Ký ức về tương lai

Đối với bộ não, ghi nhớ quá khứ và hình dung ra tương lai trông có vẻ giống nhau đáng ngạc nhiên.

Trong câu chuyện Alice lạc vào xứ thần tiên, khi Alice trèo qua lớp kính quan sát, cô bé gặp phải một thế giới đảo ngược. Mọi người bị trừng phạt trước khi phạm tội, và đôi khi máu chảy trước khi kim đâm. Những sự kiện đó phản ánh trí nhớ hoạt động cả hai chiều trong thế giới đó, cho phép mọi người nhớ được sự việc trước khi nó diễn ra. Theo như Nữ hoàng giải thích với Alice rằng “Đó là một loại trí nhớ đáng thương mà chỉ hoạt động lùi.”

Bây giờ, quay trở lại thế giới hiện tại, các nhà khoa học phát hiện rằng trí nhớ con người thực sự làm việc tiến về trước. Ngày càng có nhiều nghiên cứu chứng minh cơ chế tinh thần đối của việc sống lại ký ức lại thực hiện một nhiệm vụ khác – có lẽ cần thiết hơn – đó là hình dung ra tương lai.

Những công trình khác cho thấy những người mất trí nhớ hoàn toàn trình bày về “khoảng trắng” khi được hỏi về tương lai riêng của họ. Và những người bị trầm cảm nặng nề, người thường nghĩ về cả quá khứ lẫn tương lai theo một hướng vô định, cũng gặp khó khăn khi hình dung ra những sự kiện tương lai tích cực.

Những phát hiện tương tự đã thúc đẩy các nhà khoa học phải xem xét lại vai trò của trí nhớ. Thay vì xem nó đơn thuần như một nhà kho của hiện thực và các dữ liệu bản thân, các nhà nghiên cứu dần nhận ra trí nhớ cũng dựng nên, tái tạo và dự đoán những sự kiện tương lai có thể xảy ra trong môi trường thay đổi liên tục. Một số người cho rằng có lẽ loại hình trí nhớ tự thân tồn tại đặc biệt cho mục đích này.

Theo nhà tâm lý học Kathleen McDermott, ĐH Washington, St. Louis, “Chưa hoàn toàn rõ chúng ta có trí nhớ để làm gì ngay từ lúc đầu. Ý tưởng ngồi ỳ ra nhớ lại món đậu phụng chúng ta ăn ngày hôm qua dường như không có giá trị thích nghi rõ ràng và thuyết phục.”

Nhưng nếu nó là khả năng hình dung và vì vậy điều chỉnh một tương lai vô định tốt hơn, sự hữu ích tiến hóa của trí nhớ đột nhiên trở nên rõ ràng.

Nhà tâm lý học thuộc ĐH Harvard Daniel Schacter đồng ý và nói thêm vai trò ngược của trí nhớ có thể giúp giải thích vì sao hệ thống trí nhớ người được thiết kế như hiện nay. Nhớ lại ký ức cá nhân và tưởng tượng ra tương lai có thể sử dụng cùng các cơ chế thần kinh. Schacter từng đồng tổ chức một buổi trình bày về chủ đề này tại Boston, trong buổi họp hàng năm của Cộng đồng vì sự tiến bộ Khoa học Mỹ năm nay.

Nhiều vùng não tương tự được dùng để nhớ lại những ký ức sống động (trái) trong quá trình tạo dựng và phát sinh các sự kiện tương lai (phải). Những hình ảnh chụp cộng hưởng từ chức năng tiết lộ sự chồng chéo mở rộng trong các vùng ký ức và mạng lưới lên kế hoạch. (Ảnh: D.Schacter)

Mặc dù những nghiên cứu hiện tại tập trung vào trí nhớ tình tiết, hoặc trí nhớ về các sự kiện, thời điểm, nơi chốn, Schacter cho biết những dạng trí nhớ khác như trí nhớ từ ngữ và kiến thức chung, không nghi ngờ gì, cũng liên quan đến việc nghĩ đến tương lai. “Trí nhớ tình tiết dường như quan trọng khi con người nghĩ về tương lai cá nhân vì nó là nguồn cho các chi tiết mà cho phép người ta tái tạo lại những gì có thể xảy ra.”

Hồi tưởng lại ký ức

Hơn một thế kỷ, các nhà khoa học nghiên cứu trí nhớ đã tập trung vào vai trò của nó trong việc lưu giữ và phục hồi quá khứ. Cuối cùng, những sắc thái hóa thần kinh của trí nhớ được sơ đồ hóa chủ yếu là với vùng hippocampus và vỏ não trước trán.

Vào đầu những năm 1980, các nhà nghiên cứu xác định các vùng phụ trội trong việc dự tính và thấy trước. Nghiên cứu các bệnh nhân bị thương tổn não cho thấy họ phải đấu tranh với những hoạt động này cũng như nhớ lại quá khứ. Vào lúc đó, nhà tâm lý học Endel Tulving, ĐH Toronto, nghi ngờ rằng năng lực tâm thần cho phép con người nhớ lại các tình tiết trong quá khứ, ví dụ như bất đồng với khách hàng, cũng tạo nên khả năng thấy trước tương lai khả dĩ, ví dụ như lên kế hoạch về buổi gặp mặt sắp đến với khách hàng đó.

Schacter, nghiên cứu sinh thuộc phòng thí nghiệm của Tulving vào lúc đó, bị ấn tượng bởi một bệnh nhân có tên K. C. Một tai nạn xe máy đã làm tổn thương vùng hippocampus của K. C. Mặc dù ông giữ lại được một số kiến thức chung về thế giới, ông không thể nhớ lại những ký ức của bản thân. Khi được hỏi ông sẽ làm gì tuần tới, K. C. rất khó khăn mới phản ứng. Schacter cho biết “Nó chỉ là một dạng quan sát không chính thống nhưng nó luôn làm tôi ngạc nhiên.”

Cách đây 3 năm, khi nghiên cứu vì sao trí nhớ có thể không đáng tin cậy, Schacter nghĩ về sự mất khả năng của K. C. và đặt ra giả thuyết: Có lẽ sự chồng chéo giữa trí nhớ và tưởng tượng có thể được giải thích bằng bản chất “tạo dựng” của trí nhớ. Thay vì kéo ra một file như một chiếc máy vi tính, trí nhớ người đan chéo tất cả các mảnh vụn vặt lại với nhau – địa điểm, con người, âm thanh – cần thiết để tái tạo lại một tình tiết. Hệ thống linh hoạt, đi theo từng phần này có thể khiến cho trí nhớ phạm lỗi nhưng cũng cung cấp một cách để thu nhặt thông tin từ quá khứ để chuẩn bị cho các thách thức tương lai.

Vào lúc đó, chỉ có một nghiên cứu ảnh được thực hiện để kiểm tra các vùng tổng quát của não phổ biến cả với việc nghĩ về tương lai hoặc nhớ lại quá khứ. Bằng cách sử dụng một phương pháp hệ thống hơn, Schacter lý giải rằng ông có thể chỉ ra các thành tố liên quan đến cả hai hoạt động này.

Sử dụng phương pháp chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) để thu lại các hình mẫu hoạt động não bộ, Schacter kiểm định giả thuyết của mình bằng cách kiểm tra sự chồng chéo các vùng não sử dụng trong việc nhớ lại và tưởng tượng. Trong nghiên cứu này, 14 người tham dự mô tả một loạt sự kiện trong quá khứ của họ liên quan đến một vật thể phổ biến, ví dụ như một cái bàn. Cũng những người này sau đó hình dung ra một tương lai có thể xảy ra với vật thể đó.

Trong giai đoạn đầu của việc tạo dựng một sự kiện, vùng hippocampus trái đều hoạt động trong việc nhớ lại và tưởng tượng. Sự chồng chéo rõ rệt nhất ở “giai đoạn phát sinh”, khi người tham gia đưa ra chi tiết cho sự kiện đó. Thêm vào đó, một số vùng nhất định ở vùng hippocampus phải trở nên hoạt động khi người tham gia tưởng tượng ra một sự kiện trong tương lai, nhưng lại không hoạt động khi họ nhớ lại quá khứ. Schacter cho biết những hoạt động này có thể phản ánh quá trình lọc chi tiết từ vô số sự kiện quá khứ sang một chi tiết tưởng tượng mới.

Để trí tưởng tượng hoạt động

Kết quả của Schacter được khẳng định vào năm ngoái khi McDemott, cùng với nghiên cứu sinh tiến sĩ Karl Szpunar, công bố một công trình MRI khác trên tờ the Proceedings of the National Academy of Sciences. Trong công trình này, những người tham gia được đưa cho một chi tiết, ví dụ như một bữa tiệc sinh nhật, và được hướng dẫn nhớ lại một sự kiện cá nhân trong cuộc sống của họ và nhớ lại càng sống động càng tốt trong 10 giây. Trong điều kiện thứ hai, họ nghĩ về một sự kiện cá nhân và hình dung nó trong tương lai. Sau đó họ hình dung ra một sự kiện thứ 3, đặt một người quen (không phải chính họ) vào tương lai.

Mô hình hoạt động não của các sự kiện quá khứ và tương lai trông giống nhau chỉ khi những người tham gia tưởng tượng bản thân họ trong bức tranh tương lai. Khi hình dung ra tương lai của một người thứ 3, những vùng tương tự cũng bận rộn nhưng không cùng mức độ.

Một công trình nối tiếp chứng minh rằng các chủ thể báo cáo lại sự hình dung sống động hơn khi tưởng tượng ra các sự kiện có thể xảy ra trong tương lai gần, hoặc trong hoàn cảnh quen thuộc. Một lần nữa, các vùng não dùng trong việc nghĩ về tương lai và nhớ lại quá khứ gần như không thể phân biệt được.

“Chúng tôi đau đầu về điều này trong suốt một thời gian. Bất kỳ điều gì xảy ra khi chúng ta nhớ lại quá khứ, điều tương tự cũng xảy ra khi chúng ta hình dung về tương lai.”

Những kết quả này chứng thực cho ý tưởng rằng thông tin tiểu sử cá nhân được dùng không chỉ để nhớ lại, mà còn dùng để tạo dựng lên các hình ảnh về sự kiện tương lai. “Chỉ khác là mọi người gần như lọc thông tin từ quá khứ và liên hệ nó theo một cách khác để nghĩ về điều có thể xảy ra trong tương lai.”

Ông và nhóm của mình gần đây đã chỉ ra một vùng trong hippocampus phía sau dùng để tạo dựng và nảy sinh các sự kiện quá khứ cũng như tương lai. Phát hiện này cho thấy vùng này có thể là nơi trí nhớ bị “chộp lấy” trong suốt quá trình tạo dựng, theo như Schacter và cộng sự báo cáo trên tờ Hippocampus vào tháng 2.

Dựng cảnh

Schacter và nghiên cứu viên sau tiến sĩ Donna Addis đã đặt ra giả thuyết “mô phỏng tình tiết suy diễn” vào năm ngoái trong một bài luận trên tờ Nature. Cùng lúc đó, một công trình nữa xuất hiện cũng liên hệ trí nhớ đến tương lai của Eleanor Maguire và cộng sự tại Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, ĐH London. Maguire yêu cầu 5 người mất trí tưởng tượng và sau đó mô tả chi tiết các tình huống trong các hoàn cảnh quen thuộc như trên bãi biển, quán rượu và chợ. Những bệnh nhân này cũng được yêu cầu mô tả những sự kiện tương lai, ví dụ như một buổi tiệc Giáng sinh.

Mặc dù đã được cho gợi ý để giúp dò lại những ký ức của mình, các bệnh nhân không thể nối các yếu tố với nhau để trở thành một sự kiện tưởng tượng. Thay vì hình dung một cảnh duy nhất trong tâm trí, ví dụ như một bãi biển đầy những người nằm tắm nắng, các bệnh nhân báo cáo lại là chỉ thấy tập hợp những hình ảnh rời rạc, ví dụ như cát, nước, con người và khăn tắm biển.

Những bệnh nhân dường như thiếu một “ngữ cảnh không gian” để đặt các sự kiện vào đó. Maguire cho biết “Những sự kiện trong cuộc sống bạn xảy ra ở một địa điểm cụ thể - một cửa hiệu, tại công sở hoặc trong một căn phòng của nhà bạn. Những bệnh nhân này đơn giản không có loại ngữ cảnh đó để kéo ký ức ra.”

Maguire cho biết những kết quả trên cho thấy cụ thể vùng hippocampus có vai trò trong việc giúp con người nối các mảnh vụn sự kiện để tạo nên các cảnh cả quá khứ và tương lai.

Để nghiên cứu và thu được nhiều chi tiết hơn về cơ chế đằng sau ngữ cảnh không gian, Maguire và các cộng sự gần đây lại quay lại với máy quét. Lần này, các nhà khoa học so sánh các ký ức thật và tưởng tượng để xem những vùng não khác nào (nếu có) được kích hoạt trong mỗi hoàn cảnh.

“Tranh luận của chúng tôi là nếu chúng tôi có thể so sánh ký ức thật với tưởng tượng, những ký ức hư cấu, nó có thể cho phép chúng tôi xác định những vùng não liên quan đến bản thân, với sự du hành thời gian tinh thần và với cảm giác một điều thực sự xảy ra. Vì ký ức thật có tất cả các đặc điểm này, còn sự kiện tưởng tượng không có bất kỳ đặc điểm nào trong số này cả.”

Nghiên cứu tiết lộ một mạng lưới cốt lõi của các vùng não – bao gồm hippocampus, parahippocampal gyrus và retrosplenial cortex – là nền tảng của việc nảy sinh và duy trì một khung cảnh phức tạp, mạch lạc trong cả các sự kiện có thực và tưởng tượng. Theo Maguire, mạng lưới nòng cốt các vùng não này dường như làm cơ sở cho quá trình tạo dựng cảnh quan trọng trong những chuỗi sự kiện như thế.

Bà cho rằng sự tạo dựng cảnh này là một phần quan trọng trong việc hồi tưởng các ký ức quá khứ trong quá trình trí nhớ, bao gồm định hướng, dự định cho tương lai, mơ mộng và suy nghĩ lan man.

“Chúng tôi nghĩ tạo dựng cảnh chống đỡ không chỉ cho trí nhớ không gian và tiểu sử bản thân và sự tưởng tượng, mà còn thực hiện các chức năng nhận thức chủ chốt khác.” Điều này bao gồm trí nhớ từ ngữ, thông tin đa giác quan, trí nhớ ngắn hạn và dài hạn.

Những phát hiện của bà, đăng trên tờ Journal of Neuroscience ấn bản tháng 12, cũng tiết lộ các vùng não giúp phân biệt các ký ức thật và tưởng tượng. Maguire cho biết những vùng này, bao gồm cortex và posterior cingulate cortex, dường như cùng kết nạp vào mạng lưới tạo dựng cảnh khi chủ thể gợi nhớ những ký ức thực sự xảy ra.

“Những ký ức xảy đến với bạn, những ký ức vô cùng sống động, có những thứ rất riêng giúp bạn phân biệt chúng với những ký ức tưởng tượng hay những thứ có thể hoặc không thể xảy ra trong tương lai. Nếu bạn lấy sự tạo dựng tương lai làm trung tâm, bạn có lẽ phải cần những tiến trình khác phía trên nó để nhận được cảm giác là đây là ký ức thật sự xảy đến với bạn.”

Những ứng dụng cho việc tưởng tượng ra tương lai

Maguire và các cộng sự đang tiếp tục nghiên cứu để lần ra nền tảng thần kinh cho sự tạo dựng cảnh. Các nhà khoa học khác đang tìm hiểu làm cách nào hệ thống ký ức bản thân lại góp phần vào sự suy giảm trí nhớ khi già đi, suy sụp, mắc bệnh Alzheimer và chấn thương đầu.

Thông qua việc hiểu làm thế nào hệ thống trí nhớ này làm việc – mỗi phần làm gì và những vùng não nào có liên quan – các nhà khoa học có thể phát triển những phương pháp để chữa những bệnh liên quan đến trí nhớ.

Các nghiên cứu đang tiến hành có thể cũng cung cấp những kiến thức mới về các chức năng khác của trí nhớ khi nó liên quan đến suy nghĩ hướng đến tương lai, ví dụ như lên kế hoạch, dự đoán và nhớ lại những dự định.

Mặc dù đã có những tiến triển gần đây, Maguire cho biết các nhà khoa học còn rất xa mới hiểu được bằng cách nào các thành phần não khác nhau của ký ức nói chuyện với nhau và tương tác để tái tạo các sự kiện tương lai.

“Chúng ta vẫn đang ở giai đoạn cố gắng hiểu được những điều kỳ diệu trên xảy ra như thế nào.”