt chẽ với nhau hơn khi được kích thích bởi một xung điện tần số cao. Hiện tượng này, gọi tắt là LTP, có thể kéo dài hàng giờ, hàng ngày, thậm chí hàng tuần. Phát hiện này hấp dẫn các nhà khoa học bởi lẽ khu vực xác định hình ảnh trong não, gọi là hippocampus, là một cấu trúc quan trọng trong việc hình thành trí nhớ. It lâu sau, Mark Bear tại Đại học Brown phát hiện hiện tượng tương tự gọi là LTD: các tế bào thần kinh sẽ giảm mối liên kết nếu kích thích bởi một xung điện tần số thấp. LTP và LTD chứng tỏ trạng thái hoạt động truyền thông tin tại khớp thần kinh có thể thay đổi: hưng phấn hoặc suy giảm. Cơ cấu vật chất nào kiểm soát sự thay đổi đó ? Một loạt công trình nghiên cứu trong các thập kỷ tiếp theo đều cho thấy đó là những phần tử tiếp nhận NMDA (NMDA receptors) lưu trú trên màng tế bào của các neuron hậu khớp (NMDA là chữ viết tắt của một chất hoá học có tên là N-methyl-D-aspartate). Thực ra những phần tử này là những cái lỗ nhỏ li ti được cấu tạo bởi bốn chuỗi protein kiểm soát việc hấp thụ ion can-xi của neuron thần kinh. Chúng được xem như những cái công-tắc đóng mở bé xíu ở cấp độ phân tử hoạt động như những Ỏthám tử trùng hợp ngẫu nhiênÕ giúp cho bộ não hoạt động phù hợp với dòng thông tin chuyển qua các khớp thần kinh và với các xung điện. Bốn năm trước đây, Joe Tsien với những nghiên cứu tỉ mỉ hơn về cơ cấu tiếp nhận NMDA đã phát hiện thấy chúng bao gồm hai thành phần gọi là NR2A và NR2B, trong đó NR2B có tác động rõ rệt đối với bộ não. Công trình tạo chuột Doogie là sự tiếp nối các công trình trước đây nhằm đi đến kết luận khẳng định về vai trò chủ yếu của cơ cấu tiếp nhận NMDA và NR2B trong việc hình thành trí nhớ.
Công nghệ tạo chuột Doogie gồm những bước sau đây: 1-Tách riêng trứng chuột đã thụ tinh, 2-Cấy gien mã hóa NR2B của cơ cấu tiếp nhận NMDA vào nhân trứng và nhân tinh trùng trong trứng đã thụ tinh, 3-Để cho trứng phân chia, 4- Cấy một số thành phần phân chia của trứng này vào chuột cái, 5-Để cho chuột cái này sinh đẻ, trong số những chuột con sinh ra chỉ có một số chứa gien NR2B, 6- Tách riêng những chuột chứa gien NR2B và để chúng sinh nở, đó là thế hệ chuột Doogie ra đời.
Joe Tsien đã cho những chú Doogie của mình cùng với những chú chuột bình thường khác Ỏđọ trí thông minhÕ trong một kỳ Ỏsát hạchÕ khả năng nhận dạng đồ vật, một khả năng được coi là cơ sở của hoạt động học và nhớ. Chúng được tiếp xúc với hai đồ vật, tha hồ Ỏlàm quenÕ, Ỏtìm hiểuÕ theo bản năng Ỏtò mòÕ lục lọi của loài chuột. Sau một thời gian, cuộc thí nghiệm được lặp lại, nhưng lần này một trong hai đồ vật cũ được thay đổi, nghĩa là trong hai đồ vật có 1 cũ và 1 mới. Kết quả: Trong cùng một thời gian Ỏthi cửÕ như nhau, chuột Doogie không Ỏbận tâmÕ đến đồ vật cũ mà dành toàn bộ thời gian để lục lọi Ỏtìm hiểuÕ đồ vật mới, trong khi chuột bình thường đã Ỏchóng quên quá khứÕ, cùng một lúc vẫn lục lọi cả hai đồ vật mới cũ như nhau. Chuột Doogie có trí nhớ tốt hơn chuột bình thường ! Trong một thí nghiệm khác, những chú chuột được ném vào một bể nước đục như sữa, nhìn không rõ, trong đó người ta đã đặt một tấm ván có mầu sắc lẫn với nước, các chú chuột được thử thách khả năng mò tìm ra tấm ván để leo lên thành bể ra chỗ khô ráo (chuột sợ nước). Đầu tiên chuột Doogie và chuột bình thường được luyện tập làm quen với Ỏđề thiÕ. Sau một thời gian, cuộc thi bắt đầu, kẻ thắng cuộc là kẻ tiêu phí thời gian ít nhất để leo được lên bờ. Kết quả chuột Doogie luôn luôn thắng cuộc vì chúng nhớ được cách thức tìm ra tấm ván, và do đó tìm ra tấm ván nhanh hơn chuột bình thường. Một loạt thí nghiệm khác đã được tiến hành đều xác nhận chuột Doogie có trí nhớ lâu gấp 4 hoặc 5 lần chuột bình thường.
Liệu có thể áp dụng công nghệ tương tự để tạo ra con người có trí nhớ tốt hơn và thông minh hơn không ? Scientific American trả lời: Về lý thuyêt có thể được, nhưng bài toán này vấp phải hai chướng ngại lớn, một là hệ thần kinh của con người quá phức tạp so với loài vật, hai là vấn đề đạo đức trong việc cấy gien vào con người chưa cho phép làm như vậy; Tuy nhiên công trình của Joe Tsien đã cung cấp một dấu hiệu rõ ràng về khả năng chế tạo được một loại thuốc tăng cường trí nhớ, dựa trên công thức của cơ cấu tiếp nhận NMDA và của thành phần NR2B. Bản thân Joe Tsien đã kết hợp với nhà tư bản Charles Hsu để thành lập một công ty dược phẩm sử dụng phát minh của mình nhằm chế tạo loại thuốc nói trên. Tsien cho rằng loại thuốc mới có khả năng chữa được những bệnh thần kinh hiểm nghèo như bệnh mất trí nhớ (Alzheimer), tuy nhiên cũng phải mất ít nhất một thập kỷ nghiên cứu nữa.
06.Chuột có não người
Theo tin Reuters ngày 23-2-01, các nhà khoa học tại Công Ty Công Nghệ Sinh Học Stemcells tại California vừa mới tạo được một giống chuột trong phòng thí nghiệm có tế bào não của con người, đánh dấu một bước tiến tiềm tàng tới việc phát triển các phương pháp điều trị các bệnh não của con người như Alzheimer, Parkinsons, v.v… nhưng cũng đồng thời làm dấy lên mối lo ngại về những hậu quả đạo đức do công nghệ sinh học có thể gây ra.
Y’ nghĩa quan trọng của thí nghiệm này là ở chỗ đây là lần đầu tiên các nhà khoa học đã chứng minh được rằng các “tế bào chủ” (stem cells–tế bào có thể phát triển thành bất kỳ dạng tế bào nào khác) trong não của con người có thể đưa được vào trong sọ não của chuột để sinh trưởng trong đó. Irving Weissman, giáo sư Đại học Stanford tham gia chương trình nghiên cứu này, cho biết “bước tiếp theo sẽ là tạo ra những con chuột với bộ não hoàn toàn là tế bào não của con người” (!), mặc dù ông nói rằng sẽ có một sự cân nhắc rất cẩn thận về vấn đề đạo đức trước khi bước đi này được thực hiện. Trong khi đó Ann Tsukamoto, phó chủ tịch các hoạt động khoa học của Stemcells, giải thích: “Chúng tôi không tái tạo bộ óc của con người. Chúng tôi thực sự chỉ cố gắng tìm hiểu những tế bào chủ này có thể hoạt động như thế nào, và chúng có thể được sử dụng như thế nào trong việc điều trị các căn bệnh đặc biệt”. Thật vậy, nghiên cứu của Stemcells trước tiên nhằm cô lập tế bào chủ trong não của con người trong phòng thí nghiệm, sau đó đưa chúng vào não chuột. Khi chuột trưởng thành, các tế bào chủ của người sẽ phát triển thành hầu hết các tế bào chuyên biệt trong khắp bộ não của chuột. “Dường như các tế bào não của người có thể tuân theo các chỉ dẫn được đặt vào trong não của chuột. Chúng tạo ra những thành phần của con người bên trong cái mà rõ ràng vẫn là não của chuột”, Weissman nói.
Mặt khác, việc cô lập và nuôi dưỡng tế bào chủ của con người trong phòng thí nghiệm thành công lần này sẽ thúc đẩy việc thành lập các ngân hàng tế bào nhằm cung cấp cho công nghệ cấy ghép tế bào vào trong con người trong tương lai.
Mặt trái của thắng lợi khoa học nói trên là ở chỗ nó đã xoá nhoà ranh giới phân biệt giữa con người với con vật xưa nay, bởi lẽ người ta có thể lập tức nghĩ tới khả năng ngược lại, đưa tế bào não của động vật vào não của con người (!). Chính các tác giả của công trình này cũng bị sức ép nặng nề của vấn đề đạo đức. Nhưng điều đáng lo ngại là trong khi họ thấy sự cần thiết xem xét khía cạnh đạo đức thì họ lại phân biệt phạm trù đạo đức với phạm trù khoa học: “Bạn có thể hỏi một nhà đạo đức học câu hỏi bao nhiêu phần trăm trong bộ não của con người sẽ là tế bào cuả con người để rồi bạn bắt đầu lo lắng. Nhưng đó là lĩnh vực của các nhà đạo đức học chứ không phải của các chuyên gia thí nghiệm để quy định đâu là giới hạn nghiên cứu của chúng tôi” (!).
07.Tâm trí vẫn tiếp tục hoạt động sau khi não đã chết
Ngày 29-6-2001, một bản tin của Reuters phát đi từ Los Angeles đã gây xôn xao dư luận bởi nội dung cho biết một nhóm nghiên cứu thuộc Bệnh Viện Trung Ương Southampton, Anh, sau nhiều đợt nghiên cứu trạng thái thần kinh của các bệnh nhân suy tim bị chết lâm sàng đã đi đến kết luận tâm trí có thể vẫn tiếp tục hoạt động sau khi não đã chết. Đây là phần khởi đầu của một chương trình nghiên cứu lâu dài về đề tài “Những kinh nghiệm cận kề cái chết”, gọi tắt là NDEs (Near-Death Experiences). Kết quả nghiên cứu đã được trình bầy trước các nhà khoa học của Viện công nghệ California (Caltech), đồng thời công bố trên tạp chí Resuscitation.
Đối tượng nghiên cứu đợt đầu tiên gồm 63 bệnh nhân suy tim đã chết lâm sàng nhưng rồi sau đã sống lại. Một tuần lễ sau những bệnh nhân này được phỏng vấn về kinh nghiệm của họ, những gì họ đã thấy hoặc cảm nhận được trong thời gian mà thể xác của họ bị coi là đã chết. Kết quả 56 người trả lời họ không nhớ được điều gì, 7 người nói rằng họ nhớ, trong đó có 4 người đã nhớ một cách rành mạch những điều họ suy nghĩ, suy luận, di chuyển đi lại và trao đổi liên lạc với những người khác ra sao sau khi các bác sĩ đã xác định não của họ không còn hoạt động nữa. Bên cạnh những điều những bệnh nhân này nói ra thuộc về ý nghĩ, cảm giác mang tính chất nội tâm riêng của từng người là điều khó xác định tính xác thực, có những điều có thể kiểm chứng được, chẳng hạn họ trông thấy gì ở xung quanh, v.v…Trong số đó có một em bé mới 3 tuổi, bị chết lâm sàng do một cơn tai biến ngập máu (seizure), đã kể lại rằng em đã nhìn thấy chính em, và em đã vẽ một bức tranh miêu tả những gì em nhìn thấy. 6 tháng sau em lại vẽ lại đúng bức tranh đó mặc dù không có bức tranh cũ trước mặt. Sam Parnia, một thành viên chủ yếu của nhóm nghiên cứu, cho biết tất cả các bệnh nhân này đã được kiểm tra kỹ lượng ôxy trong não, bởi vì nếu não bị thiếu ôxy thì bệnh nhân sẽ mất hết trí nhớ và hoàn toàn lẫn lộn. Nhưng không có một bệnh nhân nào trong thí nghiệm rơi vào trường hợp não thiếu ôxy. Sau đợt nghiên cứu đầu tiên, Parnia và các cộng sự tiếp tục tìm thấy 3500 trường hợp khác có trí nhớ rõ ràng về những điều xẩy ra vào thời điểm mà họ bị coi là đã chết lâm sàng. Nhiều bệnh nhân trong số đó đã miễn cưỡng kể lại sự việc vì nội dung có những điều khó tin và họ sợ bị nghĩ là điên. Parnia nói: “Chúng tôi cần phải mở rộng phạm vi nghiên cứu, nhưng kết quả thí nghiệm cho thấy có thể ý thức (consciousness) vẫn tiếp tục suy nghĩ và suy luận ngay cả khi tim đã ngừng đập, bệnh nhân không thở và hoạt động của não hoàn toàn không còn gì”. Sau đó Parnia đưa ra một giả thuyết táo bạo cho rằng tinh thần của con người (tư duy, lý luận, tưởng tượng,…) là một thực thể tồn tại độc lập với bộ não, não chỉ là một cơ cấu dùng để thể hiện các hoạt động tinh thần đó ra mà thôi, tương tự như máy truyền hình (Tivi) là một cơ cấu dùng để thể hiện các sóng lan truyền trong không gian thành hình ảnh hoặc âm thanh, các sóng này tồn tại độc lập với chiếc Tivi. Theo Parnia, trong thực tế khi một người có bộ não ngừng hoạt động và tất nhiên chúng ta không thấy người đó còn có một hoạt động tinh thần nào nữa thì điều đó không nhất hiết có nghĩa là tinh thần của người đó đã chấm dứt, mà thực ra là “chiếc Tivi” đã bị hỏng mà thôi. Parnia không tán thành quan điểm cho rằng bộ não “tạo ra” tinh thần, bởi vì cho đến nay không ai biết được cơ chế của sự “chế tạo” đó là như thế nào. Trong một quá trình sản xuất chúng ta có thể biết rõ sự biến đổi nguyên liệu từ đầu vào qua từng bước để biến thành sản phẩm ở đầu ra. Trong hoạt động thần kinh ta chỉ biết được mối quan hệ tương ứng giữa hoạt động thần kinh với hoạt động tinh thần mà thôi, chứ không thể biết rõ sự biến đổi trong hệ thần kinh (hoạt động vật chất) đã biến hóa trực tiếp thành sản phẩm tinh thần ra sao. Parnia nói: “Bộ não bản thân nó cũng được cấu tạo bởi các tế bào giống như mọi bộ phận khác, và thực ra nó không thể sản xuất ra (producing) hiện tượng chủ quan của ý nghĩ mà con người có”.
Quan điểm của Parnia dường như mới lạ và trái ngược với quan điểm truyền thống về mối quan hệ giữa hoạt động của bộ não với hoạt động tinh thần. Tuy nhiên nó gợi ý những suy nghĩ mới về khái niệm vật chất. Nếu coi tinh thần là một dạng vật chất đặc biệt, có thể dưới dạng năng lượng như nhiều tài liệu nghiên cứu về “năng lượng tinh thần” đã thừa nhận, thì vẫn có thể giải đáp được những nghi vấn của Parnia.
08.Gene ngôn ngữ
X uất phát từ những nghiên cứu bệnh lý liên quan đến ngôn ngữ trong một dòng họ ở London, tiến sĩ Anthony Monaco và các đồng nghiệp thuộc Đại học Oxford, Anh, đã phát hiện ra gene FOXP2 thuộc nhiễm sắc thể số 7 là gene chịu trách nhiệm điều khiển các hoạt động thần kinh liên quan đến ngôn ngữ. Đây là một đột phá hết sức quan trọng bởi lẽ lần đầu tiên một “gene hành vi” (behavioral gene) đã được phát hiện, rọi ánh sáng vào một câu hỏi lớn “Yếu tố sinh học nào làm cho loài người khác hẳn các giống loài khác ?”.
Trong 31 thành viên thuộc ba thế hệ của dòng họ KEs có tới 15 thành viên bị những khiếm khuyết dường như bẩm sinh về ngôn ngữ. Những khiếm khuyết này không chỉ thể hiện dưới dạng khuyết tật cơ lý như những khó khăn trong cử động miệng, môi, lưỡi dẫn đến khó khăn trong phát âm, chẳng hạn không thể phát ra âm “s” ở cuối những từ như “girls”, “boys”, v.v… mà còn thể hiện dưới dạng khuyết tật tư duy ngôn ngữ như những khó khăn trong việc tiếp thu những quy tắc ngữ pháp, chẳng hạn không thể chia động từ đúng thì, v.v… Những khiếm khuyết này trầm trọng đến mức không chỉ người ngoài dòng họ rất khó có thể hiểu được những người bị khiếm khuyết đó nói gì mà ngay cả những người trong dòng họ cũng không hiểu nhau khi tiếp xúc trao đổi với nhau. Vì tỷ lệ những người bị khiếm khuyết trong dòng họ chiếm tới 1/2 nên nhóm của Monaco nhìn thấy ở đó một nguyên nhân mang yếu tố di truyền, do đó đã quyết định săn lùng một gene nào đó đã bị biến đổi hoặc bị thiếu khuyết trong dòng họ. Dựa trên những liên hệ giữa hệ nhiễm sắc với các vùng hoạt động của hệ thần kinh, Monaco đã khoanh vùng nghiên cứu vào nhiễm sắc thể số 7 trong 23 cặp nhiễm sắc của con người. Suốt trong ba năm qua, nhóm của Monaco đã kiên trì xem xét tỷ mỉ từng gene một trong tổng số 100 genes của vùng này. Công trình có thể kéo dài hơn nếu không có một dịp may xẩy đến khi nữ tiến sĩ Jane Hurst phát hiện thấy một bệnh nhân không thuộc dòng họ KEs nhưng có trạng thái bệnh lý ngôn ngữ giống hệt. Sự bất thường trên thể nhiễm sắc số 7 của bệnh nhân này đã giúp cho nhóm của Monaco nhận dạng được một gene biến đổi đặc biệt: Trên một vùng của chiếc thang xoắn DNA gồm khoảng 2500 bậc thang A-T, T-A, C-G, G-C sắp xếp theo trình tự xác định tạo thành mã của gene FOXP2, có một bậc thang bị “xộc xệch”, không giống với trình tự thông thường. Kiểm tra lại trên dòng họ KEs, nhóm nghiên cứu thấy rõ hiện tượng biến đổi gene FOXP2 cũng xẩy ra tương tự trên 15 thành viên bị khiếm khuyết về ngôn ngữ , nhưng hoàn toàn không xẩy ra trên 16 thành viên còn lại. Cẩn thận hơn, Monaco cho tiếp tục kiểm tra DNA của 150 tình nguyện viên khác và kết quả cho phép khẳng định gene FOXP2 liên quan mật thiết đến khả năng ngôn ngữ: Sự biến đổi mặc dù chỉ xẩy ra trên đúng một đơn vị của mã gene nhưng đủ để gây nên tác hại trong khả năng phát triển ngôn ngữ. Trước nghiên cứu này, người ta đã biết rằng gene FOXP2 đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hoạt động của một số genes khác. Nó gắn bó với một số genes khác về mặt vật lý, điều hoà sự tác động của các genes này đối với hoạt động của bộ não trong khi bào thai phát triển. Kết hợp với khám phá mới , các nhà khoa học kết luận rằng gene FOXP2 vừa đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển não của bào thai vừa đóng vai trò quan trọng đối với việc phát triển khả năng ngôn ngữ. Điều này giải thích vì sao các trẻ em không có khuyết tật có thể tiếp thu ngôn ngữ (kể cả ngoại ngữ) một cách tự nhiên, dễ dàng, nhanh chóng so với người lớn. Trẻ em học nói theo bản năng bẩm sinh từ trong bụng mẹ, trong khi người lớn nếu phải học một ngôn ngữ mới thì sẽ học thông qua sự cố gắng nạp thông tin vào bộ nhớ của não. Gene FOXP2 có thể đặc biệt tác động vào tuổi còn thơ ấu.
Sự khám phá ra gene ngôn ngữ không chỉ giúp y học tìm ra những liệu pháp chữa trị các bệnh lý liên quan đến ngôn ngữ, mà còn đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc tìm hiểu yếu tố sinh học nào quyết định làm cho loài người hơn hẳn động vật. Bởi lẽ ngôn ngữ dưới dạng các tổ hợp ký hiệu âm thanh và hình tượng là một đặc trưng phân biệt loài người với mọi giống loài khác. Loài hắc tinh tinh (chimpanzee) được coi là gần với loài người nhất cũng chỉ có khả năng phân biệt các chữ cái, các con số, hoặc thậm chí các từ, nhưng không thể nào lắp ghép các từ thành một câu có ý nghĩa. Rất có thể gene FOXP2 đóng một vai trò nào đó trong sự phân chia ranh giới này. Nếu xác định được ranh giới sinh học chính xác này thì đây sẽ là một phát minh thuộc vào loại vĩ đại nhất của loài người. Nhóm của Monaco hiện đã lập tức kết hợp với tiến sĩ Svante Paabo ở Leipzig, Đức, một chuyên gia hàng đầu về hắc tinh tinh, để tìm cách so sánh gene của người với gene của hắc tinh tinh nhằm xác định chính xác hơn những yếu tố sinh học quyết định khả năng ngôn ngữ.
Một số nhà khoa học cho rằng vấn đề ngôn ngữ là một thế giới vô cùng rộng lớn và phức tạp, không thể chỉ có một gene duy nhất điều khiển. Bản thân Monaco cũng tuyên bố rằng khám phá mới về gene FOXP2 cũng chỉ là một thắng lợi mở đầu cho một nghiên cứu rộng lớn hơn nhiều. Nhưng tất cả các nhà khoa học đều thừa nhận đây là một đột phá “Herculean” (Hercule là anh hùng nổi tiếng nhất và mạnh mẽ nhất trong thần thoại Hy Lạp), một khám phá vô cùng hấp dẫn.
09.Gene thông minh nằm trong thể nhiễm sắc giới tính nữ!
Blaise Pascal, một thiên tài toán học và triết học của Pháp, từng nhận định: “Thiên tài là một sự kiên nhẫn lâu dài” (Le génie est une longue patience). Điều này đúng, nhưng có lẽ sẽ là thiếu sót nếu không nhắc đến yếu tố bẩm sinh. Nếu không thừa nhận yếu tố bẩm sinh đối với trí thông minh thì làm thế nào để giải thích trường hợp Wolfgang Amadeus Mozart bắt đầu soạn nhạc lúc mới lên 5 tuổi?
Từ khi khoa học về gene ra đời, các nhà khoa học không ngừng khao khát một ngày nào đó sẽ tìm thấy gene thông minh (genes for intelligence). Với việc hoàn thành bản đồ gene của con người và sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ gene hiện nay, việc tìm kiếm gene thông minh có nhiều hy vọng hơn bao giờ hết. Tháng 5-2002, một khám phá đã làm xôn xao giới khoa học: Horst Hameister và Ulrich Zechner cùng các cộng sự tại Đại học Ulm ở Đức tuyên bố rằng họ phát hiện thấy phần lớn gene thông minh nằm trong thể nhiễm sắc X – thể nhiễm sắc giới tính nữ, từ đó giải thích được một loạt hiện tượng thần kinh từ trước đến nay chưa ai giải thích được.
Nếu lý thuyết của Hameister-Zechner đúng thì đây sẽ là một phát minh vô cùng quan trọng.
1-Từ quan điểm mới đi đến khám phá
Một số người thường nghĩ đơn giản rằng những người tài giỏi là người có gene thông minh, người không tài giỏi không có gene đó. Thực ra không phải như thế. Theo Hameister-Zechner, mọi người đều có gene thông minh, nhưng do mức độ biến đổi của gene thông minh khác nhau nên mức độ thông minh khác nhau. Nếu gene thông minh bình thường thì trí thông minh cũng bình thường. Nếu gene thông minh biến đổi thì trí thông minh sẽ không bình thường. Nếu gene biến đổi theo chiều hướng có lợi thì trí thông minh sẽ vượt trội (thiên tài, năng khiếu hơn người). Ngược lại nếu gene biến đổi theo chiều hướng bất lợi thì trí thông minh sẽ suy giảm, biểu hiện thành các bệnh thoái hoá thần kinh.
Từ quan điểm hoàn toàn mới đó, Hameister-Zechner cho rằng có thể tìm kiếm gene thông minh ở ngay trong số các gene gây nên các bệnh thoái hoá thần kinh ! Do đó nhóm khoa học này đã lao vào tìm kiếm dữ liệu liên quan đến bệnh thần kinh từ một kho dữ liệu cơ sở có tên là OMIM (Online Mendelian Inheritan in Man). Sau một thời gian so sánh, phân tích dữ liệu, Hameister-Zechner đã xác định được tổng cộng 958 gene có biến đổi bất lợi gây ra các bệnh thoái hoá thần kinh, trong đó có 202 gene nằm trong thể nhiễm sắc X, nghĩa là chiếm 21% tổng số gene gây bệnh, trong khi tổng số gene nằm trong thể nhiễm sắc X chỉ chiếm tỷ lệ 4% so với toàn bộ tổng số gene của con người ! Từ đó, Hameister-Zechner rút ra kết luận: Gene thông minh chủ yếu nằm trong thể nhiễm sắc X – thể nhiễm sắc giới tính nữ. Nói cách khác, thể nhiễm sắc X không chỉ chịu trách nhiệm xác định giới tính nữ mà còn chịu trách nhiệm đối với trí thông minh ! Nếu kết luận này đúng thì đây sẽ là một định luật cơ bản mới hết sức quan trọng của khoa học thần kinh và di truyền học.
2-Lý thuyết của Hameister-Zechner
Hameister-Zechner không dừng lại ở khám phá mới mà sử dụng ngay khám phá đó để giải thích những hiện tượng thần kinh từ trước đến nay chưa ai giải thích được :
Một: Số liệu thống kê đối với các bệnh nhân thần kinh cho thấy phụ nữ mắc bệnh thần kinh có tỷ lệ di truyền cho con cháu cao hơn rất nhiều so với nam giới mắc bệnh thần kinh. Tại sao ? Để giải thích, trước hết xin nhắc lại cơ chế sinh học của di truyền: Cặp nhiễm sắc tính dục nữ là X-X, nam là X-Y. Khi cha mẹ hôn phối, 1 thể nhiễm sắc trong cặp X-X của mẹ sẽ kết hợp với 1 thể nhiễm sắc trong cặp X-Y của cha để tạo thành cặp nhiễm sắc tính dục của đứa con. Cụ thể con gái sẽ thừa hưởng X của mẹ và X của cha, con trai thừa hưởng X của mẹ và Y của cha. Bây giờ giả sử trong một gia đình, người mẹ mắc bệnh thần kinh. Khi đó con cái dù là trai hay gái đều thừa hưởng thể nhiễm sắc X của mẹ, do đó xác suất con cái bị bệnh thần kinh rất cao. Ngược lại, giả sử người cha bị bệnh thần kinh nhưng người mẹ hoàn toàn không. Khi đó con trai thừa hưởng X của mẹ và Y của cha, tức là không chứa gene gây bệnh, do đó không có nguy cơ bị di truyền bệnh. Trong khi đó con gái thừa hưởng 1 X của mẹ, 1 X của cha, do đó có khả năng bị di truyền bệnh của cha. Tuy nhiên không phải lúc nào bệnh cũng biểu lộ, chẳng hạn trong trường hợp gene gây bệnh của cha là gene “lặn”, khi đó gene “lặn” nằm trong X thừa hưởng của cha sẽ bị gene tương ứng nằm trong X của mẹ lấn át (gene bình thường lấn át gene “lặn”).
Hai: Từ những thống kê chỉ số thông minh IQ, người ta nhận thấy chỉ số thông minh bình quân của nam và nữ tuy bằng nhau, nhưng “phổ thông minh” của nam rộng hơn: số nam thiên tài nhiều hơn nhưng đồng thời số nam có trí thông minh dưới mức bình thường cũng nhiều hơn. Nói cách khác, trí thông minh của nam biểu lộ rõ hơn ở cả hai thái cực giỏi và kém. Tại sao ? Để giải thích, trước hết cần biết rằng không phải bất kỳ trường hợp biến đổi nào của gene cũng đều biểu lộ thành ưu thế vượt trội hoặc gây ra bệnh tật, bởi vì sự biểu lộ còn phụ thuộc vào yếu tố “trội” hay “lặn”. Nhưng vì gene thông minh nằm trong X nên dù là gene “lặn” nó vẫn có thể biểu lộ ở nam trong khi không biểu lộ ở nữ ! Sự “bất công” này có lý do: Trong cặp nhiễm sắc X-Y của nam không có gene thông minh tương ứng nằm trong Y để lấn át gene “lặn” trong X, ngược lại trong cặp nhiễm sắc giới tính nữ X-X, gene “lặn” trong thể nhiễm sắc X thứ nhất sẽ bị gene tương ứng trong thể nhiễm sắc X thứ hai lấn át.
Lý thuyết của Hameister-Zechner đồng thời còn nêu lên những luận điểm mới về vai trò của phụ nữ trong di truyền và tiến hoá:
Một: Phụ nữ là người mang “thiên chức” di truyền trí thông minh của nhân loại. Thật vậy, giả sử trong một gia đình, người cha thông minh vượt trội. Tuy nhiên trí thông minh của ông không thể di truyền trực tiếp cho con trai được, vì con trai không thừa hưởng X của cha, mà của mẹ. Nói cách khác, nếu một cậu con trai thông minh, ấy là được thừa hưởng di truyền của mẹ, thay vì của cha ! Tuy nhiên, thông minh của người cha có thể di truyền cho con gái, vì con gái được thừa hưởng X của cha. Đến lượt mình, cô con gái lúc trưởng thành sẽ lại làm chức năng di truyền trí thông minh đó cho con cái. Nói cách khác, một người cha muốn di truyền trí thông minh cho con cháu thì cũng phải thông qua con gái của ông ta, tức là thông qua giới phụ nữ. Trong khi đó nếu người mẹ là người thông minh vượt trội thì chắc chắn sự thông minh đó được di truyền cho con cái, dù con cái là trai hay gái, vì các con luôn luôn thừa hưởng X của mẹ. Vậy trong mọi trường hợp, phụ nữ luôn luôn là người làm nhiệm vụ di truyền trí thông minh cho các thế hệ tiếp theo.
Hai: Phụ nữ tổ tiên ta từ xa xưa đã có xu hướng kết bạn với đàn ông thông minh, do đó làm cho loài người ngày càng thông minh. Không phải ngẫu nhiên mà “tạo hoá” lại bầy đặt ra các quy tắc kết hợp thể nhiễm sắc để sao cho đàn ông có điều kiện bộc lộ trí thông minh ra rõ rệt hơn như ở trên đã nói. Theo Hameister-Zechner, điều này có “mục đích” hẳn hoi: Nếu “tạo hoá” đã gán cho con công đực bộ lông đuôi rực rỡ, hoặc cho con sư tử đực bộ lông bờm hùng vĩ để hấp dẫn con cái, thì dường như “tạo hoá” cũng muốn “làm đẹp” cho người đàn ông bằng trí thông minh để hấp dẫn người đàn bà ! Và ngay từ xa xưa phụ nữ tổ tiên ta đã có xu hướng ngưỡng mộ đàn ông thông minh, thích kết bạn với đàn ông thông minh, do đó trải qua hàng triệu năm đã tạo ra một quá trình tiến hoá mạnh mẽ của trí thông minh trong loài người, dẫn đến kết quả trình độ thông minh rất cao như ngày nay.
3-Kiểm chứng giả thuyết cơ bản
Toàn bộ lý thuyết của Hameister-Zechner dựa trên giả thuyết cơ bản cho rằng gene thông minh cũng chính là gene gây ra các bệnh thoái hoá thần kinh, vấn đề chỉ khác nhau ở cách biến đổi của gene là có lợi hay có hại mà thôi. Vì vậy giá trị của lý thuyết này phụ thuộc vào chỗ giả thuyết cơ bản có đúng hay không. Hiện chưa có gì để bác bỏ giả thuyết đó, nhưng cũng chưa đủ để hoàn toàn tin cậy vào giả thuyết đó. Tuy nhiên, trong bài báo có tựa đề “X-Rated Brains” (Những bộ não loại X) trên tạp chí New Scientist ngày 29-5-2002, ký giả khoa học Anil Ananthaswamy ở Berkly, California, cho biết: Trong số các gene gây ra bệnh thoái hoá thần kinh, ít nhất có 3 gene đã thể hiện rõ vai trò của chúng đối với trí thông minh, đó là các gene liên quan đến một đường rãnh trong bộ não chịu trách nhiệm điều hoà hoạt động của một họ proteins mang tên GTPases. Hollis Cline và đồng nghiệp tại Viện nghiên cứu Cold Spring Harbour ở New York đã chứng minh rằng GTPases ảnh hưởng rõ rệt đến những nhánh hình cây được gọi là dendrites ở cuối các tế bào thần kinh trong não. Hệ thống dendrites chính là trung tâm điều khiển trí nhớ và sự học hành. Thực tế cho thấy nhiều trẻ em thoái hoá thần kinh có những suy giảm rõ rệt tại hệ thống dendrites. Tóm lại có thể nhận thấy mối liên hệ “tay ba”: Gene điều khiển GTPases => Cấu trúc dendrites => Khả năng nhớ và học tập.
