Tác giả: Bác sĩ Y khoa và Tiến sĩ Yuhong Dong, Makai Allbert
[ChanhKien.org]
Các nhà khoa học đã dành nhiều nỗ lực để tìm kiếm mối tương quan về mặt giải phẫu khó nắm bắt của ý thức. Tuy nhiên, nguồn gốc của ý thức vẫn chưa rõ ràng. (Hình minh hoạ bởi The Epoch Times)
Đây là Phần 1 trong loạt bài “Ý thức đến từ đâu?” (“Where Does Consciousness Come From?”)
Loạt bài này đi sâu vào những nghiên cứu do các bác sĩ y khoa nổi tiếng thực hiện nhằm khám phá những vấn đề sâu sắc về ý thức, sự sống và những gì có thể còn vượt xa hơn thế nữa.
“Là một bác sĩ phẫu thuật thần kinh, tôi được dạy rằng bộ não tạo ra ý thức”, bác sĩ Eden Alexander, người đã viết ra chi tiết trải nghiệm của ông về ý thức trong một lần hôn mê sâu, cho biết (1). Rất nhiều bác sĩ và sinh viên y sinh được dạy điều tương tự về ý thức. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang tranh luận xem liệu lý thuyết đó có còn đúng hay không.
Hãy tưởng tượng một đứa trẻ ngắm nhìn một con voi lần đầu tiên. Ánh sáng chiếu lên con voi và phản chiếu hình ảnh của nó vào mắt đứa trẻ. Các thụ thể ánh sáng trên võng mạc ở phần sau con mắt chuyển đổi ánh sáng này thành các tín hiệu điện. Các tín hiệu điện này theo dây thần kinh thị giác dẫn truyền đến vỏ não, từ đó tạo nên thị giác hay ý thức thị giác.
Làm thế nào những tín hiệu điện này lại có thể biến đổi một cách thần kỳ thành một hình ảnh sắc nét sống động trong tâm trí? Làm thế nào chúng lại trở thành những suy nghĩ của đứa trẻ, và tiếp theo là phản ứng cảm xúc: “Oa, con voi to ơi là to!”
Câu hỏi làm sao bộ não có thể sản sinh ra những nhận thức chủ quan, bao gồm những hình ảnh, cảm xúc và kinh nghiệm được đặt ra bởi nhà khoa học nhận thức người Úc David Chalmers năm 1995 như một “vấn đề nan giải” (2). Hóa ra, có một bộ não có lẽ không phải là điều kiện tiên quyết để sinh ra ý thức.
“Không não” nhưng không vô ý thức
Tạp chí y khoa (The Lancet) ghi nhận trường hợp một người đàn ông Pháp được chẩn đoán bị tràn dịch não sau sinh - tức là tình trạng dịch não tủy dư thừa ở trên hay xung quanh não - khi được 6 tháng tuổi (3).
Mặc dù tình trạng như vậy, anh vẫn lớn lên mạnh khỏe, kết hôn và trở thành cha của hai đứa trẻ, và làm một công chức.
Năm 44 tuổi, anh đến gặp bác sĩ vì cảm thấy hơi yếu ở chân trái. Các bác sĩ đã scan (quét ảnh) đầu của anh cẩn thận và phát hiện rằng hầu hết mô não của anh gần như biến mất hoàn toàn. Hầu hết khoảng không trong hộp sọ được lấp đầy bởi chất dịch và chỉ có một lớp mỏng mô não.
Tác giả chính của nghiên cứu này, bác sĩ Lionel Feuillet khoa Thần kinh của bệnh viện Hôpital de la Timone ở Marseille, Pháp, viết: “Bộ não gần như không tồn tại” (4).
Người đàn ông đã sống một cuộc sống bình thường và không có vấn đề gì với việc nhìn, cảm giác hay nhận thức sự vật.
Tạp chí y khoa Lancet ghi nhận trường hợp một công chức người Pháp đã được chẩn đoán tràn dịch não sau sinh khi được 6 tháng tuổi. Sau này, một lần chụp cộng hưởng từ (MRI) tiết lộ sự mở rộng cực lớn của não thất bên, não thất III và não thất IV, cùng lớp vỏ não rất mỏng và một u nang hố sau [(U nang hố sau là các túi chứa đầy chất lỏng phát triển ở hố sau - khoảng trống ở phía sau hộp sọ nơi có thân não và tiểu não)]. (Hình minh họa bởi The Epoch Times)
Vỏ não bình thường chịu trách nhiệm về các chức năng cảm giác và vận động, còn hồi hải mã chịu trách nhiệm về trí nhớ. Các bệnh nhân bị não úng thủy có thể tích của các vùng não này giảm đi đáng kể, tuy nhiên họ vẫn có thể thực hiện những chức năng liên quan.
Dù không có những phần não quan trọng, những người này vẫn có thể có chức năng nhận thức trên mức trung bình.
Giáo sư John Lorber (1915 - 1996), một nhà thần kinh học ở Đại học Sheffield, đã phân tích hơn 600 trường hợp trẻ em với chứng não úng thủy. Trong đó, ông phát hiện rằng một nửa trong số khoảng 60 đứa trẻ với dạng não úng thủy và teo não nghiêm trọng nhất có chỉ số IQ cao hơn 100 và sống cuộc sống bình thường (5).
Trong số đó, có một sinh viên đại học với điểm số xuất sắc, có bằng danh dự hạng nhất về Toán học, có chỉ số IQ 126 và hoạt động xã hội bình thường. Bộ não của thiên tài toán học này chỉ dày vẻn vẹn 1 mm, trong khi não của một người bình thường thông thường dày 4,5 cm - lớn hơn gấp 44 lần.
Một phân tích thực hiện trên hơn 600 trẻ em mắc chứng não úng thủy cho thấy trong 60 trường hợp với lượng dịch chiếm đến 95% hộp sọ, có khoảng 30 trẻ em có chỉ số IQ trên mức trung bình. Phần bên phải của hình minh họa hình ảnh bộ não của một sinh viên đại học với bộ não chỉ dày 1 mm với chỉ số IQ 126, nằm trong top 5% dân số thế giới với chỉ số IQ cao hơn. (Hình minh họa bởi The Epoch Times)
Phát hiện của Lober được công bố trên tạp chí khoa học Science năm 1980 với tiêu đề “Bộ não của bạn có thật sự cần thiết không?” (6).
Bộ não vô hình
Trong một bài báo thảo luận về một bài báo của Lorber đăng trên tạp chí Science năm 1981, Roger Lewin đã trích dẫn lời của Patrick Wall (1925-2001), giáo sư giải phẫu tại đại học University College London: “Điều quan trọng trong công trình nghiên cứu của Lorber là ông đã thực hiện một chuỗi dài những tìm tòi nghiên cứu có hệ thống chứ không chỉ dựa trên những thông tin mang tính giai thoại”. Những trường hợp người không não này đã thách thức những giảng dạy thông thường rằng cấu trúc não là nền tảng để sản sinh ra ý thức. Liệu bộ não của chúng ta - nặng khoảng 1,3kg với gần 2 tỷ tế bào thần kinh liên kết với nhau bằng 500 nghìn tỷ (5 x 10^14) synap - có là nguồn gốc thật sự của ý thức?
Một số nhà khoa học cho rằng những cấu trúc sâu và vô hình trong bộ não có thể giải thích cho chức năng nhận thức bình thường - ngay cả với trường hợp não úng thủy nghiêm trọng. Những cấu trúc này có thể không dễ được phát hiện bằng scan não thông thường hay bằng mắt thường. Tuy nhiên, sự thật rằng chúng không hiển lộ rõ ràng không có nghĩa là chúng không tồn tại hoặc không quan trọng đối với chức năng của bộ não.
“Hằng trăm năm qua các nhà thần kinh học đã nhìn nhận rằng tất cả những gì họ yêu thích đều được thực hiện bởi vỏ não, nhưng rất có thể những cấu trúc sâu trong não đã thực hiện nhiều chức năng mà người ta cho rằng chỉ vỏ não mới thực hiện được”, giáo sư Wall đã bình luận trong bài báo năm 1981 nói trên.
Norman Geschwind (1926-1984), một nhà thần kinh học tại Bệnh viện Beth Israel thuộc Đại học Harvard, đã bày tỏ ý kiến trong một bài báo năm 1981 rằng những cấu trúc sâu chưa được biết đến này “chắc chắn vô cùng quan trọng đối với nhiều chức năng”.
Hơn nữa, trong cùng bài báo đó ông David Bowsher, giáo sư khoa sinh lý thần kinh tại Đại học Liverpool, Anh quốc, cho biết rằng các cấu trúc sâu này “hầu như chắc chắn quan trọng hơn nhiều so với những gì chúng ta tưởng hiện nay”.
Nguồn gốc của ý thức có thể tồn tại ở những vùng mà chúng ta chưa khám phá ra. Và khi những lý thuyết y học không thể giải thích được bí ẩn này, thì vật lý học có thể mang đến một bước ngoặt mới, đặc biệt là vật lý lượng tử.
Hơn hẳn tế bào thần kinh
“Để hiểu được ý thức, chúng ta không thể chỉ nhìn vào các tế bào thần kinh”, bác sĩ Stuart Hameroff, giám đốc của Trung tâm nghiên cứu về ý thức ở đại học bang Arizona, nói với thời báo The Epoch Times. Ngay cả những sinh vật đơn bào như trùng đế giày (Paramecium) (7) cũng thể hiện ra những hành vi có chủ đích như bơi, tránh chướng ngại vật, giao phối, và quan trọng là học tập ngay cả khi chúng không có bất kỳ một synap thần kinh (điểm tiếp hợp thần kinh) nào hay một phần nào của mạng lưới thần kinh.
Ngay cả sinh vật đơn bào như trùng đế giày cũng thể hiện những hành vi có chủ đích như bơi, tránh chướng ngại vật, giao phối và học tập ngay cả khi không có bất kỳ một synap thần kinh (điểm tiếp hợp thần kinh) nào hay một phần nào của mạng lưới thần kinh. (Ảnh: Lebendkulturen.de/Shutterstock)
Theo ông Hameroff, những hành vi thông minh và có khả năng là có ý thức này được điều khiển bằng các vi ống (microtubule) bên trong trùng đế giày (8). Những vi ống như vậy cũng được tìm thấy trong tế bào thần kinh của não và trong tất cả các tế bào của động vật và thực vật.
Vi ống, như tên gọi của nó, là những ống nhỏ bên trong tế bào. Chúng đóng vai trò thiết yếu trong quá trình phân chia tế bào, di chuyển và vận chuyển nội bào và dường như là chất mang thông tin trong tế bào thần kinh (9).
Protein cấu tạo nên vi ống là “protein phổ biến nhất hay dồi dào nhất trong toàn bộ bộ não”, ông Hameroff nói với The Epoch Times. Ông đưa ra giả thuyết rằng các vi ống là yếu tố then chốt trong ý thức của con người.
“Bởi vì khi bạn nhìn vào bên trong các tế bào thần kinh, bạn thấy tất cả các vi ống đó, chúng nằm trong một mạng lưới cấu trúc có tính chu kỳ. Điều này hoàn hảo cho việc xử lý các thông tin và sóng rung động”, ông Hameroff nhận định.
Dựa vào thuộc tính của chúng, các vi ống hoạt động như các ăng-ten. Hameroff nói chúng đóng vai trò như “thiết bị lượng tử” để chuyển đổi ý thức từ một chiều không gian lượng tử.
Thiết bị lượng tử
Nhà Vật lý học, Toán học người Anh đoạt giải Nobel, Sir Roger Penrose và Hameroff đã đưa ra một giả thuyết rằng các quá trình lượng tử sản sinh ra ý thức (10).
Lượng tử là những đơn vị siêu nhỏ của năng lượng hay vật chất ở mức vi quan. Những tính chất đặc thù của chúng có thể giúp chúng ta hiểu ra nhiều điều mà khoa học hiện tại chưa giải thích được.
Nói một cách đơn giản, các vi ống hoạt động như một cầu nối giữa thế giới lượng tử và ý thức của chúng ta. Chúng thu nhận các tín hiệu lượng tử, khuếch đại chúng, tổ chức chúng và bằng một cách nào đó, thông qua những quá trình xử lý mà chúng ta chưa hoàn toàn hiểu rõ, biến chúng trở thành những cảm xúc, lý giải và suy nghĩ cấu thành nên sự nhận thức có ý thức của chúng ta.
Các vi ống có thể giải thích những hiện tượng gây khó hiểu về bộ não. Hameroff thừa nhận rằng các bộ não của những cá nhân sinh ra với chứng não úng thủy có thể thích ứng được bởi vì những vi ống của chúng điều khiển khả năng thay đổi để thích nghi của các tế bào thần kinh và tổ chức lại mô não của họ.
“Qua thời gian, các vi ống trong bộ não đó thích ứng và tự sắp xếp lại để duy trì ý thức và khả năng nhận thức”, ông nói.
Do đó, theo Hameroff, bộ não của chúng ta hoạt động giống như bộ xử lý thông tin, thu nhận các tín hiệu từ vũ trụ và chuyển hóa chúng thành ý thức.
Bộ não xử lý thông tin qua nhiều cấp độ, mỗi cấp độ theo những tần số rung động khác nhau. Sóng não dao động chậm rãi trong khoảng 0,5 - 100 Hz. Mỗi neuron dao động nhanh hơn ở mức 500 - 1000 Hz (11). Bên trong neuron, các vi ống rung động còn nhanh hơn nhiều lần ở mức MHz (12). Tại mức lượng tử nhỏ nhất, các tần số đạt đến mức cực kỳ cao, theo lý thuyết có thể lên tới 10^43 Hz.
Theo nhà thần kinh học Hameroff và người từng đoạt giải Nobel ngài Roger Penrose, bộ não của chúng ta hoạt động giống như bộ xử lý thông tin, tiếp nhận tín hiệu từ vũ trụ và chuyển hóa chúng thành ý thức. Các vi ống, loại protein dồi dào nhất trong tế bào thần kinh, có thể đóng vai trò như cầu nối để thu thập sóng từ thế giới lượng tử vào não chúng ta. Sau khi được xử lý trong não, ý thức được sản sinh ra. (Hình minh họa bởi The Epoch Times)
Các nhà khoa học khác cũng đang sử dụng các học thuyết lượng tử khác để giải thích các hoạt động tâm lý. Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Physical Review E cho thấy sự rung động của các phân tử chất béo trong bao myelin có thể tạo ra các cặp photon liên đới lượng tử (13). Nghiên cứu này cho thấy sự vướng víu lượng tử này có thể giúp đồng bộ hóa hoạt động của não, cung cấp những hiểu biết mới sâu sắc hơn về lĩnh vực ý thức.
Một dàn nhạc giao hưởng lượng tử
“Thay vì chỉ là một chiếc máy tính với những tế bào thần kinh đơn giản, bộ não là một dàn nhạc giao hưởng lượng tử”, Hameroff mô tả, “Bởi vì bạn có các cộng hưởng và hòa âm cùng với sự đan xen của các tần số khác nhau, rất giống như khi bạn chơi nhạc. Và vì thế tôi nghĩ rằng ý thức giống với âm nhạc hơn là máy vi tính”. Khoa học luôn phát triển. Nghiên cứu về ý thức vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu và tranh luận tích cực trong khoa học thần kinh và triết học.
Tuy nhiên, mỗi một phát hiện mới đều mở ra những khả năng mới. Khi chúng ta tiếp tục khám phá những bí ẩn này, hãy tiếp tục giữ tính hiếu kỳ và tâm thái cởi mở.
Nhiều chi tiết có thể kiểm chứng được từ những người nhận nội tạng được hiến và người trải nghiệm cận tử đã cung cấp thông tin cho các manh mối chỉ dẫn về mặt y khoa, làm sáng tỏ bản chất của ý thức con người.
Quan điểm bày tỏ trong bài viết là ý kiến của cá nhân tác giả và không nhất định phản ánh quan điểm của The Epoch Times. Epoch Health hoan nghênh mọi thảo luận chuyên môn và tranh luận hữu nghị. Để gửi ý kiến của bạn, vui lòng làm theo chỉ dẫn và gửi thông qua biểu mẫu của chúng tôi tại đây.
Tài liệu nghiên cứu bằng tiếng Anh:
(1) Near-Death Experiences, The Mind-Body Debate & the Nature of Reality
(2) Facing Up to the Problem of Consciousness
(3) Brain of a white-collar worker
(4) Brainless But Not Mindless
(5), (6) Is Your Brain Really Necessary?
(7) Integrative Neuroscience of Paramecium, a “Swimming Neuron”
(8) Consciousness, Cognition and the Neuronal Cytoskeleton – A New Paradigm Needed in Neuroscience
(9) Microtubules in neurons as information carriers
(10) Quantum computation in brain microtubules? The Penrose–Hameroff ‘Orch OR‘ model of consciousness
(11) Kilohertz-frequency stimulation of the nervous system: A review of underlying mechanisms
(12) How quantum brain biology can rescue conscious free will
(13) Entangled biphoton generation in the myelin sheath
Dịch từ: