Những bộ não thần kỳ

Vẽ một bức tranh toàn cảnh chỉ sau vài giây quan sát, tính nhẩm trong đầu những phép tính có nhiều chữ số... Có bao nhiêu điều thần kỳ mà người ta quan sát được ở những người tự kỷ. Phải chăng, khả năng đặc biệt của những người tự kỷ là nhờ vào những khác biệt trong chính hệ thần kinh của họ?

Ngày 14 tháng 3 năm 2004, Hiệp hội nghiên cứu thần kinh của Anh đã tổ chức một buổi nói chuyện đặc biệt tại Bảo tàng Lịch sử khoa học tại Oxford. Diễn giả chính của buổi nói chuyện là Daniel Tammet, người được mời tới để kể ra những số thập phân lớn nhất có thể của con số pi nổi tiếng. Anh ta đã mất tới 5 giờ, 9 phút để nói liên tục ra tới 22.514 số thập phân mà chẳng hề nhầm bất cứ một số nào cả.
Người ta có thể ghen tị với trí nhớ của anh ấy, nhất là khi biết anh có thể nhân nhẩm các con số có nhiều chữ số, hoặc làm các phép tính căn bậc 3 mà chẳng cần dùng tới máy tính. Và thế vẫn chưa hết: Anh chàng có khả năng tính toán thần kỳ này lại là một người biết rất nhiều thứ tiếng. Anh biết tới 10 thứ tiếng, trong đó có tiếng Iceland anh ta chỉ mất có 1 tuần để nắm vững các kiến thức cơ bản. Tuy nhiên, Daniel Tammet lại là người mắc chứng Asperger, một loại bệnh tự kỷ.

Tài năng của người tự kỷ
Đây cũng chẳng phải là trường hợp hiếm hoi. Một anh chàng người Mỹ khác có tên Donny, cũng là người tự kỷ lại có thể nói ra một cách chính xác, chỉ trong vòng chưa tới một giây bất cứ ngày thứ mấy trong tuần nếu bạn cho anh ta biết một ngày tháng bất kỳ trong các năm từ 400 đến 3500. Marc Thioux, nhà nghiên cứu thuộc Đại học Groningue (Hà Lan) đã chứng minh được rằng khả năng đặc biệt của Donny không chỉ ở việc tính ra rất nhanh ngày tháng bất kỳ. Mà thực ra chính ở việc anh này có một trí nhớ cực kỳ đặc biệt, nhớ nằm lòng được tới 14 cuốn lịch (trong đó có 7 năm bình thường và 7 năm nhuận)[1].
Họa sĩ tự kỷ tài năng người Anh Steven Wilshire lại có khả năng lưu trữ một cách nhanh chóng một số lượng kỳ lạ các dữ kiện thông tin 3 chiều. Anh ta đã vẽ bức tranh toàn cảnh của Tokyo sau khi chỉ ngắm nhìn thành phố này từ trên trực thăng có nửa giờ.
QC, một nhạc sĩ tự kỷ thần đồng mà chúng tôi đã thực hiện các nghiên cứu lại có khả năng nhớ các giai điệu hợp âm piano kéo dài 20 giây, trong đó mỗi hợp âm có 10 nốt khác nhau, sau chỉ… 1 lần nghe [2].
Cụ thể hơn, theo Patricia Howlin thuộc Đại học King (London), 39 trong số 137 (tức khoảng 28,5%) người tự kỷ mà cô tiến hành nghiên cứu, là những người tự kỷ “bác học”, tức là những người có một trí nhớ đặc biệt[3].
Những người này thường làm việc trong những lĩnh vực mà họ cực kỳ đam mê, thường được xác định ngay từ nhỏ và không chịu lùi bước trước bất cứ áp lực xã hội nào. Dù người tự kỷ mang bất kỳ quốc tịch nào, các nghiên cứu đều dẫn tới một mẫu số chung: Họ có trí nhớ đặc biệt đối với tên của các đường phố, đối với các số điện thoại hoặc mã vùng bưu điện, với các con số thống kê thể thao hoặc các thông số địa lý hoặc giờ tàu chạy…