4-Kết luận sơ bộ
Sẽ là quá sớm để đưa ra một kết luận đầy đủ về lý thuyết mới của Hameister-Zechner vào thời điểm hiện tại. Tuy nhiên phải thừa nhận rằng lý thuyết này đã đạt được những thành tựu nhất định. Chắc chắn việc phát hiện các gene gây bệnh thần kinh tập trung ở thể nhiễm sắc X rất có lợi cho những nghiên cứu tìm liệu pháp gene để chữa trị các bệnh thần kinh. Mặt khác, lý thuyết của Hameister-Zechner đã gợi ý một phương hướng mới rất thú vị trong việc tìm kiếm gene thông minh. Vì thế sẽ không có gì để ngạc nhiên khi thấy ký giả Ananthaswamy nhận định: “Hầu hết các nhà di truyền học đều tin rằng nhóm khoa học Đức đã khám phá ra một ảnh hưởng có thật trong thực tế – một số lượng đáng kể các gene liên hệ với thể nhiễm sắc X chịu trách nhiệm đối với trí thông minh của con người…”.
Blaise Pascal từng nói: “Thiên tài là một sự kiên nhẫn lâu dài” (Le génie est une longue patience). Nhưng nếu không thừa nhận yếu tố bẩm sinh đối với trí thông minh thì làm thế nào để giải thích trường hợp Wolfgang Amadeus Mozart bắt đầu soạn nhạc từ lúc 5 tuổi? Hầu hết các nhà khoa học lớn đều nhấn mạnh rằng cái ăng-ten định hướng cho họ đi tới khám phá không phải là mớ chữ nghĩa đã được nhồi nhét vào đầu họ từ lúc nhỏ, mà là trực giác (intuition) có sẵn ở nơi họ. Nhưng trực giác là gì? Hơn thế nữa, nếu nhận thức là sản phẩm hoạt động của bộ não, thì sau khi bộ não chết, nhận thức còn tồn tại hay không? Tất cả những câu hỏi ấy sẽ được thảo luận trong cuốn “Những câu chuyện khoa học hiện đại, Chương IV: Thần kinh & Ngôn ngữ”.
Những câu chuyện khoa học hiện đại
Chương IV: KHOA HỌC THẦN KINH & NGÔN NGỮ
Mục lục
01.Phát hiện mới về bộ não của Einstein (Lao Động, FPT 02-07-1999)
02.Bí mật hai bán cầu não (Lao Động, FPT 30-07-1999)
03.Trẻ em và ngôn ngữ (Lao Động 22-09-1999)
04.Hiệu ứng Mozart (Lao Động, Tất niên Canh Thìn 2000)
05.Chuột Doogie và bí mật của trí nhớ (Lao Động, FPT 18-07-2000)
06.Chuột có não người (Lao Động 27-02-2001)
07.Tâm trí vẫn tiếp tục hoạt động sau khi não đã chết (Lao Động 10-07-2001)
08.Gene ngôn ngữ (Lao Động 25-10-2001)
09.Gene thông minh nằm trong thể nhiễm sắc X (Tia Sáng…)
01.Phát hiện mới về bộ não của Einstein
Tạp chí y học Lancet của Anh vừa công bố kết quả nghiên cứu của Sandra Witelson và các cộng sự của bà tại Đại học McMaster, Ontario, Canada cho thấy những điều mới lạ về bộ não của Einstein : Phần thuỳ phụ trách tư duy tưởng tượng và tư duy toán học lớn hơn của người bình thường 15%. Tờ The Sydney Morning Herald của Australia số ra ngày 19 tháng 6 năm 1999 đã đưa lại tin này trên trang nhất. Bài báo cho biết:
Trong khoa học, kích thước là yếu tố rất quan trọng. Vào khoảng đầu thế kỷ 20 người ta quan tâm rất nhiều đến vấn đề liệu những người có bộ não lớn hơn có thông minh hơn không. Sau Đại Chiến TG II, việc nghiên cứu chủ đề này gần như bị huỷ bỏ, nhưng gần đây công nghệ hiện đại cho phép xử lý hình ảnh bằng computer nên các nhà khoa học lại hướng vào việc tìm mối tương quan giữa thể tích não và chỉ số thông minh (IQ scores). Sau khi Einstein mất năm 1955 (thọ 76 tuổi, Einstein tuổi Kỷ Mão), bộ não của Einstein đã được bảo quản và đo đạc, nhưng người ta không đo thể tích của nó mà chỉ đo trọng lượng. Kết quả cho biết trọng lượng não của Einstein không khác gì trọng lượng não của hầu hết mọi người bình thường khác. Các nhà khoa học kết luận: Một bộ não lớn (nặng) không phải là điều kiện thiết yếu để có một trí tuệ phi thường. Vì thế họ đã chuyên sự chú ý vào phần thuỳ của não (parietal lobes), mà theo họ đó là khu vực nhậy cảm có chức năng sản sinh và điều khiển các hình ảnh không gian ba chiều và trình bầy các khái niệm toán học. Điều bất ngờ đã được phát hiện: Phần thuỳ trong não của Einstein rộng hơn 15% so với phần thuỳ trong não của 35 người đàn ông và 50 người đàn bà có trí tuệ bình thường được chọn để nghiên cứu. Bài báo đặc biệt nhấn mạnh khả năng nhận thức thị giác-không gian (visual-spatial), tư duy toán học và tưởng tượng về chuyển động – những nhân tố thiết yếu để phát minh ra Thuyết tương đối – phụ thuộc mạnh mẽ vào phần thuỳ trong não. Thêm một điều đặc biệt nữa: Não của Einstein là trường hợp duy nhất không có đường rãnh “sulcus” ngăn cách phần thuỳ thuộc thái dương (temporal lobe) với phần thuỳ dưới hộp sọ (parietal lobe). Trong não của Einstein, đường rãnh này lại nằm ở một vị trí khác. Các nhà khoa học suy đoán rằng sự vắng mặt đường rãnh tại phần thuỳ có thể cho phép hình thành thêm nhiều neuron thần kinh tại khu vực này, thiết lập nên một kênh thông tin nối liền các phần não với nhau để cùng làm việc chung một cách dễ dàng, tạo ra một khu vực rộng phi thường trên vỏ não có khả năng tổng hợp cao. Phát hiện này đã hé mở một giải thích cho cái được gọi là “gene thông minh” và rọi một tia sáng mới vào thế giới của khoa thần kinh học.
02.Bí mật hai bán cầu não
Một trong các công trình y học nổi tiếng từng đoạt giải Nobel trong thập kỷ 1960 là việc khám phá ra chức năng của hai bán cầu não. Bán cầu trái phụ trách các hoạt động “lạnh”: tư duy lôgích, tính toán, diễn đạt ngôn ngữ, phân tích lý luận. Bán cầu phải chỉ huy các hoạt động “nóng”: cảm xúc nghệ thuật, trí tưởng tượng không gian, nhận thức trực giác, những liên tưởng mơ hồ. “Hai tính cách đối lập như Âm và Dương cùng tồn tại trong một cái đầu”, John McCrone đã viết như vậy trên tạp chí New Scientist số ra ngày 3/7/99. Tuy nhiên, theo McCrone, những nghiên cứu nội soi (scanning) gần đây cho thấy sự phân biệt chức năng biệt lập như trên tỏ ra không hoàn toàn chính xác. Thực tế hai bán cầu không làm việc riêng rẽ, mà phối hợp bổ xung nhau trong cùng một hoạt động. Chúng khác nhau ở kiểu xử lý (processing style). Gereon Fink ở Đại học Dusseldorf, Đức, và John Marshall ở Bệnh viện Radcliffe, Oxford, Anh cùng nhau làm thí nghiệm nhận mặt chữ, một loại hoạt động ngôn ngữ mà trước đây người ta cho rằng thuộc trách nhiệm của bán cầu trái. Người được chọn (NĐC) để thí nghiệm phải nhìn vào một chữ S lớn được cấu tạo bởi nhiều chữ F nhỏ. Người ta tiêm vào máu NĐC một chất hoá học có khả năng phóng xạ. Khi não hoạt động, chất phóng xạ sẽ cho tín hiệu phát sáng. Kết quả rất rõ ràng: Khi NĐC tập trung vào chữ nhỏ F thì bán cầu trái phát sáng, khi tập trung vào chữ lớn S thì bán cầu phải phát sáng. Fink và Marshall phát triển thí nghiệm theo chiều sâu phức tạp hơn và cuối cùng đi tới kết luận: Trong cùng một hoạt động là ngôn ngữ, bán cầu trái xử lý chi tiết, bán cầu phải cho bức tranh toàn cảnh panorama; bán cầu trái chú ý tới cái vỏ của ngôn ngữ (ngữ pháp, kết cấu từ ngữ), bán cầu phải tổng hợp cái thần của ngôn ngữ (ý nghĩa của lời nói, câu văn). Tuy nhiên trong một thí nghiệm khác, NĐC nhìn vào bức tranh một cái mỏ neo lớn cấu tạo bởi nhiều cái mỏ neo nhỏ, kết quả rất bất ngờ, trái ngược với thí nghiệm trước: Bán cầu trái tập trung vào bức tranh toàn cảnh, trong khi bán cầu phải lại phản ứng với chi tiết. Điều này lại càng thúc đẩy các thí nghiệm mới tiếp tục, đồng thời đưa ra những giải thích lý thuyết xác đáng. Tuy nhiên có một điều đã rõ ràng mà Fink và Marshall đã công bố trên tạp chí Nature: Cần phải có cách nhìn mới đầy đủ và chính xác hơn về sự phân biệt chức năng của hai bán cầu não, đó là sự khác nhau về kiểu xử lý thông tin.
Có một chi tiết phụ đáng lưu ý: McCrone đã mở đầu bài báo với khái niệm Yin (Âm) và Yang (Dương). Phải chăng tác giả muốn gợi ý chúng ta nhớ tới một nguyên lý căn bản trong khoa học đông phương: Âm và Đương không phải là hai mặt mâu thuẫn đối kháng, mà chúng hoà hợp bổ xung cho nhau, “trong Âm có Dương, trong Dương có Âm” ?
03.Trẻ em và Ngôn ngữ
Hiện tượng những bệnh nhân sau cơn đột quỵ não (stroke) bị câm, rồi bình phục, nhưng không sao nói được tiếng mẹ đẻ trong khi nói được một ngôn ngữ thứ hai đã biết trước đó, cho thấy: Vùng điều khiển ngôn ngữ không-phải-tiếng-mẹ-đẻ (non-native languages) trong não có vị trí khác biệt với vùng điều khiển ngôn ngữ mẹ đẻ. Đó là nhận định trên New Scientist số ra ngày 24 tháng 7 năm 1999.
Theo tạp chí này, vị trí “cư trú” của một ngôn ngữ trong bộ não phụ thuộc vào thời điểm ngôn ngữ này được “nạp” vào bộ não. Thật vậy, so sánh mô hình tổ chức trong não của “những người song ngữ thực sự” (true bilanguals)-người có hai ngôn ngữ nhuần nhuyễn như tiếng mẹ đẻ-với người học một ngôn ngữ thứ hai lúc đã lớn tuổi, các nhà khoa học nhận thấy có sự khác nhau rõ rệt. Đồng thời người ta cũng đã xác định được rằng sự thiết lập tổ chức trong não hình thành rất sớm ngay từ trước khi trẻ em học nói. Một ngành thần kinh học hiện đang tập trung nghiên cứu xem điều gì đã xây ra trong não của trẻ sơ sinh để tìm lời giải đáp tại sao trẻ em học ngôn ngữ nhanh hơn người lớn rất nhiều. Kết quả sơ bộ cho thấy trẻ sơ sinh chứa đựng một tiềm năng to lớn trong việc học ngôn ngữ. Một em bé Nhật Bản 6 tháng tuổi có thể phân biệt rõ ràng hai âm tiết “right” với “light”, trong khi các du khách Nhật Bản lớn tuổi mà ta thường gặp ở Anh và Mỹ lại thường xuyên lẫn lộn hai từ đó với nhau lúc hỏi đường. Trong tiếng Nhật không có sự phân biệt âm “r” và “l” nên có thể khả năng phân biệt hai âm đó đã bị xoá khỏi bộ óc trẻ em Nhật ngay từ tuổi học nói. “Khi ta học một ngôn ngữ tức là ta xây dựng những vết nhớ lâu dài (permanent memory traces) trong não. Không có các dấu vết này thì bạn không thể nghe hoặc nói một ngôn ngữ như một người có ngôn ngữ đó là tiếng mẹ đẻ”, Marie Cheour tại khoa thần kinh Đại học Helsinki nói. Bà cho biết giai đoạn đầu tiên và quan trọng nhất trong việc tiếp thu ngôn ngữ là thiết lập cấu trúc ngữ âm diễn ra vào tuổi thơ của con người. Âm thanh được nghe thường xuyên và lặp đi lặp lại trong tiếng mẹ đẻ sẽ tạo nên những vết nhớ lâu dài. Những vết nhớ này sẽ tạo nên một sơ đồ trí óc (mental map) tương ứng với ngôn ngữ đó. Sơ đồ này giúp con người phản ứng với ngôn ngữ mẹ đẻ một cách tự nhiên. Nhưng với một ngôn ngữ thứ hai (ngoại ngữ) được học lúc đã lớn tuổi, sơ đồ này sẽ đóng vai trò như một bộ lọc. Trong quá trình lọc, nhiều đặc điểm của ngôn ngữ mới bị mất (chẳng hạn sự phân biệt âm “r” và “l” đối với người Nhật Bản). Người song ngữ thực sự không rơi vào trường hợp này bởi họ có hai sơ đồ khác nhau tương ứng với hai ngôn ngữ, do đó họ có thể sử dụng hai ngôn ngữ tự nhiên như nhau. Thống kê cho thấy những người song ngữ thực sự đều sống trong môi trường song ngữ từ khi còn nhỏ, được nghe thường xuyên âm thanh của cả hai ngôn ngữ ngay từ khi họ chưa hiểu gì cả. “Cách tốt nhất để học một ngôn ngữ là nghe âm thanh của ngôn ngữ đó”, đó là kết luận của bài báo trên New Scientist.
04.Hiệu ứng Mozart
Trong lĩnh vực khoa học thần kinh gần đây xuất hiện một thuật ngữ mới: : “Hiệu ứng Mozart” (Mozart Effect), phản ánh hiệu quả tích cực của âm nhạc Mozart nói riêng và âm nhạc cổ điển nói chung đối với hệ thần kinh. Nghe nhạc Mozart sẽ làm cho bộ óc bạn khoẻ khoắn hơn rất nhiều. Đó là kết quả nghiên cứu của Gordon Shaw, nhà sinh học thần kinh (neurobiologist) tại Đại học California và Frances Rauscher, nhà tâm lý học tại Đại học Wisconsin.
Ý tưởng “Hiệu ứng Mozart” xuất hiện lần đầu tiên từ hơn mười năm trước đây khi Gordon Shaw bắt tay vào nghiên cứu cách mô phỏng hoạt động của hệ thần kinh trên computer. Shaw nhận thấy nhóm các tế bào thần kinh liên kết với nhau theo những mô hình đặc trưng và theo những nhịp điệu nào đó. Shaw cho rằng những mô hình tự nhiên này tạo nên ngữ pháp cơ bản (basic grammar) của hoạt động tinh thần. Để khảo sát các mô hình và nhịp điệu đặc trưng đó, Shaw cùng với một sinh viên của ông là Xiaodan Leng nẩy ra sáng kiến ghi tín hiệu ra (output) bằng âm thanh, thay vì bằng biểu đồ in trên giấy như mọi khi. Họ vô cùng ngạc nhiên trước âm thanh tạo ra từ mô hình nhịp điệu thần kinh lại có cái gì đó giôngs như âm nhac Baroque, hoặc nhạc phương đông, hoặc nhạc dân gian có giai điệu tinh tế. Shaw nói: “Tôi không nói rằng đó là một thứ âm nhạc cao siêu, nhưng rõ ràng đó là một thứ âm nhạc có phong cách có thể nhận thấy được, rất khác biệt”. Nếu hoạt động của não có nhịp điệu giống như âm nhạc, liệu chúng ta có thể hiểu được ngữ pháp của hệ thần kinh bằng cách tạo ra quá trình ngược hay không, tức là quan sát xem âm nhạc tác động như thế nào đối với nhịp điệu hoạt động của não ? Shaw đặt vấn đề như vậy, và ông quyết định chọn một tác giả âm nhạc tiêu biểu để nghiên cứu, đó là Amadeus Mozart, thiên tài âm nhạc của mọi thời đại. Shaw nói: ” Nếu có người nào đó có thể ghi dấu ấn sâu xa vào trong cấu trúc của não, thì đó là Mozart”.
Năm 1995, Shaw cùng với Frances Rauscher quyết định sử dụng một phần của tiêu chuẩn chỉ số thông minh IQ để đánh giá tác động của âm nhạc Mozart đối với khả năng nhận biết hình ảnh. Khả năng này vốn được coi là cơ sở của nhiều kỹ năng tư duy phức tạp, trong đó có khả năng tưởng tượng hình ảnh từ một vật được nhìn theo các góc chiều khác nhau, một loại khả năng mang rất nhiều yếu tố toán học. Thí nghiệm cụ thể như sau: người ta gấp một tờ giấy theo nhiều nếp gấp khác nhau, sau đó cắt một hay nhiều đường cắt để thu được một tờ giấy giống như giấy “doily” dùng để trang trí, đặt dưới những chiếc đĩa ăn hoặc dưới những chiếc bánh kem trong những bữa dạ tiệc long trọng. Có 79 sinh viên tham gia đoán tờ giấy doily sau khi cắt sẽ có hình dạng như thế nào. Thí nghiệm lần thứ nhất tiến hành bình đẳng với mọi thí sinh. Sau đó sinh viên được chia làm 3 nhóm. Nhóm I ngồi im trong 10 phút. Nhóm II được nghe biểu diễn một bản nhạc sonate của Mozart viết cho piano. Nhóm III được nghe nhạc qua cassette, nhưng không phải nhạc cổ điển, mà là nhạc minimalist – nhạc sử dụng những công cụ điện tử thông thường có giai điệu đơn giản lặp đi lặp lại không trau chuốt, không cần làm đẹp, không có biến tấu. Sau đó tất cả cùng trở lại làm thí nghiệm lần thứ hai. Kết quả: Nhóm II (nghe nhạc Mozart) đoán đúng hình dạng “doily” them 62% so với lúc không được nghe nhạc, nhóm I (ngồi im) đoán đúng thêm 14%, nhóm III (nghe loại nhạc tầm thường) chỉ đoán đúng 11% ! Những thí nghiệm khác cũng cho kết quả tích cực: Chuột được nuôi trong không gian âm nhạc Mozart chạy nhanh hơn và chính xác hơn trong một “mê cung” nhiều đường ngang dọc rắc rối. Người mắc bệnh Alzheimer hoạt động trở nên bình thường hơn nếu được nghe nhạc Mozart thường xuyên, thậm chí âm nhạc còn làm giảm bớt sự khốc liệt của những cơn động kinh.
Không có gì để ngạc nhiên sau khi “Hiệu ứng Mozart” được xác nhận, một số đĩa nhạc cổ điển đã trở thành best-sellers, trong đó có hai đĩa CD sau đây lọt vào ‘top ten” của Hãng Billboard: “Music for The Mozart Effect Vol1-Strengthen The Mind” và “The Mozart Effect: Music for Children Vol 1-Tune Up Your Mind”. Mặc dù còn nhiều ẩn số khoa học phải nghiên cứu tiếp, tác động tích cực của âm nhạc đối với hoạt động thần kinh là điều đã rõ ràng. Vấn đề là phải chọn lựa thứ âm nhạc nào.
05.Chuột Doogie và bí mật của trí nhớ
Bạn để quên chiếc chìa khoá xe ở đâu đó ? Hoặc đang giải một bài toán tích phân ? Hoặc tham gia biểu diễn bản giao hưởng số 9 của Beethoven ? Tất cả đều phụ thuộc vào trí nhớ. Trí nhớ là một hoạt động thần kinh quan trọng nhất, phổ biến nhất, và là thước đo sức khoẻ của tinh thần. Nhưng trí nhớ thực chất là cái gì ? Bản chất vật chất của nó ra sao ? Một công trình xuất sắc góp phần trả lời câu hỏi đó vừa được công bố trên Scientific American số tháng 4/2000 : Bằng công nghệ gien, Joe Tsien, giáo sư Đại học Princeton, đã tạo ra được một giống chuột gọi là Doogie có trí nhớ tốt hơn hơn chuột bình thường.
Cách đây 51 năm, Donald Hebb, nhà tâm lý học Canada, lần đầu tiên nêu lên lý thuyết giải thích cơ chế vật chất của trí nhớ : Trí nhớ hình thành khi hai neuron thần kinh nối với nhau hoạt động đồng thời theo cách tăng cường khớp thần kinh (synapse) ở nơi hai tế bào đó tiếp xúc với nhau; Thông tin dưới dạng hoá học được truyền từ tế bào tiền khớp (presynaptic cell) sang tế bào hậu khớp (postsynaptic cell). Lý thuyết này được gọi là nguyên lý Hebb. Năm 1973, Timothy Bliss và Terje Lomo tại Đại học Oslo phát hiện ra rằng tế bào thần kinh tại vùng xác định hình ảnh trong não của một con ngựa biển (sea horse) trở nên liên kết chặt chẽ với nhau hơn khi được kích thích bởi một xung điện tần số cao. Hiện tượng này, gọi tắt là LTP, có thể kéo dài hàng giờ, hàng ngày, thậm chí hàng tuần. Phát hiện này hấp dẫn các nhà khoa học bởi lẽ khu vực xác định hình ảnh trong não, gọi là hippocampus, là một cấu trúc quan trọng trong việc hình thành trí nhớ. It lâu sau, Mark Bear tại Đại học Brown phát hiện hiện tượng tương tự gọi là LTD: các tế bào thần kinh sẽ giảm mối liên kết nếu kích thích bởi một xung điện tần số thấp. LTP và LTD chứng tỏ trạng thái hoạt động truyền thông tin tại khớp thần kinh có thể thay đổi: hưng phấn hoặc suy giảm. Cơ cấu vật chất nào kiểm soát sự thay đổi đó ? Một loạt công trình nghiên cứu trong các thập kỷ tiếp theo đều cho thấy đó là những phần tử tiếp nhận NMDA (NMDA receptors) lưu trú trên màng tế bào của các neuron hậu khớp (NMDA là chữ viết tắt của một chất hoá học có tên là N-methyl-D-aspartate). Thực ra những phần tử này là những cái lỗ nhỏ li ti được cấu tạo bởi bốn chuỗi protein kiểm soát việc hấp thụ ion can-xi của neuron thần kinh. Chúng được xem như những cái công-tắc đóng mở bé xíu ở cấp độ phân tử hoạt động như những Ỏthám tử trùng hợp ngẫu nhiênÕ giúp cho bộ não hoạt động phù hợp với dòng thông tin chuyển qua các khớp thần kinh và với các xung điện. Bốn năm trước đây, Joe Tsien với những nghiên cứu tỉ mỉ hơn về cơ cấu tiếp nhận NMDA đã phát hiện thấy chúng bao gồm hai thành phần gọi là NR2A và NR2B, trong đó NR2B có tác động rõ rệt đối với bộ não. Công trình tạo chuột Doogie là sự tiếp nối các công trình trước đây nhằm đi đến kết luận khẳng định về vai trò chủ yếu của cơ cấu tiếp nhận NMDA và NR2B trong việc hình thành trí nhớ.
Công nghệ tạo chuột Doogie gồm những bước sau đây: 1-Tách riêng trứng chuột đã thụ tinh, 2-Cấy gien mã hóa NR2B của cơ cấu tiếp nhận NMDA vào nhân trứng và nhân tinh trùng trong trứng đã thụ tinh, 3-Để cho trứng phân chia, 4- Cấy một số thành phần phân chia của trứng này vào chuột cái, 5-Để cho chuột cái này sinh đẻ, trong số những chuột con sinh ra chỉ có một số chứa gien NR2B, 6- Tách riêng những chuột chứa gien NR2B và để chúng sinh nở, đó là thế hệ chuột Doogie ra đời.
Joe Tsien đã cho những chú Doogie của mình cùng với những chú chuột bình thường khác Ỏđọ trí thông minhÕ trong một kỳ Ỏsát hạchÕ khả năng nhận dạng đồ vật, một khả năng được coi là cơ sở của hoạt động học và nhớ. Chúng được tiếp xúc với hai đồ vật, tha hồ Ỏlàm quenÕ, Ỏtìm hiểuÕ theo bản năng Ỏtò mòÕ lục lọi của loài chuột. Sau một thời gian, cuộc thí nghiệm được lặp lại, nhưng lần này một trong hai đồ vật cũ được thay đổi, nghĩa là trong hai đồ vật có 1 cũ và 1 mới. Kết quả: Trong cùng một thời gian Ỏthi cửÕ như nhau, chuột Doogie không Ỏbận tâmÕ đến đồ vật cũ mà dành toàn bộ thời gian để lục lọi Ỏtìm hiểuÕ đồ vật mới, trong khi chuột bình thường đã Ỏchóng quên quá khứÕ, cùng một lúc vẫn lục lọi cả hai đồ vật mới cũ như nhau. Chuột Doogie có trí nhớ tốt hơn chuột bình thường ! Trong một thí nghiệm khác, những chú chuột được ném vào một bể nước đục như sữa, nhìn không rõ, trong đó người ta đã đặt một tấm ván có mầu sắc lẫn với nước, các chú chuột được thử thách khả năng mò tìm ra tấm ván để leo lên thành bể ra chỗ khô ráo (chuột sợ nước). Đầu tiên chuột Doogie và chuột bình thường được luyện tập làm quen với Ỏđề thiÕ. Sau một thời gian, cuộc thi bắt đầu, kẻ thắng cuộc là kẻ tiêu phí thời gian ít nhất để leo được lên bờ. Kết quả chuột Doogie luôn luôn thắng cuộc vì chúng nhớ được cách thức tìm ra tấm ván, và do đó tìm ra tấm ván nhanh hơn chuột bình thường. Một loạt thí nghiệm khác đã được tiến hành đều xác nhận chuột Doogie có trí nhớ lâu gấp 4 hoặc 5 lần chuột bình thường.
Liệu có thể áp dụng công nghệ tương tự để tạo ra con người có trí nhớ tốt hơn và thông minh hơn không ? Scientific American trả lời: Về lý thuyêt có thể được, nhưng bài toán này vấp phải hai chướng ngại lớn, một là hệ thần kinh của con người quá phức tạp so với loài vật, hai là vấn đề đạo đức trong việc cấy gien vào con người chưa cho phép làm như vậy; Tuy nhiên công trình của Joe Tsien đã cung cấp một dấu hiệu rõ ràng về khả năng chế tạo được một loại thuốc tăng cường trí nhớ, dựa trên công thức của cơ cấu tiếp nhận NMDA và của thành phần NR2B. Bản thân Joe Tsien đã kết hợp với nhà tư bản Charles Hsu để thành lập một công ty dược phẩm sử dụng phát minh của mình nhằm chế tạo loại thuốc nói trên. Tsien cho rằng loại thuốc mới có khả năng chữa được những bệnh thần kinh hiểm nghèo như bệnh mất trí nhớ (Alzheimer), tuy nhiên cũng phải mất ít nhất một thập kỷ nghiên cứu nữa.
06.Chuột có não người
Theo tin Reuters ngày 23-2-01, các nhà khoa học tại Công Ty Công Nghệ Sinh Học Stemcells tại California vừa mới tạo được một giống chuột trong phòng thí nghiệm có tế bào não của con người, đánh dấu một bước tiến tiềm tàng tới việc phát triển các phương pháp điều trị các bệnh não của con người như Alzheimer, Parkinsons, v.v… nhưng cũng đồng thời làm dấy lên mối lo ngại về những hậu quả đạo đức do công nghệ sinh học có thể gây ra.
Y’ nghĩa quan trọng của thí nghiệm này là ở chỗ đây là lần đầu tiên các nhà khoa học đã chứng minh được rằng các “tế bào chủ” (stem cells–tế bào có thể phát triển thành bất kỳ dạng tế bào nào khác) trong não của con người có thể đưa được vào trong sọ não của chuột để sinh trưởng trong đó. Irving Weissman, giáo sư Đại học Stanford tham gia chương trình nghiên cứu này, cho biết “bước tiếp theo sẽ là tạo ra những con chuột với bộ não hoàn toàn là tế bào não của con người” (!), mặc dù ông nói rằng sẽ có một sự cân nhắc rất cẩn thận về vấn đề đạo đức trước khi bước đi này được thực hiện. Trong khi đó Ann Tsukamoto, phó chủ tịch các hoạt động khoa học của Stemcells, giải thích: “Chúng tôi không tái tạo bộ óc của con người. Chúng tôi thực sự chỉ cố gắng tìm hiểu những tế bào chủ này có thể hoạt động như thế nào, và chúng có thể được sử dụng như thế nào trong việc điều trị các căn bệnh đặc biệt”. Thật vậy, nghiên cứu của Stemcells trước tiên nhằm cô lập tế bào chủ trong não của con người trong phòng thí nghiệm, sau đó đưa chúng vào não chuột. Khi chuột trưởng thành, các tế bào chủ của người sẽ phát triển thành hầu hết các tế bào chuyên biệt trong khắp bộ não của chuột. “Dường như các tế bào não của người có thể tuân theo các chỉ dẫn được đặt vào trong não của chuột. Chúng tạo ra những thành phần của con người bên trong cái mà rõ ràng vẫn là não của chuột”, Weissman nói.
Mặt khác, việc cô lập và nuôi dưỡng tế bào chủ của con người trong phòng thí nghiệm thành công lần này sẽ thúc đẩy việc thành lập các ngân hàng tế bào nhằm cung cấp cho công nghệ cấy ghép tế bào vào trong con người trong tương lai.
Mặt trái của thắng lợi khoa học nói trên là ở chỗ nó đã xoá nhoà ranh giới phân biệt giữa con người với con vật xưa nay, bởi lẽ người ta có thể lập tức nghĩ tới khả năng ngược lại, đưa tế bào não của động vật vào não của con người (!). Chính các tác giả của công trình này cũng bị sức ép nặng nề của vấn đề đạo đức. Nhưng điều đáng lo ngại là trong khi họ thấy sự cần thiết xem xét khía cạnh đạo đức thì họ lại phân biệt phạm trù đạo đức với phạm trù khoa học: “Bạn có thể hỏi một nhà đạo đức học câu hỏi bao nhiêu phần trăm trong bộ não của con người sẽ là tế bào cuả con người để rồi bạn bắt đầu lo lắng. Nhưng đó là lĩnh vực của các nhà đạo đức học chứ không phải của các chuyên gia thí nghiệm để quy định đâu là giới hạn nghiên cứu của chúng tôi” (!).
07.Tâm trí vẫn tiếp tục hoạt động sau khi não đã chết
Ngày 29-6-2001, một bản tin của Reuters phát đi từ Los Angeles đã gây xôn xao dư luận bởi nội dung cho biết một nhóm nghiên cứu thuộc Bệnh Viện Trung Ương Southampton, Anh, sau nhiều đợt nghiên cứu trạng thái thần kinh của các bệnh nhân suy tim bị chết lâm sàng đã đi đến kết luận tâm trí có thể vẫn tiếp tục hoạt động sau khi não đã chết. Đây là phần khởi đầu của một chương trình nghiên cứu lâu dài về đề tài “Những kinh nghiệm cận kề cái chết”, gọi tắt là NDEs (Near-Death Experiences). Kết quả nghiên cứu đã được trình bầy trước các nhà khoa học của Viện công nghệ California (Caltech), đồng thời công bố trên tạp chí Resuscitation.
Đối tượng nghiên cứu đợt đầu tiên gồm 63 bệnh nhân suy tim đã chết lâm sàng nhưng rồi sau đã sống lại. Một tuần lễ sau những bệnh nhân này được phỏng vấn về kinh nghiệm của họ, những gì họ đã thấy hoặc cảm nhận được trong thời gian mà thể xác của họ bị coi là đã chết. Kết quả 56 người trả lời họ không nhớ được điều gì, 7 người nói rằng họ nhớ, trong đó có 4 người đã nhớ một cách rành mạch những điều họ suy nghĩ, suy luận, di chuyển đi lại và trao đổi liên lạc với những người khác ra sao sau khi các bác sĩ đã xác định não của họ không còn hoạt động nữa. Bên cạnh những điều những bệnh nhân này nói ra thuộc về ý nghĩ, cảm giác mang tính chất nội tâm riêng của từng người là điều khó xác định tính xác thực, có những điều có thể kiểm chứng được, chẳng hạn họ trông thấy gì ở xung quanh, v.v…Trong số đó có một em bé mới 3 tuổi, bị chết lâm sàng do một cơn tai biến ngập máu (seizure), đã kể lại rằng em đã nhìn thấy chính em, và em đã vẽ một bức tranh miêu tả những gì em nhìn thấy. 6 tháng sau em lại vẽ lại đúng bức tranh đó mặc dù không có bức tranh cũ trước mặt. Sam Parnia, một thành viên chủ yếu của nhóm nghiên cứu, cho biết tất cả các bệnh nhân này đã được kiểm tra kỹ lượng ôxy trong não, bởi vì nếu não bị thiếu ôxy thì bệnh nhân sẽ mất hết trí nhớ và hoàn toàn lẫn lộn. Nhưng không có một bệnh nhân nào trong thí nghiệm rơi vào trường hợp não thiếu ôxy. Sau đợt nghiên cứu đầu tiên, Parnia và các cộng sự tiếp tục tìm thấy 3500 trường hợp khác có trí nhớ rõ ràng về những điều xẩy ra vào thời điểm mà họ bị coi là đã chết lâm sàng. Nhiều bệnh nhân trong số đó đã miễn cưỡng kể lại sự việc vì nội dung có những điều khó tin và họ sợ bị nghĩ là điên. Parnia nói: “Chúng tôi cần phải mở rộng phạm vi nghiên cứu, nhưng kết quả thí nghiệm cho thấy có thể ý thức (consciousness) vẫn tiếp tục suy nghĩ và suy luận ngay cả khi tim đã ngừng đập, bệnh nhân không thở và hoạt động của não hoàn toàn không còn gì”. Sau đó Parnia đưa ra một giả thuyết táo bạo cho rằng tinh thần của con người (tư duy, lý luận, tưởng tượng,…) là một thực thể tồn tại độc lập với bộ não, não chỉ là một cơ cấu dùng để thể hiện các hoạt động tinh thần đó ra mà thôi, tương tự như máy truyền hình (Tivi) là một cơ cấu dùng để thể hiện các sóng lan truyền trong không gian thành hình ảnh hoặc âm thanh, các sóng này tồn tại độc lập với chiếc Tivi. Theo Parnia, trong thực tế khi một người có bộ não ngừng hoạt động và tất nhiên chúng ta không thấy người đó còn có một hoạt động tinh thần nào nữa thì điều đó không nhất hiết có nghĩa là tinh thần của người đó đã chấm dứt, mà thực ra là “chiếc Tivi” đã bị hỏng mà thôi. Parnia không tán thành quan điểm cho rằng bộ não “tạo ra” tinh thần, bởi vì cho đến nay không ai biết được cơ chế của sự “chế tạo” đó là như thế nào. Trong một quá trình sản xuất chúng ta có thể biết rõ sự biến đổi nguyên liệu từ đầu vào qua từng bước để biến thành sản phẩm ở đầu ra. Trong hoạt động thần kinh ta chỉ biết được mối quan hệ tương ứng giữa hoạt động thần kinh với hoạt động tinh thần mà thôi, chứ không thể biết rõ sự biến đổi trong hệ thần kinh (hoạt động vật chất) đã biến hóa trực tiếp thành sản phẩm tinh thần ra sao. Parnia nói: “Bộ não bản thân nó cũng được cấu tạo bởi các tế bào giống như mọi bộ phận khác, và thực ra nó không thể sản xuất ra (producing) hiện tượng chủ quan của ý nghĩ mà con người có”.
Quan điểm của Parnia dường như mới lạ và trái ngược với quan điểm truyền thống về mối quan hệ giữa hoạt động của bộ não với hoạt động tinh thần. Tuy nhiên nó gợi ý những suy nghĩ mới về khái niệm vật chất. Nếu coi tinh thần là một dạng vật chất đặc biệt, có thể dưới dạng năng lượng như nhiều tài liệu nghiên cứu về “năng lượng tinh thần” đã thừa nhận, thì vẫn có thể giải đáp được những nghi vấn của Parnia.
08.Gene ngôn ngữ
X uất phát từ những nghiên cứu bệnh lý liên quan đến ngôn ngữ trong một dòng họ ở London, tiến sĩ Anthony Monaco và các đồng nghiệp thuộc Đại học Oxford, Anh, đã phát hiện ra gene FOXP2 thuộc nhiễm sắc thể số 7 là gene chịu trách nhiệm điều khiển các hoạt động thần kinh liên quan đến ngôn ngữ. Đây là một đột phá hết sức quan trọng bởi lẽ lần đầu tiên một “gene hành vi” (behavioral gene) đã được phát hiện, rọi ánh sáng vào một câu hỏi lớn “Yếu tố sinh học nào làm cho loài người khác hẳn các giống loài khác ?”.
Trong 31 thành viên thuộc ba thế hệ của dòng họ KEs có tới 15 thành viên bị những khiếm khuyết dường như bẩm sinh về ngôn ngữ. Những khiếm khuyết này không chỉ thể hiện dưới dạng khuyết tật cơ lý như những khó khăn trong cử động miệng, môi, lưỡi dẫn đến khó khăn trong phát âm, chẳng hạn không thể phát ra âm “s” ở cuối những từ như “girls”, “boys”, v.v… mà còn thể hiện dưới dạng khuyết tật tư duy ngôn ngữ như những khó khăn trong việc tiếp thu những quy tắc ngữ pháp, chẳng hạn không thể chia động từ đúng thì, v.v… Những khiếm khuyết này trầm trọng đến mức không chỉ người ngoài dòng họ rất khó có thể hiểu được những người bị khiếm khuyết đó nói gì mà ngay cả những người trong dòng họ cũng không hiểu nhau khi tiếp xúc trao đổi với nhau. Vì tỷ lệ những người bị khiếm khuyết trong dòng họ chiếm tới 1/2 nên nhóm của Monaco nhìn thấy ở đó một nguyên nhân mang yếu tố di truyền, do đó đã quyết định săn lùng một gene nào đó đã bị biến đổi hoặc bị thiếu khuyết trong dòng họ. Dựa trên những liên hệ giữa hệ nhiễm sắc với các vùng hoạt động của hệ thần kinh, Monaco đã khoanh vùng nghiên cứu vào nhiễm sắc thể số 7 trong 23 cặp nhiễm sắc của con người. Suốt trong ba năm qua, nhóm của Monaco đã kiên trì xem xét tỷ mỉ từng gene một trong tổng số 100 genes của vùng này. Công trình có thể kéo dài hơn nếu không có một dịp may xẩy đến khi nữ tiến sĩ Jane Hurst phát hiện thấy một bệnh nhân không thuộc dòng họ KEs nhưng có trạng thái bệnh lý ngôn ngữ giống hệt. Sự bất thường trên thể nhiễm sắc số 7 của bệnh nhân này đã giúp cho nhóm của Monaco nhận dạng được một gene biến đổi đặc biệt: Trên một vùng của chiếc thang xoắn DNA gồm khoảng 2500 bậc thang A-T, T-A, C-G, G-C sắp xếp theo trình tự xác định tạo thành mã của gene FOXP2, có một bậc thang bị “xộc xệch”, không giống với trình tự thông thường. Kiểm tra lại trên dòng họ KEs, nhóm nghiên cứu thấy rõ hiện tượng biến đổi gene FOXP2 cũng xẩy ra tương tự trên 15 thành viên bị khiếm khuyết về ngôn ngữ , nhưng hoàn toàn không xẩy ra trên 16 thành viên còn lại. Cẩn thận hơn, Monaco cho tiếp tục kiểm tra DNA của 150 tình nguyện viên khác và kết quả cho phép khẳng định gene FOXP2 liên quan mật thiết đến khả năng ngôn ngữ: Sự biến đổi mặc dù chỉ xẩy ra trên đúng một đơn vị của mã gene nhưng đủ để gây nên tác hại trong khả năng phát triển ngôn ngữ. Trước nghiên cứu này, người ta đã biết rằng gene FOXP2 đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hoạt động của một số genes khác. Nó gắn bó với một số genes khác về mặt vật lý, điều hoà sự tác động của các genes này đối với hoạt động của bộ não trong khi bào thai phát triển. Kết hợp với khám phá mới , các nhà khoa học kết luận rằng gene FOXP2 vừa đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển não của bào thai vừa đóng vai trò quan trọng đối với việc phát triển khả năng ngôn ngữ. Điều này giải thích vì sao các trẻ em không có khuyết tật có thể tiếp thu ngôn ngữ (kể cả ngoại ngữ) một cách tự nhiên, dễ dàng, nhanh chóng so với người lớn. Trẻ em học nói theo bản năng bẩm sinh từ trong bụng mẹ, trong khi người lớn nếu phải học một ngôn ngữ mới thì sẽ học thông qua sự cố gắng nạp thông tin vào bộ nhớ của não. Gene FOXP2 có thể đặc biệt tác động vào tuổi còn thơ ấu.
Sự khám phá ra gene ngôn ngữ không chỉ giúp y học tìm ra những liệu pháp chữa trị các bệnh lý liên quan đến ngôn ngữ, mà còn đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc tìm hiểu yếu tố sinh học nào quyết định làm cho loài người hơn hẳn động vật. Bởi lẽ ngôn ngữ dưới dạng các tổ hợp ký hiệu âm thanh và hình tượng là một đặc trưng phân biệt loài người với mọi giống loài khác. Loài hắc tinh tinh (chimpanzee) được coi là gần với loài người nhất cũng chỉ có khả năng phân biệt các chữ cái, các con số, hoặc thậm chí các từ, nhưng không thể nào lắp ghép các từ thành một câu có ý nghĩa. Rất có thể gene FOXP2 đóng một vai trò nào đó trong sự phân chia ranh giới này. Nếu xác định được ranh giới sinh học chính xác này thì đây sẽ là một phát minh thuộc vào loại vĩ đại nhất của loài người. Nhóm của Monaco hiện đã lập tức kết hợp với tiến sĩ Svante Paabo ở Leipzig, Đức, một chuyên gia hàng đầu về hắc tinh tinh, để tìm cách so sánh gene của người với gene của hắc tinh tinh nhằm xác định chính xác hơn những yếu tố sinh học quyết định khả năng ngôn ngữ.
Một số nhà khoa học cho rằng vấn đề ngôn ngữ là một thế giới vô cùng rộng lớn và phức tạp, không thể chỉ có một gene duy nhất điều khiển. Bản thân Monaco cũng tuyên bố rằng khám phá mới về gene FOXP2 cũng chỉ là một thắng lợi mở đầu cho một nghiên cứu rộng lớn hơn nhiều. Nhưng tất cả các nhà khoa học đều thừa nhận đây là một đột phá “Herculean” (Hercule là anh hùng nổi tiếng nhất và mạnh mẽ nhất trong thần thoại Hy Lạp), một khám phá vô cùng hấp dẫn.
09.Gene thông minh nằm trong thể nhiễm sắc giới tính nữ!
Blaise Pascal, một thiên tài toán học và triết học của Pháp, từng nhận định: “Thiên tài là một sự kiên nhẫn lâu dài” (Le génie est une longue patience). Điều này đúng, nhưng có lẽ sẽ là thiếu sót nếu không nhắc đến yếu tố bẩm sinh. Nếu không thừa nhận yếu tố bẩm sinh đối với trí thông minh thì làm thế nào để giải thích trường hợp Wolfgang Amadeus Mozart bắt đầu soạn nhạc lúc mới lên 5 tuổi?
Từ khi khoa học về gene ra đời, các nhà khoa học không ngừng khao khát một ngày nào đó sẽ tìm thấy gene thông minh (genes for intelligence). Với việc hoàn thành bản đồ gene của con người và sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ gene hiện nay, việc tìm kiếm gene thông minh có nhiều hy vọng hơn bao giờ hết. Tháng 5-2002, một khám phá đã làm xôn xao giới khoa học: Horst Hameister và Ulrich Zechner cùng các cộng sự tại Đại học Ulm ở Đức tuyên bố rằng họ phát hiện thấy phần lớn gene thông minh nằm trong thể nhiễm sắc X – thể nhiễm sắc giới tính nữ, từ đó giải thích được một loạt hiện tượng thần kinh từ trước đến nay chưa ai giải thích được.
