Tổng quan về hoạt động thần kinh cao
cấp và tư duy
Bài từ Tủ sách Khoa học VLOS.
Một câu hỏi được đặt ra từ tiêu đề của bài này là phải chăng có nhiều loại hoạt động của
hệ thần kinh? Câu trả lời là có hai loại hoạt động của hệ thần kinh: Hoạt động cao cấp và
hoạt động thấp cấp. Họat động thần kinh thấp cấp được tất cả hoặc hầu hết các loài động
vật có hệ thần kinh thực hiện, còn hoạt động thần kinh cao cấp chỉ được thực hiện trong
hệ thần kinh của một số loài động vật có mức tiến hóa cao thực hiện. Hoạt động thấp cấp
đã được nhà Bác học Páp lốp nghiên cứu từ đầu thế kỷ XX với nội dung cơ bản là nghiên
cứu về các phản xạ và các trạng thái của hệ thần kinh. Hai phương thức phản xạ và hai
trạng thái của hệ thần kinh được Páp lốp tìm ra là phản xạ không điều kiện và phản xạ có
điều kiện, trạng thái hưng phấn và trạng thái ức chế.Các phương thức hoạt động và trạng
thái này đều có trong mọi loài động vật bao gồm cả con người, nhưng nó không thể diễn
giải được những hoạt động khác của hệ thần kinh như sự suy nghĩ, tưởng tượng, sự hình
thành các giấc mơ, sự thông minh hay đần độn, sự khéo léo hay vụng về, các hoạt động
thần kinh chỉ có ở loài động vật này, ở cá thể này mà không có ở loài động vật khác hay
cá thể khácv.v…và đặc biệt là sự phức tạp trong hoạt động thần kinh của con người.
Những điều này là các bí ẩn cần được giải đáp. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về các
lĩnh vực này, trong đó nổi tiếng là công trình nghiên cứu về hiện tượng phân tâm của
Freud. Bằng sự quan sát tinh tường và nhạy cảm, Freud đã khám phá được rất nhiều hiện
tượng hoạt động thần kinh của bộ não người. Nhưng do sự phát triển khoa học chưa cao
của thời kỳ đó mà những giải thích về các hiện tượng đó của Freud còn mang nhiều tính
suy diễn chủ quan. Với lợi thế của sự phát triển khoa học và công nghệ cuối thể ký XX,
đã có nhiều công trình nghiên cứu về bộ não người nhờ sự trợ giúp của các phương tiện
kỹ thuật hiện đại. Nhưng các nghiên cứu đó chủ yếu đi tìm sự giải thích về từng hiện
tượng cụ thể do đó thiếu đi tính hệ thống. Hoạt động của hệ thần kinh mặc dù có nhiều sự
khác biệt nhưng chúng có tính hệ thống. Đây là điều cần được nhận thức đúng. Sự nghiên
cứu về hoạt động của các hệ thần kinh tiến hóa cao cần có sự xem xét toàn diện về mọi
biểu hiện của chúng như các hành vi, giấc mơ, các trạng thái mà chúng gây ra cho cơ thể
đến cấu trúc giải phẫu hoặc quan sát bằng các thiết bị khoa học…Khối lượng kết quả
nghiên cứu về hoạt động thần kinh sẽ rất lớn do tính phức tạp của nó. Trong loạt bài
trước đây các vấn đề về hoạt động cao cấp của hệ thần kinh và tư duy được đề cập riêng
biệt. Bài viết này là một sự nhìn nhận mang tính tổng quan về các hoạt động cao cấp và
tư duy trong mối quan hệ giữa các vấn đề đó.
Mục lục
• 1 Các hoạt động của hệ thần kinh
• 2 Các phương thức hoạt động của hệ thần kinh
o 2.1 Cấp thấp
o 2.2 Cấp cao
• 3 Ảnh hưởng và tác dụng của các môi trường thần kinh tới các hoạt động thần
kinh
o 3.1 Phản xạ không điều kiện
o 3.2 Phản xạ có điều kiện
o 3.3 Phản ứng thần kinh
o 3.4 Hoạt động sáng tạo
o 3.5 Hoạt động trí tuệ
• 4 Tư duy
• 5 Vài lời cùng bạn đọc
Các hoạt động của hệ thần kinh
Hệ thần kinh là một bộ máy phức tạp trong cơ thể. Tuỳ theo mức độ tiến hoá mà nó thực
hiện các hoạt động để thực hiện chức năng của nó trong cơ thể. Các hoạt động của hệ
thần kinh bao gồm:
• Tiếp nhận kích thích thần kinh.Tiếp nhận kích thích thần kinh được tất cả các tế
bào thần kinh trong hệ thần kinh thực hiện. Nhưng chức năng này hiện tại chỉ xét
đến việc tiếp nhận các kích thích thần kinh đến từ ngoài hệ thần kinh, có nghĩa là
các kích thích do hệ thần kinh phát ra và tự tiếp nhận không được coi là chức
năng hay hoạt động chức năng của hệ thần kinh trong cơ thể. Để có cái nhìn toàn
diện về hoạt động thần kinh cần xác định rằng bất kỳ kích thích nào tác động lên
bất kỳ tế bào nào trong hệ thần kinh và làm cho chúng chuyển hoá chức năng
hoặc hoạt động đều đợc coi là các kích thích thần kinh.Các kích thích này bao
gồm các kích thích cơ học, lý học hay hoá học, chúng được các bộ phận tiếp nhận
kích thích thần kinh ( các cơ quan cảm giác) tiếp nhận. Nhưng cũng có các kích
thích được các tế bào thần kinh khác trong hệ thần kinh tiếp nhận. Các kích thích
dạng này do các hợp chất hoá học do máu đưa đến hệ thần kinh hoặc các tia
phóng xạ, sóng điện từ xâm nhập vào hệ thần kinh. Các kích thích dạng này
thường không rõ ràng và tạo nên sự mơ hồ trong hoạt động thần kinh.
• Ghi nhớ. Ghi nhớ là sự chuyển hoá tế bào thần kinh để ghi lại các kích thích thần
kinh. Hệ thần kinh có hai hệ thống tế bào ghi nhớ là hệ thống ghi nhớ bản năng và
hệ thống ghi nhớ mới. Hệ thống ghi nhớ bản năng được hình thành theo quy định
của hệ thống di truyền nhằm điều khiển các hoạt động mang tính bản năng của cơ
thể, hệ thống ghi nhớ mới là hệ thống ghi lại các kích thích thần kinh do hệ thần
kinh tiếp nhận trong quá trình hình thành và phát triển của hệ thần kinh, bao gồm
cả những kích thích do hệ thần kinh tạo ra và tự tiếp nhận.
• Tái hiện ghi nhớ. Tái hiện ghi nhớ là sự kích hoạt các tế bào thần kinh đã chuyển
hóa ghi nhớ về sự tác động của các kích thích thần kinh lên chúng. Để kích hoạt
các tế bào này cần có các kích thích thần kinh phù hợp với khả năng tiếp nhận của
chúng. Khi các tế bào này hoạt động, chúng sẽ thể hiện lại tác dụng của các kích
thích thần kinh đã làm chúng chuyển hoá dưới dạng tạo ra một kích thích thần
kinh mới. Các kích thích thần kinh kích hoạt các tế bào này có thể là các kích
thích đã làm chuyển hóa chúng hoặc các kích thích khác.
