Ba phương thức hoạt động cao cấp của hệ thần kinh hình thành như thế nào

Trong cuộc sống thường nhật, ai cũng có thể được tiếp xúc, được thấy ở xung quanh và ngay trong bản thân mình những hiện tượng khác nhau biểu thị cho hoạt động của hệ thần kinh như sự ghi nhớ của người này là rất tốt, người kia là kém; có người nói năng lưu loát, có người người này thì nhanh nhẹn, hoạt bát, còn người khác thì chậm chạp, trì trệ; có người thông minh, lanh lợi, có người đần độn, ngốc ngếch; có người khéo léo, có người vụng về; có người nói năng rõ ràng, mạch lạc, có người nói năng ấp úng, trình bày câu nói khó khăn, có những người luôn tiến hành công việc rất máy móc, có người tìm được nhiều cách làm việc mới có hiệu quả cao, có người có khả năng tính toán kỳ diệu nhưng lại không thể xây dựng được một công trình nghiên cứu toán học nào, có người say mê hội họa, có người say mê âm nhạc, có người say mê toán học, v.v...Có thể nói rằng các hiện tượng này là rất nhiều. Sự khác nhau này không chỉ do khác về môi trường sống, về sự giáo dục, mà còn khác nhau giữa những người sống trong cùng một môi trường, cùng một phương pháp giáo dục, cùng được tiếp thu một loại kiến thức, và hơn thế còn được cùng bố mẹ sinh ra. Nếu xét trong sự hoạt động của máy tính mà chúng ta gọi là các bộ óc nhân tạo thì cùng một cấu hình, cùng một loại dữ liệu thì các máy tính khác nhau vẫn cho những kết quả xử lý giống nhau. Nhưng với các hệ thần kinh - trừ những trường hợp phải xử lý theo những quy định cụ thể (như giải các bài toán theo những công thức cho trước) - có những kết quả không giống nhau với cùng yêu cầu xử lý. Điều này cho thấy có sự khác nhau trong hoạt động của các hệ thần kinh. Sự khác nhau như nêu ở trên là rất đa dạng. Sự đa dạng này gây nên nhiều khó khăn cho việc nghiên cứu sự hoạt động của hệ thần kinh. Nếu chỉ nhìn vào sự thể hiện đa dạng đó thì chúng ta khó nhận ra điều gì. Nhưng có những điểm chung mà chúng ta có thể dựa vào đó để nghiên cứu về hoạt động thần kinh, đó là sự ghi nhớ và sự liên kết trong ghi nhớ.

Sự ghi nhớ thể hiện ở khả năng ghi nhớ. Khả năng ghi nhớ có các biểu hiện:

Ghi nhớ hoặc không ghi nhớ được.

Tốc độ ghi nhớ (nhanh hay chậm).

Lĩnh vực ghi nhớ (lĩnh vực nào dễ nhớ, lĩnh vực nào khó nhớ).

Phương thức ghi nhớ (hình ảnh, âm thanh, một lần hay phải lặp đi lặp lại, liên tục hay đứt đoạn).

Mức độ ghi nhớ (rõ ràng, đầy đủ hay mờ nhạt, khiếm khuyết).

Cách thức hiển thị những cái đã ghi nhớ (hình ảnh hay âm thanh).

Khả năng ghi nhớ không đi cùng sự hiển thị những cái đã ghi nhớ. Đây là một điểm quan trọng trong việc đánh giá sự hoạt động và năng lực của hệ thần kinh. Sự hiển thị những cái đã ghi nhớ bị chi phối bởi các yếu tố sau:

Khả năng dễ hoặc khó kích hoạt của các tế bào thần kinh ghi nhớ.

Sự liên kết giữa các tế bào ghi nhớ.

Khả năng dễ hoặc khó kích hoạt các tế bào ghi nhớ ảnh hưởng đến sự hiển thị những cái ghi nhớ dưới các dạng hiển thị hay không hiển thị, tốc độ hiển thị nhanh hay chậm. Khi tế bào ghi nhớ khó kích hoạt thì sự ghi nhớ nhiều khi trở thành vô dụng bởi nó không khác với trường hợp không ghi nhớ được. Tốc độ hiển thị ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ hoạt động của hệ thần kinh (nhanh nhẹn hay chậm chạp). Sự liên kết giữa các tế bào ghi nhớ là yếu tố chi phối nhiều nhất đến sự hoạt động của các hệ thần kinh cao cấp. Sự liên kết này có những biểu hiện:

Có hoặc không có liên kết.

Dễ hoặc khó tạo liên kết.

Liên kết bền vững hay không bền vững.

Liên kết theo chiều ngang hay theo chiều dọc.

Liên kết đơn hay liên kết phức hợp.

Một đối tượng tác động lên hệ thần kinh có thể trong một khoảng thời gian ngắn với một lần tác động, hoặc có thể trong một thời gian dài với nhiều lần, có thể tác động với toàn bộ hoặc một số trong các chi tiết của nó. Mỗi hệ thần kinh ghi nhớ sự tác động đó theo điều kiện hay khả năng riêng. Mỗi tế bào thần kinh là một điểm ghi nhớ, vì vậy nó không thể ghi nhớ được toàn bộ các chi tiết, các cách thể hiện của đối tượng. Một đối tượng sẽ được rất nhiều tế bào thần kinh ghi nhớ khi nó tác động lên hệ thần kinh. Đối tượng sẽ được hiển thị đầy đủ trong trí nhớ khi tất cả các tế bào ghi nhớ về nó được kích hoạt. Nhưng điều này không thường xuyên xảy ra và trong nhiều trường hợp các tế bào đó không được kích hoạt đồng thời và không đầy đủ, có khi những tế bào ghi nhớ sau lại được kích hoạt trước; có khi những sự ghi nhớ về đối tượng khác lại được kích hoạt trong khi những chi tiết thuộc đối tượng hiện tại lại không hiển thị, có chi tiết của đối tượng được hiển thị trong lần kích hoạt này nhưng không được được hiển thị trong những lần sau. Nguyên nhân của hiện tượng này được giải thích bằng sự liên kết giữa các tế bào ghi nhớ trong hệ thần kinh. Sự liên kết này không chỉ bao gồm liên kết giữa các tế bào ghi nhớ về cùng một đối tượng mà còn là sự liên kết giữa các tế bào ghi nhớ về các đối tượng khác nhau và các thời điểm ghi nhớ khác nhau. Khi giữa các tế bào ghi nhớ về cùng đối tượng không có sự liên kết thì khó thực hiện được sự kích hoạt các tế bào, do đó mặc dù có sự ghi nhớ, nhưng sự ghi nhớ không được hiển thị. Với trường hợp đối tượng tác động theo thời gian, các tế bào ghi nhớ theo trình tự thì việc không có liên kết giữa các tế bào ghi nhớ dẫn đến việc quên nhiều chi tiết thuộc về đối tượng đối tượng. Việc có hay không có liên kết này chịu sự chi phối của khả năng dễ hay khó hình thành mối liên kết, liên kết bền hay không bền. Mối liên kết không bền cũng làm mất sự liên kết mặc dù liên kết có thể đã được tạo ra. Sự thể hiện ra bên ngoài của việc các tế bào ghi nhớ có liên kết hay không, liên kết bền hay không bền qua các hiện tượng như khả năng trình bày rõ ràng, mạch lạc hay nói năng ấp úng, trình bày lộn xộn, sự ghi nhớ lúc này là có, lúc khác là không...Sự ghi nhớ tốt, dễ tạo liên kết nhưng liên kết kém bền, tế bào ghi nhớ dễ kích hoạt tạo nên sự ghi nhớ lẫn lộn, nhiều đối tượng được hiển thị với các chi tiết rời rạc, chi tiết của đối tượng này được gán cho chi tiết của đối tượng khác...Liên kết hường được hình thành theo chiều ngang khi có nhiều tế bào ghi nhớ được hình thành từ kích thích đồng thời của một nhóm tế bào thần kinh. Liên kết theo chiều ngang xác định mối liên hệ giữa các đối tượng khác nhau hoặc các chi tiết của các đối tượng đó, giữa các đối tượng có liên quan với nhau hoặc được ghi nhớ tại cùng thời điểm với đối tượng. Còn liên kết theo chiều dọc là liên kết được hình thành giữa tế bào ghi nhớ trước và tế bào ghi nhớ sau. Liên kết theo chiều ngang thường ghi nhớ về hình ảnh và thể hiện cho tính chất tĩnh, còn ghi nhớ theo chiều dọc là sự ghi nhớ về quá trình, về câu nói. Liên kết theo chiều ngang thể hiện sự ghi nhớ về nhiều đối tượng, còn liên kết theo chiều dọc thể hiện các chi tiết, nội dung, quá trình vận động hay tính chất động của đối tượng,. Những đặc điểm riêng của từng hình thức liên kết này có ảnh hưởng đến tính chất tư duy trên hai mặt: hiểu và biết. Tư duy theo liên kết ngang thể hiện khả năng biết nhiều đối tượng, còn tư duy theo liên kết dọc thể hiện khả năng hiểu về một đối tượng. Tư duy theo liên kết ngang là tư duy theo bề rộng, nó cung cấp khả năng tìm kiếm đối tượng hoặc các chi tiết có thể thay thế, bổ xung, đem đến khả năng khái quát và năng lực tổng hợp. Trong liên kết ngang, khi có một sự kích thích thì các tế bào ghi nhớ trong liên kết được kích hoạt mặc dù có thể không cùng đối tượng ghi nhớ, do đó nó giúp cho việc chọn lựa phương án phản ứng phù hợp nhất với tác nhân kích thích. Điều này có thể được so sánh với việc truy tìm dữ liệu trong máy tính. Khi gõ một tự khóa vào ô tìm kiếm, máy tính sẽ hiển thị những dữ liệu có liên quan đến từ khóa đó. Nhưng sự khác nhau giữa máy tính và hệ thần kinh trong trường hợp này là máy tính thể hiện dữ liệu chứa đúng từ khóa, còn hệ thần kinh thể hiện bất kỳ cái gì trong liên kết đó. Khi kích hoạt sự ghi nhớ theo kiên kết dọc, các chi tiết của một đối tượng sẽ được hiển thị theo thứ tự trong liên kết. Tư duy theo liên kết dọc là tư duy theo chiều sâu, tư duy về nội hàm của đối tượng, nó xác định quy mô, đặc điểm, tính chất của đối tượng, mối liên hệ giữa các chi tiết của đối tượng và tạo nên năng lực phân tích, sắp xếp, tổ chức...Liên kết giữa các nốt nhạc là liên kết dọc, còn liên kết giữa nốt nhạc với ca từ là liên kết ngang. Tư duy về cấu trúc của máy tính là tư duy theo chiều dọc, còn việc chọn lựa các bộ phận trong cấu trúc đó từ các hãng sản xuất khác nhau là tư duy theo chiều ngang. Liên kết đơn theo chiều ngang tạo nên sự nông cạn trong tư duy biểu hiện ở sự biết nhiều nhưng sự hiểu là không có hoặc không sâu. Liên kết đơn theo chiều dọc lại hạn chế sự nắm bắt nhiều đối tượng nhưng cung cấp khả năng hiểu sâu và nắm vững đối tượng. Mối liên kết bền vững cung cấp khả năng hiển thị đối tượng đầy đủ và chính xác, còn sự ghi nhớ kém bền đưa đến sự dễ quên, các đối tượng không được hiển thị đủ các yếu tố, các chi tiết của nó mặc dù các tế bào ghi nhớ về đối tượng vẫn nguyên vẹn. Liên kết không bền nhưng mối liên kết mới giữa các tế bào ghi nhớ cũ rất dễ được tạo ra thì có thể làm cho đối tượng bị biến đổi trong hiển thị bởi một số chi tiết của đối tượng không được hiển thị mà bị (hoặc được) thay thế bởi các chi tiết của đối tượng khác, v.v...

Liên kết phức hợp là sự liên kết trong đó có cả liên kết ngang và liên kết dọc. Trong các mối liên kết ngang có các liên kết dọc và trong liên kết dọc xuất hiện các liên kết ngang. Liên kết phức hợp đảm bảo khả năng hiểu biết và các mối liên hệ của đối tượng.

Sự cấu thành và mức độ của các yếu tố ghi nhớ và liên kết ghi nhớ trong hệ thần kinh phụ thuộc vào tính chất cấu tạo của riêng hệ thần kinh. Sự tổ hợp các yếu tố đó và kết hợp với một số yếu tố khác bên ngoài hệ thần kinh đã tạo nên đặc điểm riêng trong hoạt động của từng hệ thần kinh. Có rất nhiều tổ hợp và do đó có rất nhiều phương thức hoạt động khác nhau. Điều này lý giải cho sự đa dạng, sự khác nhau về năng lực và về tính chất hoạt động của các hệ thần kinh khác nhau. Nhưng mọi cách thức riêng lẻ đều có thể quy về ba phương thức chính, đó là phản ứng thần kinh, hoạt động sáng tạo và hoạt động trí tuệ. Phản ứng thần kinh là tổ hợp của khả năng ghi nhớ được và mối liên kết đơn theo chiều dọc hoặc theo chiều ngang. Tư duy trong phương thức phản ứng thần kinh thực chất chỉ là sự nhớ lại, hồi tưởng lại về đối tượng. Phản ứng thần kinh với liên kết bền có các biểu hiện như nhanh nhẹn, chính xác, thuần thục, bảo thủ, giáo điều, cố chấp..., liên kết không bền là sự rời rạc, chắp vá, quên trong việc nhớ lại các chi tiết của đối tượng.

