Lần đầu tiên các nhà khoa học đã đưa ra tài liệu về sự hình thành khái niệm mới bên trong não bộ và sự hình thành này diễn ra ở những vùng não tương tự đối với tất cả mọi người. Các kết quả từ nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng, có thể dùng cách tiếp cận tương tự để nhận biết tình trạng 'mất' kiến thức do những rối loạn khác nhau như bệnh mất trí nhớ hoặc bệnh Alzheimer hoặc do chấn thương sọ não. Việc mất đi khái niệm trong não có thể do sự đảo ngược quy trình mà nghiên cứu đã quan sát được.
Trường Đại học Carnegie Mellon (CMU) đã cải tiến công nghệ hình ảnh não giúp mã hóa các đối tượng cụ thể trong não như một ngôi nhà hay một quả chuối, ai đó đang suy nghĩ từ tín hiệu kích hoạt não.
Hiện nay, các nhà khoa học CMU đang áp dụng kiến thức về biểu diễn thần kinh đối với các khái niệm quen thuộc bằng việc dạy cho con người những khái niệm mới và theo dõi sự phát triển của những biểu diễn thần kinh mới. Được xuất bản trong Human Brain Mapping, lần đầu tiên các nhà khoa học đã cung cấp tài liệu về sự hình thành khái niệm mới học bên trong não bộ và chỉ ra rằng sự hình thành này diễn ra ở những vùng não tương tự đối với tất cả mọi người.
Nghiên cứu mới này kết hợp khoa học não bộ với đổi mới giảng dạy, hai trong số những sáng kiến của đại học Carnegie Mellon - Sáng kiến BrainHub tập trung vào cấu trúc và hoạt động của bộ não làm phát sinh những hành vi phức tạp, và Sáng kiến Simon, nhằm mục đích nâng cao các kết quả học tập của sinh viên bằng cách tìm hiểu những thế kỷ của nghiên cứu khoa học kiến thức.
Marcel Just, một nhà thần kinh học hàng đầu đã lấy ví dụ về olinguito, một loài động vật ăn thịt mới được xác định, nó chủ yếu ăn trái cây và sống trên các ngọn cây ở rừng mưa nhiệt đới, nghiên cứu này được Viện Smithsonian công bố năm 2013, ông coi đây là một loại khái niệm mới mà con người đã học.
Just cho biết, hàng triệu người đã đọc thông tin về loài olinguito và qua đó đã làm thay đổi vĩnh viễn bộ não của họ. Nghiên cứu này được thực hiện để xác minh một cách chính xác quá trình này tại thời điểm trong phòng thí nghiệm. Khi con người hiểu rằng loài olinguito chủ yếu ăn trái cây thay vì ăn thịt thì vùng nếp cuộn ở não trái của họ và một số vùng khác - đã lưu giữ thông tin mới theo mã riêng của chúng. Theo Just, kiến thức mới đã thu được từ công bố của Smithsonian được mã hóa ở những vùng não tương tự của những người được học về thông tin này, bởi vì tất cả các bộ não hình thành đều sử dụng hệ thống lưu giữ thông tin giống nhau.
Trong một nghiên cứu, Andrew Bauer, nghiên cứu sinh ngành tâm lý học và Just đã giảng dạy cho 16 thí sinh tham gia nghiên cứu về chế độ ăn uống và nơi cư trú của các loài động vật đã tuyệt chủng nhằm theo dõi sự phát triển những biểu diễn thần kinh về tám khái niệm động vật mới trong não của các thí sinh tham gia.
Dựa trên những phát hiện trước đây, nhóm nghiên cứu đã nắm được nơi kiến thức mới xuất hiện trong não bộ của các thí sinh tham gia nghiên cứu. Thông tin về nhà ở và chế độ ăn uống tập trung tại những vùng não riêng phổ biến ở tất cả mọi người.
Trong khóa học kéo dài một giờ đồng hồ, các thí sinh tham gia nghiên cứu đã có buổi phụ đạo nhỏ về chế độ ăn uống và nơi cư trú của các loài động vật, đồng thời các nhà khoa học đã sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) để giám sát sự xuất hiện của các khái niệm trong não của những người tham gia. Khi những đặc tính mới được dạy, mức độ kích hoạt tại những vùng thông tin về ăn uống và nơi cư trú trong não đã thay đổi.
Một kết quả quan trọng thu được sau buổi phụ đạo về động vật học là mỗi khái niệm động vật đã phát triển một tín hiệu kích hoạt đặc trưng riêng. Kết quả này có thể giúp cho chương trình máy tính xác định được mỗi thí sinh tham gia nghiên cứu đang nghĩ gì về tám khái niệm động vật tại một thời điểm nhất định. Thực tế, chương trình đang đọc thông tin từ bộ não của họ khi họ chờ đợi một suy nghĩ hoàn toàn mới.
Mặc dù mỗi loài động vật có những tín hiệu kích hoạt riêng, tuy nhiên những động vật có các đặc tính tương tự (như môi trường sống) thì những tín hiệu kích hoạt cũng tương tự nhau. Đó là sự tương đồng giữa các đặc tính của hai loài động vật dẫn đến sự tương đồng giữa những tín hiệu kích hoạt của chúng. Phát hiện này chỉ ra rằng, những tín hiệu kích hoạt không chỉ là những mô hình giả định, mà chúng có ý nghĩa và có thể phiên dịch.
Theo Just, tín hiệu kích hoạt của một khái niệm là sự kết hợp của nhiều loại kiến thức khác nhau mà một người lưu giữ được và mỗi loại kiến thức được lưu giữ ở những vùng đặc trưng riêng.
Một kết quả quan trọng nữa đó là mỗi đặc tính của các loài động vật được học vẫn được lưu giữ trong não, thậm chí sau khi những đặc tính khác của động vật tiếp tục được học. Phát hiện này cho thấy khả năng lưu giữ thông tin mà chúng ta học tương đối lớn.
Bauer, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, mỗi khi chúng ta học được điều gì, chúng ta thay đổi vĩnh viễn bộ não của chúng ta theo một cách có hệ thống. Điều thú vị của nghiên cứu này đó là những thông tin về những động vật tuyệt chủng được khắc sâu vào những vị trí được dự đoán trong hệ thống lưu giữ thông tin của não bộ.
Just tin rằng, nghiên cứu này cung cấp nền tảng cho các nhà nghiên cứu não bộ theo dõi khái niệm mới đi vào não như thế nào thông qua các từ ngữ và hình ảnh minh họa được sử dụng trong giảng dạy, đoán trước khả năng nhằm đánh giá sự tiến bộ trong việc học một khái niệm phức tạp giống như một bài tập vật lý ở trường trung học. Những phân tích mô hình fMRI có thể giúp chuẩn đoán những khía cạnh của một khái niệm mà các sinh viên hiểu sai (hoặc thiếu), theo cách đó sẽ giúp cho buổi giảng dạy lần sau hiệu quả hơn.
Các kết quả từ nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng, có thể sử dụng cách tiếp cận tương tự để hiểu tình trạng 'mất' kiến thức do những rối loạn não bộ khác nhau như bệnh mất trí nhớ hoặc bệnh Alzheimer hoặc chấn thương sọ não. Việc mất đi một khái niệm trong não có thể do đảo ngược quy trình mà nghiên cứu đã quan sát được.
Nguồn: NASATI, ngày 2/7/2015.