Ánh sáng chiếu vào não biến những con chuột nhút nhát thành bất khả chiến bại

Một nghiên cứu vừa đăng trên tạp chí Science nghe có vẻ rất viễn tưởng. Trong đó, các nhà khoa học Trung Quốc có thể biến những con chuột nhút nhát trở nên hung hăng và thiện chiến hơn, bằng cách chiếu ánh sáng vào não chúng.

Một số con chuột từng bị đánh giá thấp trong đàn khi thua những con chuột khác, bây giờ, trở nên bất khả chiến bại. Nghiên cứu cho chúng ta hình dung cách một đội quân tinh nhuệ và thiện chiến có thể được tạo ra trong tương lai, nếu một ngày nào đó kỹ thuật này áp dụng thành công trên con người.

Chiếu ánh sáng vào não biến những con chuột nhút nhát thành bất khả chiến bại

Trận chiến của những con chuột

Chuột là loài động vật sống theo đàn. Và để xác định được trật tự trên dưới, những con chuột đực sẽ phải đối đầu với nhau. Trên thực tế, các hành vi đối đầu có thể bao gồm nhiều hình thức, từ việc dọa nạt, tranh giành thức ăn cho tới đánh cắn.

Để tạo ra và quan sát được kết quả những cuộc đối đầu của chuột đực, nhà thần kinh học Zhou Tingting tại Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc đã thiết kế một thí nghiệm gọi là “thí nghiệm đường ống”.

Trong đó, đấu trường được tạo ra cho những con chuột là một ống rỗng, trong suốt và đủ hẹp để chúng chỉ chạy được theo một chiều. Một trận đấu diễn ra, khi hai con chuột được đưa vào ống ở hai đầu khác nhau. Chúng bắt buộc phải tranh giành đường đi, cho đến khi một con chịu thua và lùi lại.

Các nhà khoa học đã đưa từng cặp chuột vào đường ống và xếp thứ hạng của chúng qua từng trận đấu.

Họ quan sát được những con chuột chiến thắng thường bắt đầu trận đấu với nhiều cú đẩy. Những cú đẩy ngày càng kéo dài, trái ngược với những con chuột thua. Mặc dù vậy, tiến sĩ Zhou cho biết những con chuột có thứ hạng cao không thực sự mạnh hơn những con chuột đã thua chúng.

Một con chuột thắng trận chỉ vì chúng mạnh dạn, duy trì được trạng thái hung hăng và quyết liệt kéo dài. Các nhà khoa học quan sát thấy một cụm tế bào thần kinh ở những con chuột này, gọi là vỏ não tránh trước (dmPFC), hoạt động mạnh hơn.

Trong khi đó, những con chuột thua cuộc không bao giờ có hoạt động ở vùng dmPFC. Hiện tượng này rõ ràng có liên hệ với hành vi nỗ lực của những con chuột và thứ hạng trong đàn của chúng.

Mô tả thí nghiệm đường ống của những con chuột

Biến những con chuột yếu đuối thành bất khả chiến bại

Câu hỏi được đặt ra cho Zhou và các cộng sự lúc này là liệu họ có thế biến những con chuột thua cuộc chiến thắng, bằng cách kích thích vùng não dmPFC.Họ đã thử nghiệm điều này với một kỹ thuật kích thích não bằng ánh sáng, được gọi là optogenetics.

Optogenetics liên quan đến việc sử dụng kỹ thuật di truyền để kết hợp được các protein nhạy sáng vào tế bào não chuột. Nó sẽ đóng vai trò như một công tắc, điều khiển cơ chế sinh học trong vùng mdPFC, bật tắt khi được chiếu sáng thích hợp.

Đây là một lĩnh vực nghiên cứu mới nổi và đầy hứa hẹn trong thần kinh học. Nửa năm trước, nó đã từng được sử dụng để tạo ra những con chuột “xác sống” như trong phim The Walking Dead.