Daniel Tammet là một người tự kỷ “bác học”. Quốc tịch Anh nhưng lại sống ở Pháp, nhà tự kỷ này thuộc lòng hơn 22.500 số thập phân của con số pi nổi tiếng. Anh còn là người có thể làm các phép tính căn bậc 3 không cần dùng máy tính và tự học được tới 10 ngoại ngữ khác nhau

Nhưng điều ngạc nhiên hơn là những người tự kỷ này lại hoàn toàn chẳng có trí nhớ gì đặc biệt ngoài lĩnh vực mà họ yêu thích. Một số nhà tự kỷ có khả năng tính toán thần kỳ cũng đồng thời là người khá lệch lạc, trong đó khả năng đối với các môn học không phải là thế mạnh của họ thường ở dưới mức trung bình, do thiếu hụt một mức độ thông minh nào đó[4]. Một người tự kỷ có thể thực hiện được phép tính số học phức tạp, nhưng lại chẳng thể làm được các phép tính nhẩm đơn giản nhất. Và điều đáng chú ý là thường những người tự kỷ rất khó có khả năng sống hòa đồng trong xã hội. Từ 20 năm nay, nhiều nhóm nghiên cứu đã cố thử giải thích các hiện tượng này và cố hiểu xem liệu có tồn tại các mối quan hệ giữa những trí nhớ kỳ diệu và các thương tổn gây ra bệnh tự kỷ khá đa dạng ở con người hay không.
Giả thiết đầu tiên được nhà tâm thần học Darold Treffert đưa ra. Năm 1989, ông đã cho rằng những người tự kỷ kia là bác học bởi một thiếu hụt ở bán cầu não trái đã khiến cho họ có một trí nhớ về hình ảnh rất tuyệt vời[5]. Nhưng ý tưởng này nhanh chóng bị bác bỏ. Trí nhớ tuyệt vời của họ không thể được coi là đồng nghĩa với một sự ghi nhận thông tin bằng âm thanh hay hình ảnh. Đó là một trí nhớ thông minh, gần với chức năng của một cơ sở dữ liệu nhiều hơn là một máy chụp ảnh. Trên thực tế, những người tự kỷ bác học không thể ghi nhớ hết mọi thông tin mà họ nhận được.
Năm 1993, tại Đại học Montreal, cùng với Sylvie Belleville, chúng tôi đã chứng minh được rằng người họa sĩ tài năng mà chúng tôi nghiên cứu chỉ có thể ghi nhớ được các đường viền hoặc tính chất 3 chiều của các đồ vật chứ không phải màu sắc của đồ vật đó[6]. Các nhà bác học khác cũng chỉ có khả năng ghi nhớ được tính chất định lượng mà thôi.

Thông tin biến đổi
Vả lại, cách ghi nhận thông tin của những người tự kỷ bác học lại không phải là cố định, ngược hoàn toàn với sự chụp ảnh. Beat Hermelin và nhóm cộng sự thuộc Đại học London cũng đã chứng minh vào năm 1999 rằng người họa sĩ kỳ tài của họ có thể thay đổi bằng kinh nghiệm của mình thông tin đầu dù thông tin này có bị sửa vài lần đi chăng nữa[7].
Từ những nghiên cứu được thực hiện trong những năm 1990 của Beat Hermelin và Neil O’Connor thuộc Hội đồng nghiên cứu y khoa của Anh, phần lớn các chuyên gia đều đồng ý với nhau rằng những khả năng đặc biệt kia có được là nhờ vào sự kết hợp giữa một khía cạnh của trí nhớ và các hoạt động nhận thức khác. Đó cũng chính là điều mà nghiên cứu trên Donny đã chỉ ra. Anh chàng tự kỷ này có thể tính ra ngày tháng trong quá khứ một cách nhanh chóng, dù nó có cách xa chúng ta bao lâu đi nữa. Nhưng đối với một thời điểm nào đó trong tương lai thì câu trả lời của anh sẽ ngày càng lâu nếu thời điểm được yêu câu nói ra ngày, tháng càng xa. Như vậy, dường như đối với thời điểm trong tương lai, Donny có một trí nhớ liên quan tới ngày tháng trong năm nhưng anh vẫn phải dùng các phép tính số học đơn giản để nối câu hỏi với cấu trúc trí nhớ có sẵn của mình. Riêng đối với các ngày tháng trong quá khứ, anh ta chỉ cần sử dụng tới trí nhớ mà thôi.

Các chuyên gia cảm nhận
Năm 2006, để nghiên cứu sâu hơn về giả thiết này, nhóm nghiên cứu của Đại học Montreal chúng tôi đã đưa ra ý tưởng rằng những người tự kỷ bác học đều có những điểm giống những người “bình thường”: Những chuyên gia, thí dụ như những kỳ thủ cờ vua được đào tạo kỹ càng[8]. Những người này, trong lúc được đào tạo, thường phải tiếp xúc với một số loại con số cụ thể nào đó. Để dễ đào tạo, người ta thường cho các kỳ thủ tiếp xúc và chơi những ván cờ mẫu, đã được phân tích chi tiết để họ có thể ghi nhớ các vị trí với một mức độ mà khó có người ngoại đạo nào đạt được. Chúng tôi gọi điều này là chuyên gia (kiểu) tiếp nhận. Các chuyên gia này không có khả năng phân tích năng lực của chính họ, cũng không có khả năng chuyển sang làm việc ở một lĩnh vực khác.

Hình chụp não của Ethan, một đứa trẻ tự kỷ 9 tuổi có khả năng đọc rất thần kỳ. Trong hình người ta thấy khu vực não phía thái dương trái (nơi có các dấu chấm) hoạt động rất mạnh khi đọc so với những đứa trẻ bình thường khác. Khu vực này trong não được các nhà khoa học cho là nơi nhận dạng các hình thức.

Người ta còn có thể nói nhiều điều tương tự ở những người tự kỷ bác học: Họ cũng chính là những chuyên gia tiếp nhận. Trong lĩnh vực của mình, việc tiếp xúc và thao tác liên tục với các con số khiến họ dễ nhớ chúng hơn. Với chính khả năng này, những người tự kỷ bác học có khả năng kỳ lạ trong lĩnh vực toán học, và nhất là khả năng nhớ hàng loạt những con số mà giữa chúng có mối quan hệ với nhau hoặc quan hệ với con số đầu tiên trong loạt các con số đó. Khả năng tiếp nhận của những người tự kỷ bác học xuất hiện chắc chắn là nhờ bởi kỹ năng tiếp nhận của họ có những yếu tố cực kỳ đặc biệt.
Sebastian Gaigg và Dermot Bowler thuộc Đại học London đã chứng minh được rằng những người tự kỷ có thể ghi nhớ những điều mà họ nhận được mà không hề thay đổi chúng[9]. Thí dụ ở những người mắc chứng nói lắp, những người tự kỷ luôn nhắc đi nhắc lại một cách dễ dàng các đoạn câu được nói ra. Biểu hiện bề mặt của các hình thức này diễn tả được ý nghĩa sâu xa của chúng. Ý nghĩa của chúng hoặc các tình cảm của những đoạn câu nói này hoàn toàn chẳng có tác động gì cả.
Nhóm nghiên cứu của chúng tôi như vậy cũng đã chứng tỏ, ngược lại với kết quả các nghiên cứu khác, rằng một người tự kỷ chỉ nắm được ý của từng từ trong đoạn hội thoại chứ hoàn toàn không hiểu nghĩa của toàn bộ đoạn hội thoại đó[10], trong khi bạn hoặc tôi hoàn toàn có thể ghi nhớ ý nghĩa của đoạn hội thoại đó một cách dễ dàng hơn. Thí dụ, một từ thô tục được buột miệng nói ra khi người nói có bức xúc gì đó về tình cảm.
Cũng như vậy, các thí nghiệm về trí nhớ chứng tỏ rằng chúng ta thường nhóm các yếu tố trong cùng một phạm trù với nhau và chúng ta có thể nhớ một cách dễ dàng hơn tất cả những gì đã được mã hóa một cách tự nhiên về mặt ngữ nghĩa. Trong khi đó, điều này là một việc khó khăn hơn nhiều đối với những người tự kỷ.
Ở những người tự kỷ bác học, khả năng tiếp nhận chuyên biệt được thể hiện ở chính những tính cách này. Điều này dẫn chúng tôi tới việc nghĩ rằng các lĩnh vực trong đó những người tự kỷ có các khả năng nhớ một cách kỳ lạ có một tính chất bề ngoài khá đặc biệt. Và nhóm nghiên cứu của chúng tôi gọi chúng là khả năng “bản đồ hóa chính xác”[11]. Nhờ đặc tính này, lĩnh vực đặc biệt có thể có liên quan tới một tập hợp các biểu hiện khác giống nó, cho phép một sự tương thích theo đúng nghĩa giữa các yếu tố trong nhóm. Daniel Tammet giải thích rằng sở dĩ ông có khả năng học tiếng Iceland một cách nhanh đến như vậy là bởi ông tìm ra những liên hệ giữa các từ vựng và màu sắc của chúng trong thứ tiếng này.
Thí dụ, ông giải thích, từ “thứ tư” chính là ngày sinh của ông và có màu xanh lơ. Theo mô hình của việc bản đồ hóa chính xác, những người tự kỷ bác học có thể tái tạo lại một phần bị thiếu trong một tổng thể cấu trúc nào đó, hoặc đưa ra một chi tiết của một mật mã chỉ nhờ yếu tố tương đồng trong một mật mã có cấu trúc tương tự.
Khả năng đặc biệt này có khả năng phụ thuộc vào một chức năng nhận thức đặc thù, đó là sự tái hòa nhập, hoặc nghệ thuật che giấu một chi tiết so với toàn bộ tổng thể.
Mô hình này cho phép liên tưởng tới những “cái tai tuyệt vời” (khả năng đưa ra tên của các nốt nhạc tương ứng khi xem các bảng màu được sắp xếp sẵn), hoặc tới khả năng đoán từ (đoán trước được một đoạn văn bản bằng cách đọc to mà không cần đọc hết văn bản đó), hai khả năng nhớ đặc biệt (nhưng không phải là độc quyền) của những người tự kỷ.
Mô hình này cũng giải thích hiệu năng của những người tự kỷ có khả năng nhớ chi tiết hàng quyển lịch nhiều khi đạt được theo cách không chắc chắn và không hề có chiến lược gì cả, và những lỗi mà họ mắc phải cũng hình thành theo kiểu các điểm chấm (pixel) hỏng trong một bức hình kỹ thuật số, tức là phân chia rải rác và không đều nhau.
Ngược lại, những thuật toán do những người không mắc bệnh tự kỷ để tìm thấy ngày tương ứng thời điểm nào đó trong lịch bao gồm khoảng một tá những lớp suy nghĩ được thực hiện một cách có ý thức và theo thứ tự sắp xếp sẵn.

Trò chơi tương thích
Khả năng đưa ra một miêu tả rất gần với cái được trình diễn theo hình thức thị giác hoặc âm thanh, có thể sẽ là một trường hợp đặc biệt có xu hướng khá phổ biến ở những người tự kỷ để tìm ra những nét giống nhau giữa những tập hợp cụ thể nào đó. Điều này giải thích tại sao những người tự kỷ lại thích các trò chơi liên quan tới việc nhóm các đồ vật theo hình dáng giống nhau bên ngoài. Đó cũng là khả năng đặc biệt của những người tự kỷ bác học, giúp họ thao tác các hệ thống biểu hiện có quan hệ không gian giữa các đồ vật, thí dụ nhưng người họa sĩ vẽ các bức tranh không gian 3 chiều.
Theo mô hình này, những khả năng đặc biệt của những người tự kỷ có thể liên quan tới việc tập dượt rất nhiều một cảm nhận vốn rất nhạy cảm. Việc tập dượt liên tục này không chỉ làm tăng khả năng nhớ, mà cả chức năng nhận thức của những người tự kỷ.
Cái cảm nhận đột ngột của những người tự kỷ không chỉ được chứng minh tại phòng thí nghiệm của chúng tôi ở Montreal[12], mà còn ở các thí nghiệm khác của Uta Frith (ĐH London), của Kate Plaisted (ĐH Cambridge). Ngoài các thực nghiệm đã tiến hành, những người tự kỷ biết cách tái tạo lại một cách thần kỳ một số hình ảnh, hình học, cũng có một bộ nhớ tiếp nhận rất tuyệt vời và họ có khả năng phát hiện rất nhanh chóng những hình ảnh bị che khuất một phần bởi các hình khác, và có khả năng nhận biết tốt hơn người khác sự khác biệt giữa các chi tiết.
Các khả năng nhận thức đặc biệt này không chỉ trong phạm vi tâm lý. Chúng còn liên quan tới một mức độ thần kinh nào đó. Sau khi nghiên cứu tất cả các công bố khoa học liên quan tới hình ảnh thần kinh, trong năm 2006 chúng tôi đã chứng tỏ rằng phân nửa các công bố khoa học liên qua tới việc làm sáng tỏ sự hoạt động một cách thái quá của một phần này hay phần khác trên vỏ não trong phần nhận thức hình ảnh của não ở những người tự kỷ. Nhưng những khu vực vỏ não này lại đảm bảo việc xử lý thông tin bằng hình ảnh khá phức tạp và khả năng nhận biết hình thức biểu đạt thu được (từ, chữ, đồ vật). Chỉ một trong số cảm nhận về hình ảnh chức năng trên một người tự kỷ bác học cho thấy chúng thường có hoạt động mạnh ở cũng những vùng vỏ não[13].
Tất cả những nghiên cứu đều chứng tỏ rằng có một hoạt động mạnh của hệ thống nhận biết (của vỏ não). Liệu người ta có thể hình dung được cách sử dụng những hiểu biết về chức năng của những người tự kỷ để gia tăng hiệu năng hoạt động của mỗi người chúng ta? Đáng tiếc là không: Những khả năng của người tự kỷ bác học thường dựa trên một tổ chức thần kinh khá đặc thù. Ở khía cạnh ngược lại, sự khởi đầu của những hiểu biết về chức năng của những người tự kỷ bác học không phải chỉ để chống lại xu hướng chuyên biệt hóa của họ. Chúng ta không thể làm mất đi những thương tổn của những người tự kỷ nhưng chúng ta có thể rút ra kinh nghiệm từ hai lợi thế của chính họ: Sự thông minh và niềm say mê một lĩnh vực nào đó. 
                                
Hoàng An  dịch
(Xem tiếp kỳ sau: Thói quen của chúng ta được hình thành như thế nào? )
————
* M. Thiuox là người chủ trì nghiên cứu của Marcel và Rolende Rosselin trong lĩnh vực khoa học thần kinh nhận thức nền tảng và những áp dụng trong lĩnh vực nghe nhìn của Đại học Montreal. [email protected]
1. M. Thioux et al., Exp. Psychol. Hum. Percept Perform., 32, 1155, 2006.
2. L. Mottron et al., Neurocase, 5, 485, 1999.
3. P. Howlin et al, Phil. Trans. R. Soc. B, 364, 1359, 2009.
4. W. Horwitz et al., American Journal of Psychiatry, 121, 1075, 1965.
5. D. Treffert, Extraordinary People: Understanding Savant Syndrome, ed. Barn & Noble,  1989
6. L. Motton et S. Belleville, Brain Cogn., 23, 279, 1993.
7. B. Hermelin et al., J. Child Psychol. Psychiatry, 40, 1129, 1999.
8. L. Mottron et al., J. Ausism Dev. Disord., 36, 27, 2006.
9. S. B. Gaigg et D. M. Bowler, Neuropsychologia, 46, 2336, 2008.
10. L. Mottron et al., Journal of Child Psychology and Psychiatry, 42, 253, 2001.
11. L. Mottron et al., Phil. Trans. R. Soc. B, 364, 1385, 2009.
12. M. –J. Caron et al., Brain, 129, 1789, 2006.
13. P. E. Turkeltaub et al. Neuron, 41, 11, 2004.