Các nhà nghiên cứu tìm thấy bằng chứng cho thấy hệ thống thần kinh chủ động loại bỏ ký ức, điều này cho thấy rằng quên có thể là chế độ mặc định của não. Kí ức của chúng ta không chỉ tự nó phai nhạt. Bộ não của chúng ta liên tục chỉnh sửa những hồi ức của chúng ta, ngay từ khi những kí ức đó hình thành đầu tiên.
Nhiều thập kỷ nghiên cứu đã tập trung vào cách bộ não thu nhận thông tin, dẫn đến các lý thuyết cho rằng ký ức ngắn hạn được mã hóa trong não như các mô hình hoạt động giữa các tế bào thần kinh, trong khi ký ức dài hạn phản ánh sự thay đổi trong kết nối giữa các tế bào thần kinh.
Điều gần như không nhận được nhiều sự quan tâm từ các nhà nghiên cứu trí nhớ là cách bộ não quên. “Phần lớn những điều đang xảy ra với tôi trong cuộc đời – trải nghiệm có ý thức mà tôi đang có ngay bây giờ – tôi rất có thể sẽ không nhớ khi tôi 80 tuổi,” và “Làm thế nào mà lĩnh vực sinh học thần kinh thực sự chưa bao giờ coi trọng việc quên?” Michael Anderson, một nhà nghiên cứu trí nhớ tại Đại học Cambridge từ những năm 1990 thắc mắc.
Theo ông, nguyên nhân là do bộ não không biết đâu là điều quan trọng và đâu là điều không quan trọng, vì vậy ban đầu nó cố gắng nhớ càng nhiều càng tốt, nhưng dần dần sẽ quên đi hầu hết mọi thứ. Hardt nói: “Sự lãng quên đóng vai trò như một bộ lọc. Nó lọc ra những thứ mà bộ não cho là không quan trọng.”
Các thử nghiệm trong vài năm qua cuối cùng cũng bắt đầu làm cho bản chất của bộ lọc đó rõ ràng hơn.
“Nếu không có quá trình quên, ta sẽ hoàn toàn không có ký ức” – Oliver Hardt, chuyên gia của Đại học MacGill, khẳng định. Theo chuyên gia về “nhớ và quên” này, nếu cái gì cũng nhớ thì não sẽ ngập ngụa những ký ức “vớ vẩn”.
Bằng chứng là nhiều người sau một ngày có thể nhớ lại mọi sự kiện (kể cả những chi tiết lăng nhăng nhất) trong ngày hôm đó, nhưng chỉ mấy ngày sau, mấy tuần sau là quên. “Quên là một bộ lọc – Hardt nói – Quên giúp lọc đi những thứ mà não thấy là không quan trọng”.
Vài năm gần đây, cuối cùng thì người ta cũng chịu thực hiện một số thí nghiệm để tìm hiểu về bản chất của bộ lọc này.
Ronald Davis, Viện nghiên cứu Scripps cho rằng: “Có thể não được thiết kế để quên thông tin”
Dấu vết của kỷ niệm – não cố tình quên kỷ niệm
Trí nhớ là một chủ đề phức tạp vì nhiều lý do, đặc biệt là mọi sinh vật đều có trí nhớ, từ những sinh vật rất đơn giản như sên biển và côn trùng cho đến con người và các động vật khác có bộ não phức tạp. Những khác biệt về cách thức hoạt động của trí nhớ đôi khi có thể đi cùng với những cấu trúc hệ thần kinh khác nhau đó.
Hơn nữa, ngay cả trong một loài duy nhất, có thể có một số loại trí nhớ, và chúng có thể liên quan với nhau nhưng cũng tập trung ở các phần khác nhau của não. Ví dụ, những ký ức có được gần đây ở động vật có vú thường phụ thuộc vào sự tham gia của vùng hồi hải mã, trong khi trí nhớ dài hạn hơn có thể liên quan đến nhiều vùng vỏ não hơn. Các cơ chế cũng có thể khác nhau giữa các loại bộ nhớ đó.