Trong thử nghiệm lần này của các nhà khoa học Trung Quốc, những con chuột cũng đáp ứng tương tự với optogenetics. Kết quả diễn ra đúng như dự đoán, những con chuột được kích thích não đã giành chiến thắng trong các trận chiến với những con chuột từng thắng chúng.

Bằng cách đó, chúng đã cải thiện được vị trí của mình trong đàn. Chẳng hạn như video dưới đây thể hiện một con chuột xếp hạng 3 đã thắng được con chuột mạnh nhất sau khi não nó được chiếu sáng:

Trận đấu giữa con chuột xếp thứ 3 với con đầu đàn, trước và sau khi kỹ thuật optogenetics được áp dụng

Kết quả nghiên cứu này đã bỏ ngỏ rất nhiều điều thú vị, mà các nghiên cứu sau này có thể trả lời.

Đầu tiên, nó chứng minh được vị trí trong xã hội của những con chuột không chỉ ấn định bằng sức mạnh thể chất của chúng. Thái độ quyết liệt cũng là một chìa khóa để những con chuột giành được thứ hạng cao hơn.

Thứ hai, có một câu hỏi đặt ra rằng liệu kỹ thuật kích thích vùng vỏ não trán trước có hoạt động trên các loài động vật khác cũng như con người. Não bộ của những chuột tương đồng với chúng ta theo nhiều cách. Liệu sau khi cấy một thiết bị phát ánh sáng kích thích vào não, chúng ta có thể biến một người nhút nhát thành những chiến binh thiện chiến?

Thú vị nhất có lẽ là việc các nhà nghiên cứu nhận thấy họ có thể biến một con chuột từng thua cuộc nhưng sau đó trở nên bất bại. Cách làm đơn giản là kích thích vùng vỏ não trước trán của chúng nhiều hơn 6 lần.

“Chúng tôi quan sát thấy không phải tất cả những con chuột đều quay lại cấp bậc ban đầu của chúng”, nhà thần kinh học Hu Hailan đến từ Đại học Chiết Giang cho biết. “Một số con chuột thì đúng, nhưng một số khác đã giữ được vị trí chúng mới đạt được”, nghĩa là chúng phải thắng nhiều trận đấu liên tiếp.

Nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở thử nghiệm trên chuột

Hailan gọi đây là “hiệu ứng chiến thắng”. Hiểu một cách đơn giản là một chiến thắng có thể dẫn đến nhiều chiến thắng liên tiếp khi con chuột thay đổi nhận thức của nó.

Bằng các từ ngữ khoa học hơn, nó là kết quả của “sự giãn nở thần kinh”, hiện tượng thay đổi các liên kết thần kinh trong não bộ. Theo đó, mỗi lần con chuột chiến thắng, cấu trúc bên trong não bộ của chúng đều thay đổi một chút. Thời gian qua đi, con chuột cơ bản được rèn luyện để trở nên thiện chiến hơn trong mỗi lần đối đầu.

Kích thích ánh sáng bằng kỹ thuật optogenetics không phải cách duy nhất để làm được điều này. Động vật có thể chuyển hóa não của chúng thông qua kinh nghiệm sống và những gì chúng học được. Nhưng optogenetics là con đường nhanh nhất để kích hoạt sự thay đổi đó.

Cho tới thời điểm hiện tại, nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở thử nghiệm trên chuột. Nhưng trong tương lai, nó cũng có thể được thực hiện trên con người.

Về mặt lợi ích, chúng ta có thể tìm cách kích thích não để có khả năng quyết đoán hơn và tự mình vượt qua được nhiều tình huống xã hội tiêu cực.Thế nhưng, cũng không loại trừ việc nghiên cứu này có thể dẫn đến việc tạo ra một quân đội siêu cường, trong đó chỉ toàn những người lính thiện chiến với cái đầu nhấp nháy ánh sáng.

Tham khảo Arstechnica, Theguadian