Giải mã cách não bộ chuyển đổi tín hiệu thị giác thành hình ảnh

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Một nghiên cứu mới do các nhà khoa học Israel phối hợp với Đức thực hiện đã cung cấp bằng chứng trực tiếp lần đầu tiên về cách não bộ chuyển đổi tín hiệu thị giác thô thành hình ảnh có ý nghĩa, qua đó giải mã một trong những câu hỏi nền tảng của khoa học thần kinh nhiều thập kỷ.

Công trình được công bố trên tạp chí Science, do nhóm nghiên cứu tại Đại học Jerusalem phối hợp với các nhà khoa học tại Munich thực hiện. Nghiên cứu xác nhận mô hình “feedforward” do hai nhà khoa học đoạt giải Nobel David Hubel và Torsten Wiesel đề xuất từ năm 1962.

Theo mô hình này, thị giác bắt đầu từ việc ánh sáng được võng mạc chuyển thành tín hiệu điện hay còn gọi là “ngôn ngữ” của não bộ. Các tín hiệu này sau đó đi qua đồi thị trước khi tới vỏ não thị giác, nơi chúng được xử lý thành hình ảnh hoàn chỉnh. Tuy nhiên, trong nhiều thập kỷ, giới khoa học chưa thể chứng minh trực tiếp cách mà các tín hiệu đơn giản như điểm sáng có thể được tổng hợp thành các đặc trưng phức tạp như đường nét, hình dạng và không gian.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ tiên tiến, bao gồm kính hiển vi hai photon và protein phát sáng nhạy với chất dẫn truyền thần kinh glutamate, cho phép theo dõi hoạt động của các khớp thần kinh trong não sống theo thời gian thực. Nhờ đó, họ có thể lập bản đồ gần như toàn bộ các tín hiệu đầu vào của một tế bào thần kinh đơn lẻ trong vỏ não thị giác - điều trước đây chưa từng thực hiện được.

Kết quả cho thấy các tế bào thần kinh trong vỏ não có khả năng tổng hợp tín hiệu từ nhiều tế bào khác nhau, mỗi tế bào phản ứng với các điểm sáng riêng lẻ, để hình thành nhận thức về đường nét có định hướng. Cách sắp xếp không gian của các tín hiệu này trùng khớp với dự đoán của Hubel và Wiesel, qua đó xác nhận cơ chế não bộ “xây dựng” hình ảnh từ các yếu tố cơ bản.

Nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt giữa các tín hiệu đến từ đồi thị và các kết nối trong vỏ não, góp phần làm rõ cách não bộ xử lý thông tin và thích nghi với môi trường.

Các nhà khoa học đánh giá phát hiện này không chỉ giải đáp một câu hỏi tồn tại hơn 60 năm mà còn mở ra phương pháp mới để nghiên cứu hoạt động của não bộ ở cấp độ chi tiết chưa từng có. Trong dài hạn, việc hiểu rõ cơ chế này có thể hỗ trợ nghiên cứu và điều trị các bệnh lý thần kinh như Alzheimer, Parkinson cũng như các rối loạn tâm thần.

Giới chuyên gia nhận định đây là một bước tiến quan trọng trong nỗ lực giải mã cách não bộ chuyển đổi tín hiệu vật lý thành nhận thức - một trong những thách thức lớn nhất của khoa học hiện đại.

Cuộc chiến thương mại Canada-Mỹ tiếp tục leo thang
Cuộc chiến thương mại Canada-Mỹ tiếp tục leo thang
(Ngày Nay) - Đợt tranh chấp mới nhất bắt đầu từ mùa hè, khi Tổng thống Trump viện dẫn một Đạo luật từ thời Đại Suy thoái để áp thuế 50% lên lượng hàng hóa nhập khẩu từ Canada trị giá khoảng 20 tỷ USD.
Thực hiện Nghị quyết 57 thông qua thúc đẩy chuyển đổi số
Thực hiện Nghị quyết 57 thông qua thúc đẩy chuyển đổi số
(Ngày Nay) - Nhằm phục vụ tốt hơn người dân, doanh nghiệp, nâng cao hiệu quả quản lý, điều hành và tạo động lực phát triển kinh tế - xã hội, tỉnh Phú Thọ đang đẩy mạnh phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số theo hướng đồng bộ từ hạ tầng, dữ liệu đến các dịch vụ số, đưa công nghệ vào đời sống.
Madonna và Taylor Swift tỏa sáng, kỷ lục mới của nghệ sĩ
Madonna và Taylor Swift tỏa sáng, kỷ lục mới của nghệ sĩ
(Ngày Nay) - Lễ trao giải MTV Video Music Awards (VMAs) 2026 tại Nhà hát Peacock ở Los Angeles (Mỹ) đã khép lại với những màn trình diễn sôi động và nhiều khoảnh khắc đáng nhớ. Hai ngôi sao Madonna và Taylor Swift là những cái tên nổi bật nhất khi cùng giành nhiều giải thưởng quan trọng, trong đó Taylor Swift thiết lập kỷ lục mới về số lần đoạt giải trong lịch sử VMAs.