cơ sở sinh lý của

▪ Những nhà nghiên cứu phát hiện ra mối liên hệ giữa một loạt hành vi quan sát được và sự dị thường trong một vùng nào đó trên não. ▪ Ví dụ như bệnh nhân của Paul Broca (1824 – 1880) c[r]

CƠ SỞ SINH LÝ CỦA TÂM LÝ HỌC NHẬN THỨC

CHƯƠNG 2

Mục đích chương 2

▪ Hiểu sở sinh lý tri giác, ý, trí nhớ, ngơn ngữ, định, giải vấn đề.

▪ Khoa học thần kinh nhận thức (Cognitive neuroscience)?

− là lĩnh vực nghiên cứu liên kết não khía cạnh khác hệ thần kinh với trình nhận thức, cuối đến hành vi

NÃO TRƯỚC (THE FOREBRAIN)

▪ Gồm:

− Vỏ não

− Hạch (Basal ganglia)

− Hệ viền (limbic system)

− Đồi thị (thalamus)

Vỏ não

▪ Bề mặt não dày - 3mm

▪ Lớp mỏng nơron chứa chế chịu trách nhiệm cho hầu hết chức tinh thần tri giác, ngôn ngữ, suy nghĩ, và giải vấn đề.

▪ Khối lượng não người gấp đôi cách ngàn năm, cho phép mở rộng não, đặc biệt vỏ não (Toro cs, 2008).

Vỏ não

▪ Gồm: bán cầu não trái bán cầu não phải ▪ Mỗi bán cầu não chun mơn hóa cho

loại hành vi khác nhau.

▪ Thông tin chuyển giao đối bên (contralateral) và chuyển giao phía (ipsilateral) – một bên

Vỏ não

− Thể chai (corpus callosum) khối dày đặc những thớ thần kinh kết nối hai bán cầu não

− Nếu thể chai bị cắt, hai bán cầu não kết nối với (Glickstein & Berlucchi, 2008).

− Vỏ não có thùy:

• Thùy trán (the frontal lobe)

• Thùy đỉnh (the parietal lobe)

• Thùy thái dương (temporal lobe)

Ngôn ngữ, trí nhớ, nghe, nhìn Nơi

trong vỏ não nhận thông

tin thị giác

Ngơn ngữ, trí nhớ chức vận

động Nơi tín hiệu nhận từ

hệ thống xúc giác nơi quan trọng cho thị giác ý

Tổn thương Thùy trán làm giảm suy nghĩ

▪ Tổn thương phần trước thùy trán (the prefrontal cortex - PFC)  gặp khó khăn thực số chức quan trọng cho giải vấn đề

và lập luận.

▪ Sự tồn lưu (perseveration) - khó khăn việc

chuyển từ kiểu hành vi sang hành vi khác (Hauser, 1999; Munakata cs, 2003)

Hạch nền

▪ Gồm nơron định cho chức vận

động

▪ Rối loạn chức hạch dẫn đến

thiếu hụt vận động: chứng rung, cử động không chủ ý, thay đổi dáng điệu trương lực vận động chậm chạp

▪ Có bệnh Parkinson bệnh Huntington, có

những triệu chứng vận động (Rockland, 2000; Lerner & Riley, 2008; Lewis & Barker, 2009)

Hệ viền

▪ Quan trọng cho cảm xúc, động lực, trí nhớ học

tập

▪ Cho phép ngăn chặn phản ứng

năng

▪ Giúp thích nghi phản ứng linh hoạt với

sự thay đổi môi trường xung quanh

▪ Gồm trung tâm nối liền nhau: − Vách ngăn

Vách ngăn hạch hạnh nhân

▪ Vách ngăn liên quan đến tức giận sợ hãi. ▪ Hạch hạnh nhân đóng vai trị quan trọng cảm

xúc, đặc biệt tức giận gây hấn (Adolphs, 2003; Derntl cs, 2009)

▪ Kích thích vào hạch hạnh nhân thường dẫn đến sợ

hãi

▪ Tổn thương loại bỏ hạch hạnh nhân dẫn

đến thiếu thích nghi không tốt với sợ hãi

▪ Trong trường hợp tổn thương não động vật, động

vật tiếp cận với vật nguy hiểm tiềm tàng mà không dự sợ hãi (Adolphs cs, 1994; Frackowiak cs, 1997)

Hồi hải mã

▪ Đóng vai trị cốt yếu hình thành trí nhớ ▪ Cần thiết cho việc học xem xét mối quan hệ

Đồi thị

▪ Tiếp thu thông tin cảm giác vào thơng

qua nhóm nơ ron thích hợp vùng vỏ não

▪ Hầu hết thông tin cảm giác vào não thông

qua đồi thị

▪ Đồi thị giúp điều khiển ngủ thức

▪ Khi đồi thị bị rối loạn chức năng, dẫn đến

đau, rung, chứng quên, suy giảm ngơn ngữ trì trệ thức ngủ (Rockland, 2000; Steriade, Jones & McCormick, 1997)

Vùng đồi

▪ Kiểm soát hành vi liên quan đến sống còn: chiến

đấu, ăn, chạy trốn giao phối

▪ Kích hoạt kiểm sốt cảm xúc phản ứng lại

với stress (Malsbury, 2003)

▪ Đóng vai trị quan trọng việc ngủ: chứng ngủ

rũ (narcolepsy) - người buồn ngủ thường xun khơng thể đốn thời gian (Lodi cs, 2004; Mignot, Taheri & Nishino, 2002)

▪ Đóng vai trò quan trọng cho chức hệ nội tiết

Não (the Midbrain)

▪ Não giúp điều khiển vận động mắt phối hợp

▪ Hệ lưới hoạt hóa hệ thống nơron thiết yếu để điều chỉnh tình trạng tỉnh táo (ngủ, tỉnh táo; đánh thức; ý vào một vài phạm vi, chức sống nhịp tim thở; Sarter, Bruno & Berntson, 2003).

Não sau (the Hindbrain)

▪ Tiểu não: Cần thiết để cân bằng, phối hợp

trương lực

▪ Học cầu: Liên quan đến tình trạng tỉnh táo (ngủ

đánh thức); chuyển hóa thần kinh từ phần qua phần khác não; liên quan đến dây thần kinh mặt

▪ Hành não: liên quan đến chức tim mạch

Nơron

▪ Não tạo từ hàng tỉ tế bào nơron

▪ Kỹ thuật nhuộm mô não phát minh từ thế kỷ 19 giúp tăng phân biệt khác giữa mô não

▪ Mạng thần kinh (nerve net): đường liên tục, phức tạp

▪ Kính hiển vi kỹ thuật nhuộm thời khơng cho phép phân tích chi tiết nhỏ

Nơron

▪ 1870s, nhà giải phẫu Camillo Golgi phát triển kỹ thuật nhuộm: nhúng mô não mỏng vào dung dịch bạc nitrat  phân biệt tế bào khỏi mô

Nơron

▪ Ramon y Cajal, nhà TLH người Tây Ban Nha, ông quan tâm đến khám phá chất của nerve net

▪ Ông kết hợp kỹ thuật nhuộm Golgi + nghiên cứu não động vật sinh (mật độ tế bào nhỏ hơn).

Nơron

▪ Thuyết tế bào thần kinh (neuron doctrine):

➢ Những tế bào đơn lẻ chuyển tín hiệu hệ thần kinh

➢ Những tế bào khơng liên tục với tế bào khác thuyết mạng lưới thần kinh (nerve net)

Nơron

▪Thân (cell body): có chế giữ cho TB sống ▪Đi gai (dendrite): nhận tín hiệu từ nơron khác ▪Sợi trục (axon): chứa chất lỏng dẫn tín hiệu

Nơron

▪Cajal đưa kết luận:

(1) hệ TK não, tất nơron bắt thông tin từ môi trường (TBTK da, mắt, tai) – quan nhận cảm (receptors).

Nơron

(2) Với tất nơron, có khoảng cách nhỏ giữa kết thúc sợi trục nơron đuôi gai thân TB với nơron khác 

Nơron

▪ (3) Nơron không kết nối bừa bãi với nơron khác, kết nối với nơron riêng biệt.

▪ Những nơron thường kết nối với gọi mạch thần kinh (neural circuits)

▪  Tất khám phá Cajal – đơn vị nơron, synapse, mạch thần kinh – yếu tố để dùng giải thích não tạo nên nhận thức nào

▪ Cajal giành giải Nobel năm 1906.

Chức khu biệt

▪ Những vùng riêng biệt não phục vụ cho những chức khác nhau.

▪ Chức khu biệt (localization of function).

▪ Những khu vực não chun mơn hóa cho chức đặc trưng gọi những đơn vị (modules).

VÙNG BÊN DƯỚI THÙY THÁI DƯƠNG (IT)

▪ Những nghiên cứu kết luận vùng bên dưới thùy thái dương (inferotemporal (IT) cortex) đơn vị hình thành tri giác

(perception)

VÙNG BÊN DƯỚI THÙY THÁI DƯƠNG (IT)

(a) Những hình học phức tạp; (b) vật thông thường môi trường; (c) khuôn mặt

CHỨNG MÙ KHẢ NĂNG NHẬN DIỆN

(PROSPAGNOSIA)

▪ Chứng mù khả nhận diện – chứng bệnh

làm người nhận diện khn mặt quen thuộc

▪ Một người có chứng khơng có khả nhận người bạn thân, thành viên họ gia đình chí hình ảnh họ gương (Burton cs, 1991)

▪ Trường hợp bệnh nhân Jenny (Mỹ)

 Khơng có vùng IT hình thành tri giác Khả nhận thức liên quan đến nhiều vùng não

Vùng trung gian thùy thái dương (MT)

▪ Vùng trung gian thùy thái dương (medial

temporal (MT) area): ví dụ cho đơn vị

được chun mơn hóa cho tri giác thị giác chuyển động (perceiving visual movement)

▪ Những nơron vùng phản ứng với kích thích chuyển động

Trung gian thùy thái dương

(medial temporal (MT) area)

Ví dụ trường hợp

▪ Một người phụ nữ 43 tuổi bị đột quỵ phá hủy vùng này, bị khả tri giác chuyển động.

▪ Bà khó khăn rót trà hay caffe vào tách ▪ Bà khó khăn theo dõi đối thoại

Vùng ngôn ngữ

▪ Vùng Broca nằm thùy trán

▪ Phá hủy vùng gây nên gây nên chứng

ngôn ngữ Broca (Broca’s aphasia), người

khó khăn nói

▪ Khơng dùng mơi, lưỡi miệng để tạo ngơn ngữ,  khơng có khả xử lý ngôn ngữ. ▪ Trường hợp người đàn ông 30 tuổi bị phá hủy

Vùng ngôn ngữ

▪ 1879, Carl Wernicke nghiên cứu nhóm bệnh nhân khác

▪ Những người bị tổn thương vùng

thùy thái dương gọi Vùng Wernicke.

▪ Lời nói họ trơi chảy ngữ pháp, nhưng có xu hướng bị rời rạc

▪ Những bệnh nhân khơng có lời nói vơ nghĩa, khơng thể hiểu lời nói viết

▪ Chứng ngôn ngữ Wernicke (Wernicke’s

Các phương pháp nghiên cứu não con người

➢ Nghiên cứu khám nghiệm tử thi (postmortem)

➢ Nghiên cứu thể sống (in vivo techniques)

✓ Con người

✓ Động vật

NGHIÊN CỨU KHÁM NGHIỆM TỬ THI

(POSTMORTEM STUDIES)

▪ Nhà nghiên cứu ý cẩn thận đến hành vi của người có dấu hiệu tổn thương não họ sống (Wilson, 2003)

▪ Những ghi chép nhà nghiên cứu hành vi trên trường hợp bệnh nhân kỹ lưỡng tốt (Fawcett, Rosser & Dunnerr, 2001).

NGHIÊN CỨU KHÁM NGHIỆM TỬ THI

(POSTMORTEM STUDIES)

▪ Những nhà nghiên cứu phát mối liên hệ loạt hành vi quan sát dị thường vùng não

▪ Ví dụ bệnh nhân Paul Broca (1824 – 1880) có vấn đề nói, bệnh nhân Alzheimer dẫn đến nghiên cứu nhận dạng số cấu trúc não liên quan đến trí nhớ (đồi hải mã)

▪ Kỹ thuật cung cấp sở để hiểu mối quan hệ não hành vi, bị giới hạn

▪ Chúng không cung cấp trình sinh học cụ thể não

NGHIÊN CỨU TRÊN CƠ THỂ SỐNG ▪ Động vật

NGHIÊN CỨU TRÊN ĐỘNG VẬT (ANIMAL STIDIES)

▪ Nhiều kỹ thuật nghiên cứu thể sống thực dành riêng động vật

▪ Ví dụ: Giải Nobel giành chiến thắng nghiên cứu tri giác thị giác nghiên cứu thể sống, khám phá hoạt động điện TB đơn lẻ vùng đặc biệt não động vật (Hubel & Wiesel, 1963, 1968, 1979)

▪ Một vi điện tử nhỏ đưa vào nơron đơn lẻ đưa vào não động vật  thu thay đổi hoạt động điện xuất bên TB

NGHIÊN CỨU TRÊN ĐỘNG VẬT (ANIMAL STIDIES)

▪ Những nghiên cứu động vật liên quan đến tổn thương – giải phẫu loại bỏ làm tổn thương phần não để quan sát thiếu hụt chức

(Al’bertin, Mulder & Wiener, 2003; Mohammed, Jonsson & Archer, 1986)

▪ Kỹ thuật sử dụng người

▪ Không thể thu hoạt động nơron

NGHIÊN CỨU TRÊN CƠ THỂ SỐNG ▪ Động vật

▪ Con người

ĐIỆN THẾ GÂY NÊN (EVENT RELATED POTENTIAL

-ERP)

▪ Điện gây nên (ERP) phản ứng hàng ngàn nơron với kích thích sự kiện riêng biệt.

ĐIỆN THẾ GÂY NÊN (EVENT RELATED POTENTIAL)

▪ Một người mang một mũ điện cực chứa 129 điện cực

▪ Mỗi điện cực ghi lại hoạt động từ hàng ngàn nơ ron nằm gần điện cực.

▪ Khi kích thích xuất hiện, điện cực ghi lại thay đổi điện áp trong não

ĐIỆN THẾ GÂY NÊN (ERP - EVENT RELATED POTENTIAL)

▪ Đặc tính làm cho ERP có giá trị đặc biệt cho TLH nhận thức thành tố khác của phản ứng cho thấy mặt khác của trình nhận thức.

ĐIỆN THẾ GÂY NÊN (ERP)

➢ Sự thay đổi kích thước phản ứng ERP với từ không phù hợp với nghĩa câu.

➢ ERP nói cho chúng ta biết hoạt động nhận thức đặc biệt xuất hiện.

CHỤP ẢNH NÃO (BRAIN IMAGING)

▪ Cho phép xác định vùng não hoạt động người thực nhiệm vụ nhận thức khác nhau.

➢ Kỹ thuật PET

➢ Cộng hưởng từ chức (Functional magnetic resonance imaging – fMRI)

➢ Kích thích từ trường xuyên sọ (Transcranial magnetic stimulation – TMS)

Kỹ thuật PET

▪ Kỹ thuật PET (positron emission tomography -Kỹ thuật chụp ảnh cắt lớp nhờ phát xạ

positron) giới thiệu vào thập niên 1970.

▪ Lưu lượng máu tăng vùng não hoạt động nhiệm vụ nhận thức đó.

▪ Một lượng chất phóng xạ tiêm vào máu người, não người quét dụng cụ PET để đo tín hiệu từ chất chuyển hóa mỗi vị trí não.

KỸ THUẬT PET

▪ PET giúp xác định vùng não hoạt động với kích thích nhiệm vụ riêng biệt.

▪ Nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật tính trừ (subtraction technique)

▪ Hoạt động chuẩn (baseline activity) đo đầu

KỸ THUẬT PET

▪ Thí nghiệm Steven Peterson cs (1988): xác định vùng não hoạt động nói từ

▪ B1: Xác định vùng não hoạt động người thấy từ chiếu hình  cung cấp đo lường hoạt động chuẩn (hoạt động chuẩn)

▪ B2: Xác định vùng não hoạt động người thấy từ sau nóitừ (hoạt động kích thích)

CỘNG HƯỞNG TỪ CHỨC NĂNG(FUNCTIONAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING–FMRI)

▪ fMRI dựa đo lường lưu lượng máu

▪ Lợi fMRI đo lường lưu lượng máu mà khơng cần tiêm chất phóng xạ

▪ Nó thực cách sử dụng chất

hemoglobin đưa oxy vào máu, có chứa phân tử sắt có thuộc tính từ

▪ Nếu vùng từ xuất não, phân tử hemoglobin giống nam châm tí xíu

▪ Ở vùng hoạt động cao não làm nhiều oxy  tăng phản ứng hemoglobin  phân tử phản ứng mạnh vùng

CỘNG HƯỞNG TỪ CHỨC NĂNG(FUNCTIONAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING–FMRI)

CỘNG HƯỞNG TỪ CHỨC NĂNG (FUNCTIONAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING –FMRI)

▪ Dụng cụ fMRI xác định mối quan hệ hoạt động vùng khác não cách phát thay đổi phản ứng từ hemoglobin

▪ Kỹ thuật trừ (dùng PET) sử dụng cho fMRI

▪ fMRI không yêu cầu chất phóng xạ xác

KÍCH THÍCH TỪ TRƯỜNG XUYÊN SỌ(TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION – TMS)

▪ Gây cản trở tạm thời hoạt động thông thường não vị trí hạn chế  mơ thương tích não kích thích vùng não

▪ TMS yêu cầu đặt cuộn lên đầu người sau cho dịng điện qua

▪ Dịng điện tạo vùng từ, gây cản trở vùng nhỏ bên

Phương pháp từ não đồ

(Magnetoencephalography – MEG)

▪ Đo lường hành vi não bên đầu cách bắt lấy vùng từ trường phát cách thay đổi hoạt động não

▪ Kỹ thuật cho phép vùng chuyên biệt não báo hiệu  biết vùng khác não làm thời gian khác

Phương pháp từ não đồ

(Magnetoencephalography – MEG)

▪ MEG dùng để kiểm tra thay đổi hoạt động não trước, sau kích thích điện

▪ Áp dụng gần MEG bệnh nhân cho biết đau chi ma

TỔN THƯƠNG NÃO (BRAIN LESIONING)

▪ Cách khác để xác định chức vùng riêng biệt

trên não cách xác định việc loại bỏ vùng ảnh hưởng đến hành vi

▪ Kỹ thuật tổn thương não sử dụng

người

▪ Trường hợp bệnh nhân H.M, hồi hải mã vài

vùng xung quanh bị loại bỏ để giúp loại bỏ chứng động kinh

▪ Kết phẫu thuật làm giảm chứng co giật

làm ảnh hưởng đến khả thành lập trí nhớ (Scoville & Milner, 1957)

▪ Nghiên cứu trường hợp H.M dạy cho biết