Nếu lý thuyết của Hameister-Zechner đúng thì đây sẽ là một phát minh vô cùng quan trọng.
1-Từ quan điểm mới đi đến khám phá
Một số người thường nghĩ đơn giản rằng những người tài giỏi là người có gene thông minh, người không tài giỏi không có gene đó. Thực ra không phải như thế. Theo Hameister-Zechner, mọi người đều có gene thông minh, nhưng do mức độ biến đổi của gene thông minh khác nhau nên mức độ thông minh khác nhau. Nếu gene thông minh bình thường thì trí thông minh cũng bình thường. Nếu gene thông minh biến đổi thì trí thông minh sẽ không bình thường. Nếu gene biến đổi theo chiều hướng có lợi thì trí thông minh sẽ vượt trội (thiên tài, năng khiếu hơn người). Ngược lại nếu gene biến đổi theo chiều hướng bất lợi thì trí thông minh sẽ suy giảm, biểu hiện thành các bệnh thoái hoá thần kinh.
Từ quan điểm hoàn toàn mới đó, Hameister-Zechner cho rằng có thể tìm kiếm gene thông minh ở ngay trong số các gene gây nên các bệnh thoái hoá thần kinh ! Do đó nhóm khoa học này đã lao vào tìm kiếm dữ liệu liên quan đến bệnh thần kinh từ một kho dữ liệu cơ sở có tên là OMIM (Online Mendelian Inheritan in Man). Sau một thời gian so sánh, phân tích dữ liệu, Hameister-Zechner đã xác định được tổng cộng 958 gene có biến đổi bất lợi gây ra các bệnh thoái hoá thần kinh, trong đó có 202 gene nằm trong thể nhiễm sắc X, nghĩa là chiếm 21% tổng số gene gây bệnh, trong khi tổng số gene nằm trong thể nhiễm sắc X chỉ chiếm tỷ lệ 4% so với toàn bộ tổng số gene của con người ! Từ đó, Hameister-Zechner rút ra kết luận: Gene thông minh chủ yếu nằm trong thể nhiễm sắc X – thể nhiễm sắc giới tính nữ. Nói cách khác, thể nhiễm sắc X không chỉ chịu trách nhiệm xác định giới tính nữ mà còn chịu trách nhiệm đối với trí thông minh ! Nếu kết luận này đúng thì đây sẽ là một định luật cơ bản mới hết sức quan trọng của khoa học thần kinh và di truyền học.
2-Lý thuyết của Hameister-Zechner
Hameister-Zechner không dừng lại ở khám phá mới mà sử dụng ngay khám phá đó để giải thích những hiện tượng thần kinh từ trước đến nay chưa ai giải thích được :
Một: Số liệu thống kê đối với các bệnh nhân thần kinh cho thấy phụ nữ mắc bệnh thần kinh có tỷ lệ di truyền cho con cháu cao hơn rất nhiều so với nam giới mắc bệnh thần kinh. Tại sao ? Để giải thích, trước hết xin nhắc lại cơ chế sinh học của di truyền: Cặp nhiễm sắc tính dục nữ là X-X, nam là X-Y. Khi cha mẹ hôn phối, 1 thể nhiễm sắc trong cặp X-X của mẹ sẽ kết hợp với 1 thể nhiễm sắc trong cặp X-Y của cha để tạo thành cặp nhiễm sắc tính dục của đứa con. Cụ thể con gái sẽ thừa hưởng X của mẹ và X của cha, con trai thừa hưởng X của mẹ và Y của cha. Bây giờ giả sử trong một gia đình, người mẹ mắc bệnh thần kinh. Khi đó con cái dù là trai hay gái đều thừa hưởng thể nhiễm sắc X của mẹ, do đó xác suất con cái bị bệnh thần kinh rất cao. Ngược lại, giả sử người cha bị bệnh thần kinh nhưng người mẹ hoàn toàn không. Khi đó con trai thừa hưởng X của mẹ và Y của cha, tức là không chứa gene gây bệnh, do đó không có nguy cơ bị di truyền bệnh. Trong khi đó con gái thừa hưởng 1 X của mẹ, 1 X của cha, do đó có khả năng bị di truyền bệnh của cha. Tuy nhiên không phải lúc nào bệnh cũng biểu lộ, chẳng hạn trong trường hợp gene gây bệnh của cha là gene “lặn”, khi đó gene “lặn” nằm trong X thừa hưởng của cha sẽ bị gene tương ứng nằm trong X của mẹ lấn át (gene bình thường lấn át gene “lặn”).
Hai: Từ những thống kê chỉ số thông minh IQ, người ta nhận thấy chỉ số thông minh bình quân của nam và nữ tuy bằng nhau, nhưng “phổ thông minh” của nam rộng hơn: số nam thiên tài nhiều hơn nhưng đồng thời số nam có trí thông minh dưới mức bình thường cũng nhiều hơn. Nói cách khác, trí thông minh của nam biểu lộ rõ hơn ở cả hai thái cực giỏi và kém. Tại sao ? Để giải thích, trước hết cần biết rằng không phải bất kỳ trường hợp biến đổi nào của gene cũng đều biểu lộ thành ưu thế vượt trội hoặc gây ra bệnh tật, bởi vì sự biểu lộ còn phụ thuộc vào yếu tố “trội” hay “lặn”. Nhưng vì gene thông minh nằm trong X nên dù là gene “lặn” nó vẫn có thể biểu lộ ở nam trong khi không biểu lộ ở nữ ! Sự “bất công” này có lý do: Trong cặp nhiễm sắc X-Y của nam không có gene thông minh tương ứng nằm trong Y để lấn át gene “lặn” trong X, ngược lại trong cặp nhiễm sắc giới tính nữ X-X, gene “lặn” trong thể nhiễm sắc X thứ nhất sẽ bị gene tương ứng trong thể nhiễm sắc X thứ hai lấn át.
Lý thuyết của Hameister-Zechner đồng thời còn nêu lên những luận điểm mới về vai trò của phụ nữ trong di truyền và tiến hoá:
Một: Phụ nữ là người mang “thiên chức” di truyền trí thông minh của nhân loại. Thật vậy, giả sử trong một gia đình, người cha thông minh vượt trội. Tuy nhiên trí thông minh của ông không thể di truyền trực tiếp cho con trai được, vì con trai không thừa hưởng X của cha, mà của mẹ. Nói cách khác, nếu một cậu con trai thông minh, ấy là được thừa hưởng di truyền của mẹ, thay vì của cha ! Tuy nhiên, thông minh của người cha có thể di truyền cho con gái, vì con gái được thừa hưởng X của cha. Đến lượt mình, cô con gái lúc trưởng thành sẽ lại làm chức năng di truyền trí thông minh đó cho con cái. Nói cách khác, một người cha muốn di truyền trí thông minh cho con cháu thì cũng phải thông qua con gái của ông ta, tức là thông qua giới phụ nữ. Trong khi đó nếu người mẹ là người thông minh vượt trội thì chắc chắn sự thông minh đó được di truyền cho con cái, dù con cái là trai hay gái, vì các con luôn luôn thừa hưởng X của mẹ. Vậy trong mọi trường hợp, phụ nữ luôn luôn là người làm nhiệm vụ di truyền trí thông minh cho các thế hệ tiếp theo.
Hai: Phụ nữ tổ tiên ta từ xa xưa đã có xu hướng kết bạn với đàn ông thông minh, do đó làm cho loài người ngày càng thông minh. Không phải ngẫu nhiên mà “tạo hoá” lại bầy đặt ra các quy tắc kết hợp thể nhiễm sắc để sao cho đàn ông có điều kiện bộc lộ trí thông minh ra rõ rệt hơn như ở trên đã nói. Theo Hameister-Zechner, điều này có “mục đích” hẳn hoi: Nếu “tạo hoá” đã gán cho con công đực bộ lông đuôi rực rỡ, hoặc cho con sư tử đực bộ lông bờm hùng vĩ để hấp dẫn con cái, thì dường như “tạo hoá” cũng muốn “làm đẹp” cho người đàn ông bằng trí thông minh để hấp dẫn người đàn bà ! Và ngay từ xa xưa phụ nữ tổ tiên ta đã có xu hướng ngưỡng mộ đàn ông thông minh, thích kết bạn với đàn ông thông minh, do đó trải qua hàng triệu năm đã tạo ra một quá trình tiến hoá mạnh mẽ của trí thông minh trong loài người, dẫn đến kết quả trình độ thông minh rất cao như ngày nay.
3-Kiểm chứng giả thuyết cơ bản
Toàn bộ lý thuyết của Hameister-Zechner dựa trên giả thuyết cơ bản cho rằng gene thông minh cũng chính là gene gây ra các bệnh thoái hoá thần kinh, vấn đề chỉ khác nhau ở cách biến đổi của gene là có lợi hay có hại mà thôi. Vì vậy giá trị của lý thuyết này phụ thuộc vào chỗ giả thuyết cơ bản có đúng hay không. Hiện chưa có gì để bác bỏ giả thuyết đó, nhưng cũng chưa đủ để hoàn toàn tin cậy vào giả thuyết đó. Tuy nhiên, trong bài báo có tựa đề “X-Rated Brains” (Những bộ não loại X) trên tạp chí New Scientist ngày 29-5-2002, ký giả khoa học Anil Ananthaswamy ở Berkly, California, cho biết: Trong số các gene gây ra bệnh thoái hoá thần kinh, ít nhất có 3 gene đã thể hiện rõ vai trò của chúng đối với trí thông minh, đó là các gene liên quan đến một đường rãnh trong bộ não chịu trách nhiệm điều hoà hoạt động của một họ proteins mang tên GTPases. Hollis Cline và đồng nghiệp tại Viện nghiên cứu Cold Spring Harbour ở New York đã chứng minh rằng GTPases ảnh hưởng rõ rệt đến những nhánh hình cây được gọi là dendrites ở cuối các tế bào thần kinh trong não. Hệ thống dendrites chính là trung tâm điều khiển trí nhớ và sự học hành. Thực tế cho thấy nhiều trẻ em thoái hoá thần kinh có những suy giảm rõ rệt tại hệ thống dendrites. Tóm lại có thể nhận thấy mối liên hệ “tay ba”: Gene điều khiển GTPases => Cấu trúc dendrites => Khả năng nhớ và học tập.
4-Kết luận sơ bộ
Sẽ là quá sớm để đưa ra một kết luận đầy đủ về lý thuyết mới của Hameister-Zechner vào thời điểm hiện tại. Tuy nhiên phải thừa nhận rằng lý thuyết này đã đạt được những thành tựu nhất định. Chắc chắn việc phát hiện các gene gây bệnh thần kinh tập trung ở thể nhiễm sắc X rất có lợi cho những nghiên cứu tìm liệu pháp gene để chữa trị các bệnh thần kinh. Mặt khác, lý thuyết của Hameister-Zechner đã gợi ý một phương hướng mới rất thú vị trong việc tìm kiếm gene thông minh. Vì thế sẽ không có gì để ngạc nhiên khi thấy ký giả Ananthaswamy nhận định: “Hầu hết các nhà di truyền học đều tin rằng nhóm khoa học Đức đã khám phá ra một ảnh hưởng có thật trong thực tế – một số lượng đáng kể các gene liên hệ với thể nhiễm sắc X chịu trách nhiệm đối với trí thông minh của con người…”.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét