Ngắt kết nối một phần khiến não rơi vào trạng thái ngủ sâu
Nghiên cứu về tác động của phẫu thuật điều trị động kinh giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về trạng thái ý thức và vô thức của não bộ.
Các dao động não chậm, một dạng hoạt động não giống như khi ngủ sâu, vẫn tiếp tục xuất hiện trong phần não đã được phẫu thuật tách rời khỏi phần còn lại, ngay cả khi bệnh nhân hoàn toàn tỉnh táo. Phát hiện này, được công bố trên tạp chí PLoS Biology, giúp làm sáng tỏ hơn cách bộ não duy trì và đánh mất ý thức.
Ở những trẻ em bị động kinh nặng và kháng thuốc, các bác sĩ đôi khi phải thực hiện phẫu thuật tách bán cầu não (hemispherotomy). Trong thủ thuật này, vùng não gây ra các cơn co giật được ngắt kết nối khỏi phần còn lại của não, nhằm ngăn tín hiệu bệnh lý lan rộng. Phần não bị ngắt kết nối vẫn được giữ nguyên trong hộp sọ và vẫn có nguồn cung cấp máu bình thường.
Nhóm nghiên cứu muốn tìm hiểu xem liệu phần não bị cô lập có còn khả năng nhận thức hay không — tức là nó có thể biểu hiện bất kỳ dạng ý thức nào không, theo lời Marcello Massimini, nhà sinh lý thần kinh tại Đại học Milan (Ý), đồng tác giả nghiên cứu. “Câu hỏi đặt ra vì chúng ta không thể trực tiếp tiếp cận vùng bị ngắt,” ông giải thích, “và chưa rõ điều gì sẽ xảy ra khi một phần não bị tách biệt hoàn toàn.”
Theo Ariel Zeleznikow-Johnston, nhà thần kinh học tại Đại học Monash (Úc), nghiên cứu về ý thức vốn rất khó, bởi “hiện không có tiêu chí thống nhất nào xác định rõ ràng đâu là dấu hiệu của trạng thái có ý thức hay vô thức” trên các bản ghi điện não (EEG) hay hoạt động thần kinh. Ngay cả khái niệm “vô thức” cũng mơ hồ, bởi các hoạt động đặc trưng của ý thức — chẳng hạn nhớ lại giấc mơ — vẫn có thể xảy ra trong những trạng thái vốn được xem là vô thức, như ngủ sâu hay gây mê, Massimini nói thêm.
Khi não vừa ngủ vừa tỉnh
Nhóm các nhà khoa học từ Ý, Úc và Vương quốc Anh đã phân tích điện não đồ (EEG) — phương pháp đo hoạt động điện của não — ở 10 trẻ em trước và sau khi thực hiện phẫu thuật tách bán cầu, trong khoảng thời gian từ 6 tháng đến 3 năm. Họ so sánh kết quả này với dữ liệu EEG của trẻ em khỏe mạnh, được ghi lại khi chúng thức và khi ngủ.
Kết quả cho thấy, hoạt động điện não ở vùng bị ngắt kết nối chậm lại rõ rệt sau phẫu thuật, trong khi vùng não còn nguyên vẹn không thay đổi đáng kể. EEG của vùng còn lại giống với não của trẻ khỏe mạnh đang tỉnh táo, còn vùng bị tách lại xuất hiện sóng chậm delta — dạng sóng đặc trưng của giấc ngủ sâu.
Điều đáng chú ý là mẫu sóng chậm này kéo dài suốt nhiều tháng, thậm chí nhiều năm sau phẫu thuật. Theo Massimini, hiện vẫn chưa rõ vai trò thực sự của hiện tượng này. Các mô hình tương tự cũng từng được ghi nhận ở những vùng não bị tổn thương do đột quỵ hoặc chấn thương sọ não trong khi bệnh nhân vẫn tỉnh. Ông cho rằng hiện tượng này có thể là một cơ chế bảo vệ, giúp duy trì sự ổn định môi trường nội tại của não, hoặc hỗ trợ quá trình thích nghi sau tổn thương.
Massimini nhận định, phát hiện này góp phần mở rộng hiểu biết về ranh giới giữa ý thức và vô thức. Sóng chậm delta vốn gắn liền với giai đoạn ngủ sâu nhất, được xem là trạng thái vô thức, bởi người bị đánh thức trong giai đoạn đó thường không nhớ gì về giấc mơ. “Càng hiểu rõ hơn về những mẫu sóng này, chúng ta càng tự tin hơn trong việc xác định liệu một người — hay một phần não của họ — đang có ý thức hay không,” ông nói.
Hai tâm trí trong một bộ não?
Giả thuyết từ lâu cho rằng cắt đứt liên lạc giữa hai bán cầu não có thể tạo ra hiện tượng ‘não chia đôi’ (split-brain), trong đó mỗi bán cầu có một dạng ý thức riêng biệt, Zeleznikow-Johnston giải thích. Các thí nghiệm từ thập niên 1960–1980 từng cho thấy người có hai bán cầu tách biệt có thể dùng tay trái nhận biết vật thể trong tầm nhìn trái, nhưng lại nói rằng họ không thấy gì — do bán cầu trái, nơi điều khiển lời nói, không nhận thông tin từ mắt trái, còn bán cầu phải thì nhận biết nhưng không nói được.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới nhất cho thấy các vùng não bị ngắt kết nối hoàn toàn không duy trì ý thức riêng biệt. Theo Ian Kirk, nhà thần kinh học nhận thức tại Đại học Auckland (New Zealand), “Nếu cô lập một phần não, có vẻ như nó đơn giản là ‘ngừng hoạt động’ — giống như một thiết bị bị rút khỏi mạng lưới.”
Phạm Hài