Trong phần phóng đại mô não của loài gặm nhấm này được tăng cường bằng một protein huỳnh quang, ánh sáng màu xanh lục cho thấy những tế bào nào trong vùng hải mã dường như đang lưu trữ engram, hoặc dấu vết vật lý, của một trí nhớ được tạo ra trong thực nghiệm( Dheeraj Roy, Phòng thí nghiệm Tonegawa / MIT)
Đi cùng với tất cả sự đa dạng đó là sự gia tăng sự lãng quên – sự mất đi chức năng của ký ức – cũng có thể xuất hiện dưới nhiều hình thức khác nhau. Các lý thuyết trước đây về sự lãng quên chủ yếu nhấn mạnh các quá trình tương đối thụ động trong đó việc mất ký ức là hệ quả của các dấu vết vật lý của những ký ức đó (cái mà một số nhà nghiên cứu gọi là “vết khắc”) tự nhiên bị phá vỡ hoặc khó tiếp cận hơn; những hình khắc đó thường có thể là liên kết giữa các tế bào não khiến chúng kích hoạt theo một cách nhất định. Quá trình quên này có thể liên quan đến sự phân rã tự phát của các kết nối giữa các tế bào thần kinh mã hóa một ký ức, cái chết ngẫu nhiên của các tế bào thần kinh đó, sự thất bại của các hệ thống thường giúp củng cố và ổn định ký ức mới, hoặc mất tín hiệu ngữ cảnh hoặc các yếu tố khác có thể làm cho nó khó lấy lại một bộ nhớ.
Tuy nhiên, giờ đây, các nhà nghiên cứu đang chú ý nhiều hơn đến các cơ chế chủ động xóa hoặc ẩn các dấu khắc ký ức đó.
Engram và quên kiểu bị động
Ở loài có vú, ký ức cũng nhiều loại. Ký ức mới thường nằm ở hồi hải mã, ký ức cũ được lưu ở vỏ não. Nếu nhớ có nhiều loại thì quên cũng có nhiều dạng.
Thời trước, các lý thuyết về quên chủ yếu nhấn mạnh vào quá trình quên thụ động, coi mất ký ức là hậu quả của việc tự nhiên hỏng đi hay không sao truy cập được các dấu vết “bằng xương bằng thịt” của một số ký ức, gọi là các engram.
Quá trình quên bị động như thế có thể là do mối nối giữa các neuron chuyên mã hóa ký ức tự nhiên bị hỏng, do các neuron đó chết ngẫu nhiên, do hỏng hóc của những hệ thống thường ra vẫn giúp củng cố và ổn định ký ức mới, hoặc do mất đi những gợi ý chỉ dẫn về bối cảnh cũ… khiến khó mà lấy lại được một ký ức.
Tuy nhiên giờ đây, các nhà nghiên cứu đang quan tâm nhiều hơn tới các cơ chế quên chủ động, trong đó não chủ động xóa hoặc giấu đi các engram ký ức.
Quên nội tại
Một dạng quên chủ động mà các nhà khoa học chính thức xác định vào năm 2017 được gọi là quên nội tại. Nó liên quan đến một tập hợp con nhất định của các tế bào trong não – mà Ronald Davis và Yi Zhong , người đã viết bài báo giới thiệu ý tưởng, tình cờ gọi là “tế bào quên” – làm suy giảm các hình khắc trong tế bào nhớ.
Ý tưởng này xuất hiện sau khi Davis, một nhà thần kinh học tại Viện Nghiên cứu Scripps ở Sao Mộc, Florida, và các đồng nghiệp của ông báo cáo rằng ruồi giấm đã bị sốc điện nhẹ trong khi tiếp xúc với mùi. Những con ruồi nhanh chóng học cách tránh mùi , liên kết nó với cú sốc.
Davis và các đồng nghiệp của ông đã xem xét một tập hợp các tế bào thần kinh nhất định trong não của ruồi giấm liên tục giải phóng chất dẫn truyền thần kinh dopamine lên những con khác được gọi là tế bào thần kinh cơ thể nấm. Họ phát hiện ra rằng dopamine đóng một vai trò kép trong cả việc hình thành và quên đi ký ức. Sau khi Davis và các đồng nghiệp của ông huấn luyện ruồi, họ đã ngăn chặn sự giải phóng dopamine lên các tế bào cơ thể nấm và nhận thấy rằng điểm số trí nhớ của ruồi cao gấp đôi khi chúng được kiểm tra ba giờ sau đó.
