Những ranh giới của tri giác

Thị giác không chỉ là nhìn. Thính giác không chỉ là nghe. Ngay cả trong những trường hợp bình thường, các giác quan của con người có sự ảnh hưởng lẫn nhau và bù đắp cho nhau theo những cách có thể coi là dị thường, thậm chí siêu việt.

Con mắt không chỉ dùng để nhìn

Từ giữa thập niên 1800, các nhà giải phẫu học đã biết về những tế bào hình que và nón của mắt, và trong gần hai thế kỉ, các nhà khoa học tin rằng đây là những tế bào duy nhất trong cơ thể người có thể nhận biết ánh sáng. Tuy vậy, vào đầu thập niên 1990, một nhà nghiên cứu trẻ tên là Russel Foster, hiện đang làm việc tại trường University of Oxford, đã bắt đầu bày tỏ sự hoài nghi, rằng có một loại tế bào vô danh tính nào đó cũng có thể tiếp nhận ánh sáng và phát ra những tín hiệu rất riêng biệt truyền tới não bộ, phục vụ những chức năng không liên quan gì đến thị giác.

Trong khi Foster chưa tìm ra tế bào tiếp nhận ánh sáng bí ẩn kia, thì một học trò của ông là Ignacio Provencio, hiện đang làm việc ở Đại học Virginia, đã tình cờ khám phá ra melanopsin - protein khiến những tế bào da ở con ếch trở nên tối sẫm lại dưới ánh sáng – trong võng mạc của ếch. Điều đáng nói là những tế bào melanopsin không phải tế bào hình que hay nón. Điều này khiến Provenco cho rằng đây chính là “những tế bào tiếp nhận ánh sáng huyền bí” mà Foster và giới khoa học đã tìm kiếm suốt một thập kỉ qua”. Thực tế đúng là như vậy, Provencio đã tìm thấy trong võng mạc của chuột và người có một lượng nhỏ các tế bào hạch – thường có chức năng vận chuyển tín hiệu từ các tế bào hình que và nón dọc theo dây thần kinh thị giác đi vào não bộ- trong đó có chứa melanopsin.

Tới năm 2007, Foster gặp được một người phụ nữ mắc một chứng rối loạn gene thuộc dạng hiếm gây phá hủy các tế bào hình que và nón nhưng không làm ảnh hưởng tới các tế bào hạch, ông phát hiện thấy cô ta có thể điều chỉnh sinh hoạt ăn ngủ của mình và thậm chí có thể cảm giác được căn phòng đang sáng hay tối, mặc dù cô ta nói rằng không thấy bất kì nguồn sáng nào. Điều này dẫn tới một kết luận khá rõ ràng: có những bộ phận cảm nhận ẩn trong mắt làm nhiệm vụ chỉ dẫn cho đồng hồ sinh học trong chúng ta – và có lẽ chúng còn nhiều chức năng khác nữa.

Thấy mà không biết

Thị lực có thể nằm ngoài ý thức theo một cách vô cùng kì lạ. Vào mùa xuân năm 2002, một cô thư kí trẻ đến thăm bác sĩ nhãn khoa Gordon Dutton. Cô này đã hoàn toàn bị mù sau khi mất toàn bộ vùng vỏ não thị giác chính. Nhưng khi Dutton đưa cô ta đến văn phòng mình, ông để ý thấy rằng cô có thể đột ngột chuyển hướng để né hàng ghế ở hành lang.

Khi được hỏi về điều này, cô ta lúng túng hỏi lại “ghế nào?”. Khi được đề nghị đi lại, cô thư ký vẫn tránh được hàng ghế, và bối rối thừa nhận là “không biết làm thế nào mà tôi đi kiểu đó được”. Dutton tin  rằng người thư kí đó sở hữu một thứ mà các nhà tâm lí học gọi là “thị lực mù” (blindsight), ông nói, “Đó là vì phần não bộ thị giác trong vô thức của cô đã làm điều đó cho cô”. Ngày nay các nhà nghiên cứu giải thích rằng thị lực mù là một dạng lối đi phụ của một số thông tin hình ảnh trong những vùng não bộ bị tổn hại vỏ não.

Thị lực mù dường như cũng đóng vai trò nhận diện và kích thích cảm xúc. Trong một chuỗi các nghiên cứu bắt đầu từ năm 1999, nhà nghiên cứu Beatrice de Gelder của Đại học Tilburg ở Hà Lan đã cho thấy rằng một số bệnh nhân mất thị lực có thể đoán chính xác một gương mặt đang vui hay đang giận dữ. Họ cũng có thể cảm giác được khi người khác có cử động mang tính đe dọa, thậm chí các cơ mặt còn co lại và đồng tử giãn ra để phản ứng lại.

Việc tổn hại não bộ sẽ làm mất đi một số chức năng nhưng lại giúp kích thích những chức năng trước đây vốn bị các vùng não bộ nào đó ngăn trở. “Bộ não người giống như một vùng châu thổ rất rộng lớn: nếu có đập nước nằm trên con đường chính, thì dòng nước sẽ chảy theo những con đường phụ, và những con đường phụ đó sẽ càng phình rộng ra và gia tăng chức năng”.

Nhìn bằng tai

Daniel Kish là một người Mỹ, từng bị mất đôi mắt của mìnhh vì căn bệnh ung thư lúc một tuổi. Nhưng từ khi còn rất nhỏ, ông ta đã nhận ra rằng bằng cách đánh lưỡi thật nhanh tạo ra những tiếng đanh sắc và lắng nghe tiếng vang dội lại, ông có thể đi vòng quanh khu xóm của mình mà không có vấn đề gì. Ngày nay ông ta đi khiêu vũ, đi bách bộ trong màn đêm và thường xuyên cưỡi xe đạp tham gia vào giao thông đô thị.

Các nhà khoa học đề cập đến những gì Kish làm chính là khả năng định vị bằng tiếng vang (echolocation), mặc dù Kish mô tả đó là “một thứ gì đó giống như việc nhìn thế giới này bằng những tia sáng yếu”. Những khung cảnh mà ông ta nhận biết được có những hình dạng, chất liệu, độ sâu và tính liên tục, nhưng chúng không có màu sắc và độ phân giải giới hạn ở “khoảng bằng kích cỡ của một quả bóng nhỏ”.

Năm 2011 Lore Thaler, nhà nghiên cứu ở phòng thí nghiệm của trường Western Ontario đã cho chụp cắt lớp não bộ của Kish và một người mù khác có khả năng định vị bằng tiếng vang. So sánh các hình ảnh chụp cắt lớp, bà phát hiện rằng vùng vỏ não thị giác chỉ hoạt động ở những người có khả năng định vị bằng tiếng vang và chỉ khi họ lắng nghe tiếng vang, chứ không phải những âm thanh khác ở xung quanh. Trong khi đó, vùng vỏ não thính giác dường như không có vai trò gì đặc biệt trong việc chuyển đổi tiếng vang thành hình ảnh.

Những nghiên cứu của Thaler đã cho thấy rằng não bộ có thể làm rất tốt việc thay thế một giác quan nào đó bằng một giác quan khác, thậm chí dùng tai để tạo dựng một cách đáng ngạc nhiên những hình ảnh về thế giới giống như khi dùng bằng mắt.

“Chúng ta sẽ phải xem lại về khả năng thật sự của hệ thần kinh thị giác”- nhận xét của Alvaro Pascual-Leone trường Harvard Medical School. Ông cho biết, thậm chí đối với những người sáng mắt, thì vùng não bộ thị giác cũng có thể kết nối để tiếp nhận sử dụng những tín hiệu từ tai và da. Trong một nghiên cứu, ông bịt mắt những người tình nguyện trong năm ngày và cho chụp cắt lớp đều đặn bộ não của họ khi họ giải quyết các vấn đề bằng cách dùng thính giác và xúc giác. Đến trước ngày thứ 5 thì ông có thể quan sát thấy một số vùng trung tâm thị giác nhất định đã hoạt động tích cực hơn, và khả năng thực hiện các tác vụ của những người tình nguyện cũng được cải thiện hơn. Đây là điều đáng ngạc nhiên vì năm ngày là chưa đủ để bộ não phát triển các mạch thần kinh mới, nhưng não bộ đã có thể củng cố những mối liên kết giữa các giác quan để đưa chúng vào sử dụng.

Mối liên hệ giữa các giác quan

Thực tế thì hệ thống tri giác của ta hoạt động cùng nhau thường xuyên hơn là ta có thể nhận ra, theo những cách không rõ ràng. “Bộ não lúc nào cũng truyền thông tin bằng nhiều kênh”, theo nhà thần kinh học Edward M. Hubbard của Đại học Vanderbilt.

Đối với một số người thì các giác quan có mối liên hệ khắng khít nhau đến mức trải nghiệm cái này có thể làm gợi ra cái kia, ví dụ như trường hợp một người có khả năng kết hợp cảm giác (synesthesia). Với người có khả năng đó, một ngụm trà bạc hà có thể tạo ra ấn tượng về một cây cột bằng thủy tinh, hay nốt fa thăng (F-sharp) có thể dễ dàng nghe thành màu xanh lục. Trường hợp phổ biến nhất – dạng của Bryan Alvarez – được nhiều người biết đến là sự kết hợp cảm giác giữa chữ cái và màu sắc, khi người ta có ấn tượng về từng màu riêng biệt cho từng mẫu tự hay chữ số. Hầu hết các trường hợp này là do các vùng não bộ kết nối chéo với nhau. Ở người bình thường những phần não này vẫn ở gần nhau, nhưng thường ít có sự tương tác.

Người ta quan sát thấy rằng con người khi sinh ra có nhiều liên kết neuron hơn là khi đã trở thành người lớn. Có lý thuyết cho rằng khi bộ não ta phát triển, những mối liên kết nào được chúng ta sử dụng sẽ phát triển mạnh hơn và hoạt động nhiều hơn, trong khi đó phần còn lại sẽ yếu đi và có thể tiêu biến hoàn toàn. Do đó mà trẻ sơ sinh có thể nhận biết về thế giới xung quanh giống như những người có khả năng kết hợp cảm giác. Một nghiên cứu năm 2011, các nhà tâm lí học Katie Wagner và Karen R. Dobins của Đại học California, San Diego, cho thấy rằng những em bé hai đến bốn tháng tuổi có ấn tượng về mối liên hệ giữa các màu sắc và hình dạng nhất định. Tuy vậy, bé tám tháng tuổi lại không làm được, điều này cho biết chúng đã loại bỏ những kết nối giữa hai vùng trung tâm xử lí dành cho màu sắc và hình dạng.

Cũng có bằng chứng cho thấy đa số mọi người vẫn có thể tạo ra những mối liên hệ tương tự như những người có khả năng kết hợp cảm giác. Ví dụ, đa số đều liên hệ những âm thanh cao vút với với sắc màu nhạt, vị ngọt ngào hay những thứ gai góc, và liên hệ âm thanh thấp trầm với sắc màu tối, vị chua, và những món đồ tròn trịa.

“Chúng ta nghĩ là chúng ta trải nghiệm các cảm giác một cách riêng biệt”, theo lời của Lawrence Rosenblum, nhà tâm lí học thuộc trường Đại học California, Riverside. Thực tế thì não bộ liên kết và đồng bộ hóa các thông tin cảm giác từ nhiều nguồn theo những cách mà ta không thể quan sát được bằng ý thức, và chúng ta không hề biết là mình đã được tạo hóa ban cho những khả năng phi thường để nhận biết thế giới.