Liên kết phức hợp là cơ sở cho hoạt động sáng tạo và hoạt động trí tuệ. Liên kết phức hợp giúp cho tư duy đang phát triển theo chiều ngang để tìm hướng đi có thể chuyển theo chiều dọc để đi sâu vào những vấn để cụ thể hoặc tìm những yếu tố hợp lý nhất cho đối tượng. Đây là khả năng liên tưởng giữa các đối tượng khác nhau, nó tạo cho trí nhớ một sự liên hệ từ các chi tiết của đối tượng này tới các chi tiết của đối tượng khác, nó có thể thay thế, biến đổi, lắp ghép các chi tiết thuộc các đối tượng khác nhau để thay đổi đặc điểm, tính chất, quy mô của đối tượng hoặc tạo ra đối tượng mới. Sự liên kết phức hợp có thể là phức hợp đơn khi số lượng các lớp, các cấp liên kết là không nhiều. Nhưng nó sẽ là liên kết phức hợp đa tạp khi số lượng các lớp, các cấp tăng lên với số lượng đáng kể và do đó làm tăng năng lực hoạt động thần kinh. Biểu hiện của liên kết phức hợp là khả năng phân tích, khái quát, tổng hợp, liên tưởng, khả năng sáng tạo cái mới trên cơ sở những cái cũ, các sáng kiến, sáng chế, phát minh. Phương thức hoạt động sáng tạo xuất phát từ sự tổ hợp của khả năng dễ ghi nhớ, ghi nhớ được nhiều đối tượng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, dễ tạo ra các mối liên kết ghi nhớ và các mối liên kết có tính bền, còn hoạt động trí tuệ là tổ hợp của khả năng dễ ghi nhớ, ghi nhớ được rất nhiều đối tượng khác nhau, dễ tạo liên kết nhưng các liên kết ghi nhớ kém bền vững. Một đối tượng rơi vào sự ghi nhớ với liên kết không bền sẽ bị chia nhỏ ra thành các chi tiết và các chi tiết này bị mất liên kết với nhau. Liên kết mới dễ được tạo ra với các chi tiết của các đối tượng khác còn liên kết bên trong đối tượng bị xóa làm cho đối tượng hiển thị bị sai lệch. Đây là nguyên nhân làm cho nhiều thiên tài khoa học rất sợ các bài học thuộc lòng, là nguyên nhân của nhiều hành vi sai lạc và sự biến dạng của các giấc mơ trong phát hiện của Freud. Sự dễ tạo liên kết làm cho đối tượng hoặc chi tiết của đối tượng được nhớ (hiển thị) vào những thời điểm không thích hợp dễ dẫn đến sự hiểu lầm hoặc sự đánh giá không hay về dạng hoạt động thần kinh này. Khả năng dễ bị mất và dễ tạo liên kết giúp cho hệ thần kinh hoạt động trí tuệ có khả năng tạo ra các liên kết phức hợp rất linh hoạt. Hoạt động trí tuệ có thể làm mất liên kết giữa các chi tiết cùng đối tượng, như lại tạo được liên kết giữa các chi tiết hoặc các đối tượng trong các lĩnh vực khác nhau, giữa các đối tượng không đồng thời tác động lên hệ thần kinh, nó có thể tạo kiên kết chéo hoặc đảo ngược liên kết, vì vậy nó tạo được đối tượng mới ngay trong hệ thần kinh trên cơ sở lắp ghép các chi tiết rất nhỏ của các đối tượng được ghi nhớ. Và cũng nhờ khả năng này, nó bổ xung những chi tiết mà đối tượng chưa cung cấp cho việc ghi nhớ (nhưng chi tiết chưa được các cơ quan cảm giác tiếp nhận) bằng cách lấy các chi tiết của đối tượng khác để liên kết với các chi tiết của đối tượng, giúp cho đối tượng được nhận thức rõ ràng, đầy đủ hơn. Sự nhìn nhận đối tượng rõ ràng hơn, đầy đủ hơn so với những các mà đối tượng cung cấp cho hệ thần kinh qua trực giác đã được Shakespeare gọi bằng khái niệm “Nhìn bằng khóe mắt của trí óc”. Khi khối lượng tri thức được tích lũy đến một mức nào đó và một số liên kết đặc biệt được hình thành, hoạt động trí tuệ có thể tạo nên những đột phá, những thay đổi kỳ diệu trong nhận thức. Trong hoạt động sáng tạo, các mối liên kết là bền nên liên kết bên trong đối tượng tồn tại cùng với liên kết được sử dụng. Điều này có nghĩa là mặc dù đã có cái tốt hơn để dùng nhưng hệ thần kinh vẫn không quên cái cũ. Hoạt động trí tuệ thay thế liên kết cũ bằng cái mới và khi cái mới được tạo ra thì liên kết cũ bị xóa bỏ. Để nhớ lại cái cũ, hoạt động trí tuệ phải học lại hoặc cho đối tượng tác động trở lại như lần đầu. Nếu những hệ thần kinh có liên kết phức hợp bền hoạt động tốt trong lĩnh vực vận dụng tri thức (phương thức hoạt động sáng tạo) thì hoạt động trí tuệ mang đến khả năng tạo ra tri thức mới. Những hệ thần kinh có hoạt động trí tuệ phù hợp với hoạt động nghiên cứu khám phá. Các phương thức hoạt động thần kinh được thể hiện không chỉ trong lúc làm việc và tư duy, mà nhiều khi còn trong các giấc mơ. Vì vậy, các giấc mơ cũng góp một phần vào sự đánh giá phương thức hoạt động của hệ thần kinh.

Chúng ta có thể thiết lập được một số sơ đồ đơn giản về sự hình thành các phương thức hoạt động cao cấp của hệ thần kinh. Trong các sơ đồ này, các đối tượng được mô tả là các chữ cái, còn các chi tiết của nó được mô tả kết hợp giữa chữ cái biểu thị đối tượng và số thứ tự của chi tiết. Các đối tượng là a,b,c,d,e..., các chi tiết sẽ là a1,a2,a3, b1,b2, b3...Các liên kết trong phản ứng thần kinh theo chiều ngang là a1-b1-c1-e1 hoặc a1-b1-c2-d1, theo chiều dọc là sự liên kết giữa các chi tiết trong cùng đối tượng (có thể đủ hoặc không đủ các chi tiết). Liên kết phức hợp trong hoạt động sáng tạo có ba mức: mức sáng kiến khi một số chi tiết của đối tượng được thay thế bằng một số chi tiết của một số đối tượng khác, mức sáng chế hoặc sáng tác được hình thành bắt đầu bởi sự tác động của một đối tượng đã được ghi nhớ, nhưng các chi tiết của nó đã được thay thế hoặc biến đổi từ các chi tiết của các đối tượng khác, còn phát minh không có yêu cầu tác động của đối tượng mà nó xuất hiện trong quá trình hiển thị và biến đổi, kết hợp các chi tiết để tạo ra đối tượng mới. Sơ đồ mô tả sáng kiến là a1-a2-b2-b3-c4-a5, sáng chế là a1-a2-b2-cb-d5, phát minh có thể là a3-b3-b4-a4-a5-c5-h8. Sự phân biệt các mức trong hoạt động sáng tạo thể hiện ở điểm bắt đầu và kết thức của đối tượng. Điểm đầu và cuối của sáng kiến là cùng thuộc một đối tượng (đối tượng chỉ thay đổi một số trong nội dung). Sáng kiến làm thay đổi, bổ xung hoặc cắt bớt một số đặc điểm, tính chất theo hướng tốt hơn. Sáng chế là biểu hiện của nhu cầu thay thế một đối tượng cũ bằng một đối tượng mới, vì vậy điểm bắt đầu là của đối tượng cũ, còn điểm cuối là chi tiết của đối tượng mới. Còn phát minh là sự phát hiện ra đối tượng mới thông qua sự kích hoạt nhiều lần sự ghi nhớ các chi tiết của các đối tượng theo các liên kết phức hợp khác nhau, thông qua đó mà đối tượng mới hình thành ngay trong hệ thần kinh. Điểm đầu của phát minh có thể là điểm đầu hoặc tại một điểm nào đó của đối tượng. Phát minh tạo ra nhu cầu mới cho cuộc sống. Sơ đồ của hoạt động trí tuệ là mọi sự liên kết mà hệ thần kinh có thể tạo ra giữa các chi tiết của bất kỳ đối tượng nào. Sơ đồ này cũng là sơ đồ của các chứng rối loạn thần kinh (trong đó có chứng hoang tưởng). Tính chất trí tuệ chỉ được thực hiện khi hệ thần kinh có khả năng và duy trì được khả năng kiểm soát, định hướng và chọn lọc các liên kết. Ba phương thức hoạt động cao cấp của hệ thần kinh đều có trong bộ não của mỗi người nhưng với những tỷ lệ khác nhau. Hiểu được năng lực và các phương thức hoạt động thần kinh của từng các nhân có ý nghĩa lớn trong việc phát huy hiệu quả trong làm việc, học tập và nghiên cứu khoa học.