Giải thích mà Davis và nhóm của ông đưa ra là sau khi một bộ nhớ mới hình thành, cơ chế quên dopamine bắt đầu xóa nó. Davis cho rằng sự xóa này xảy ra do các tế bào đảo ngược các thay đổi cấu trúc đã tạo ra hệ thống ghi nhớ. Độ nghiêng tự nhiên của tế bào là quay trở lại trạng thái trước khi chúng học được ký ức – nghĩa là, trừ khi suy nghĩ được công nhận bằng cách nào đó là quan trọng. Sau đó, engram được bảo tồn thông qua một số loại quá trình củng cố, giúp duy trì sự cân bằng giữa những gì đã học và những gì đã quên.
Davis nói: “Có thể não được thiết kế để quên thông tin. Ông lưu ý, ở một nơi nào đó trong bộ não, có thể có một số loại phán đoán yêu cầu nó ghi đè quá trình quên khi bắt gặp điều gì đó đáng nhớ về lâu dài.
Zhong, một nhà thần kinh học tại Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh, và nhóm của ông cũng đã điều khiển thành công sự quên ở chuột. Vào năm 2016, họ phát hiện ra rằng sự ức chế của một loại protein cụ thể gọi là Rac1 trong tế bào thần kinh vùng hải mã đã kéo dài thời gian lưu giữ ký ức từ ít hơn 72 giờ lên ít nhất 120 giờ trong nhiều trường hợp. Tăng hoạt động của Rac1 làm giảm tuổi thọ của ký ức xuống dưới 24 giờ. Nghiên cứu trước đó của nhóm Zhong đã chỉ ra rằng Rac1 cũng có liên quan đến một số dạng quên ở ruồi giấm.
Như Davis và Zhong đã tranh luận trong bài đánh giá chung được viết năm 2017 của họ , tất cả những phát hiện đó cho thấy rằng các quá trình tế bào được trung gian bởi dopamine và Rac1 liên tục làm xói mòn những ký ức mới hình thành. Từ quan điểm này họ kết luận “quên được điều khiển bởi các cơ chế quên nội tại có thể là trạng thái mặc định của não; Sự lãng quên nội tại có thể hoạt động kinh niên ở mức độ thấp để loại bỏ từ từ từng ký ức mới có được, mặc dù sức mạnh của nó có thể được điều chỉnh bởi các yếu tố bên trong hoặc bên ngoài”.
Tế bào thần kinh mới và ký ức cũ
Sự kết nối của sự hình thành thần kinh với trí nhớ và sự quên là phức tạp. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng sự hình thành thần kinh có thể quan trọng đối với việc hình thành ký ức mới: Trong các thử nghiệm trên động vật thí nghiệm, các loại thuốc ức chế sự hình thành thần kinh ở vùng hải mã có thể cản trở sự hình thành trí nhớ mới và các loại thuốc tăng cường hình thành thần kinh dường như giúp học các nhiệm vụ mới nếu chúng được đưa ra trước quá trình học tập.
Nhưng không phải tất cả các tác động đều tích cực đối với trí nhớ, như Paul Frankland , một nhà thần kinh học tại Đại học Toronto và Bệnh viện Trẻ em bị ốm , và các đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra khi làm việc với chuột.
Trong thí nghiệm của mình , lần đầu tiên họ cho phép những con chuột tạo ra trí nhớ bằng cách huấn luyện một nhiệm vụ. Vài giờ sau, bằng thuốc, họ đã nâng cao mức độ hình thành thần kinh ở động vật để kiểm tra xem liệu sự tích hợp các tế bào thần kinh mới trong hồi hải mã có ảnh hưởng đến sự ổn định của bộ nhớ đã được lưu trữ đó hay không. Khi nhóm của Frankland thử nghiệm những con chuột khoảng một tháng sau đó, việc chúng nhớ lại quá trình huấn luyện tồi tệ hơn nhiều so với những con chuột không được tăng cường hình thành thần kinh sau đó.
Frankland nghi ngờ rằng sự hình thành thần kinh có thể làm phức tạp thêm thách thức trong việc lấy lại những ký ức trước đây từ hồi hải mã. Nếu hệ thống dây thần kinh được thêm vào chồng lên mạch điện lưu giữ các ký ức cũ, nó có thể làm hỏng các bản khắc cũ hơn hoặc khiến việc tách biệt các ký ức cũ với các ký ức mới hơn trở nên khó khăn hơn. Ông ví vấn đề này giống như việc sửa chữa thiết bị điện tử: “Nếu bạn vào và bắt đầu tua lại thứ gì đó,” Frankland nói, “bất kỳ thông tin nào được lưu trữ trong mạch đó đều có thể bị giảm chất lượng”.
Nếu bạn có thể khai thác cách bộ não quên đi, có lẽ bạn có thể làm suy yếu những ký ức sai lầm này.
Một bằng chứng ủng hộ lý thuyết của ông đến từ nghiên cứu tiếp theo được công bố vào đầu năm nay cho thấy tác hại của việc hình thành thần kinh hồi hải mã là tồi tệ hơn đối với những ký ức tương đối gần đây. Những ký ức cũ hơn nhiều dường như không bị tổn thương bởi nó. Frankland giải thích rằng những ký ức cũ ít nhạy cảm hơn với tác động này do não bộ chuyển dần những ký ức quan trọng từ vùng hải mã đến vỏ não để lưu trữ lâu dài. Do đó, quá trình hình thành thần kinh ở vùng hải mã ngày nay trở nên rối loạn hơn đối với những ký ức từ một tuần trước so với những ký ức từ vài tháng hoặc nhiều năm trước.
Thật vậy, Frankland lưu ý rằng sự lãng quên được tạo ra bằng cách tu sửa các mạch hồi hải mã thông qua quá trình hình thành thần kinh xảy ra chậm hơn so với sự quên nội tại dựa trên dopamine và Rac1 mà Davis và Yi đã quan sát: Phải mất vài tuần để các tế bào thần kinh mới hình thành tạo ra các kết nối mới – và đóng góp đến các quy trình quên trong công việc.
Điều gì xảy ra khi não cố tình quên đi những kỷ niệm?
Khi ký ức bị lãng quên bởi bất kỳ cơ chế nào, điều gì sẽ xảy ra với chúng? Tất cả dấu vết của chúng có bị loại bỏ không? Hay họ vẫn tồn tại trong một số hình thức không có sẵn cho chúng tôi?
Một tập hợp các câu trả lời dường như áp dụng cho ít nhất một số loại trí nhớ đến từ công trình được công bố năm ngoái bởi Robert Calin-Jageman và Irina Calin-Jageman , các nhà nghiên cứu vợ chồng điều hành một phòng thí nghiệm khoa học thần kinh hành vi tại Đại học Dominica ở River Forest , Illinois. Cặp đôi, những người đã nghiên cứu cách loài sên biển hình thành ký ức trong một thập kỷ, gần đây đã chuyển sự chú ý của họ sang sinh học thần kinh về cách chúng quên đi.
Trong giai đoạn đầu tiên của thí nghiệm, những con sên biển Calin-Jagemans “nhạy cảm” với những cú sốc điện ở một bên cơ thể, nhưng không phải ở bên kia. Trên thực tế, họ đã dạy sên biển thể hiện phản ứng phản xạ mạnh hơn ở phía đã được huấn luyện của cơ thể chúng. Sau đó, họ để sên biển quên phản ứng đã học này trong khoảng thời gian một tuần nghỉ ngơi, để phản ứng của chúng đối với các cú sốc trở lại đối xứng.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã chạy bộ trí nhớ của sên biển bằng một loạt các cú sốc vừa phải. Ngày hôm sau lời nhắc nhở này, họ thấy rằng bên của những con vật đã được mẫn cảm trước đó đã phản ứng trở lại nhiều hơn bên chưa được huấn luyện. Sự khác biệt này cho thấy một số đoạn ký ức vẫn tồn tại trong não động vật. Robert Calin-Jageman cho biết: “Con vật đã thay đổi hành vi của mình vì hệ thần kinh đã mã hóa trải nghiệm đau đớn trước đó.