• Nhận biết. Nhận biết là quá trình so sánh các thông tin về đối tượng đang được hệ
thần kinh tiếp nhận với các thông tin về đối tượng đã được ghi nhớ trong hệ thần
kinh (bao gồm cả ghi nhớ bản năng) để hệ thần kinh xác định đó là đối tượng đã
từng tạo ra kích thích lên hệ thần kinh hay đối tượng tiếp xúc lần đầu và đánh giá
ảnh hưởng, khả năng tác động của đối tượng và định ra phương thức phản ứng
của cơ thể tới đối tượng đó. Đối tượng được nhận biết khi lượng thông tin đang
được tiếp nhận bằng lượng thông tin đã ghi nhớ về đối tượng và ngược lại là
không được nhận biết. Khi lượng thông tin do đối tượng cung cấp và ghi nhớ ít
hơn lượng thông tin vốn có của đối tượng thì sự nhận biết có thể hoặc là sai lầm,
hoặc là nhận biết chỉ còn ý nghĩa phân biệt đối tượng đó với các đối tượng khác (
biết mà không hiểu). Quá trình nhận biết diễn ra đồng thời với quá trình tiếp nhận
thông tin.
• Nhận thức là sự nhận biết về đối tượng với lượng thông tin đang tiếp nhận ít hơn
lượng thông tin đã ghi nhớ về đối tượng. Đối tượng vẫn được hệ thần kinh nhận ra
với một lượng thông tin tối thiểu. Hoạt động nhận thức là hoạt động bổ xung, điều
chỉnh thông tin khi đối tượng không cung cấp đủ hoặc cung cấp sai, hoặc do hệ
thống cảm giác tiếp nhận sai thông tin. Để có thông tin bổ xung thì hệ thần kinh
phải có sự ghi nhớ đầy đủ thông tin về đối tượng. Nhưng trong thực tế điều này
khó xảy ra do khả năng tiếp nhận thông tin hạn chế của hệ thần kinh hoặc do sự
phức tạp của đối tượng, hệ thần kinh phải thực hiện ghi nhớ nhiều lần và từ nhiều
nguồn thông tin, liên kết các thông tin về đối tượng hoặc có thể thuộc về đối
tượng. Sự liên kết các thông tin do đối tượng cung cấp sau nhiều lần tác động lên
hệ thần kinh là quá trình ghi nhớ và nhận thức hướng đối tượng, còn quá trình liên
kết các thông tin do đối tượng cung cấp với các thông tin về các đối tượng khác
có liên quan và các thông tin có thể thuộc về đối tượng ( hay quá trình bổ xung
thông tin từ sự ghi nhớ đối tượng khác) là sự nhận thức sáng tạo. Sự nhận thức
sáng tạo giúp hệ thần kinh nhận thức được đối tượng khi đối tượng không thể trực
tiếp cung cấp đủ thông tin, còn nhận thức hướng đối tượng cần có đủ thông tin
được cung cấp trực tiếp. Nhận thức sáng tạo hiểu về đối tượng bằng thông tin về
đối tượng khác, còn nhận thức hướng đối tượng hiểu về đối tượng bằng chính các
thông tin của đối tượng, do đó nhận thức sáng tạo có thể hiểu (hoặc nắm được vấn
đề ) ngay lần đầu tiên tiếp xúc với đối tượng với lượng thông tin hạn chế, còn
nhận thức hướng đối tượng chỉ hiểu được đối tượng sau khi đã thu thập được
thông tin đạt đến mức độ nào đó tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của đối tượng (
gọi là mức độ hiểu biết về đối tượng). Quá trình nhận thức diễn ra đồng thời hoặc
sau khi kết thúc quá trình tiếp nhận thông tin
• Điều khiển hoạt động của cơ thể. Đây là chức năng chính của phần lớn các hệ
thần kinh. Hoạt động điều khiển cơ thể được hệ thần kinh thực hiện bằng cách tạo
ra các kích thích thần kinh hoặc các hợp chất hoá học tác động lên các bộ phận,
các cơ quan cần điều khiển để kích hoạt chúng hoạt động. Thông thường, giai
đoạn điều khiển hoạt động cơ thể là giai đoạn cuối của một quá trình hoạt động
thần kinh nào đó.
• Tư duy. Tư duy là một hoạt động cao cấp của hệ thần kinh. Chức năng của hoạt
động tư duy là giúp hệ thần kinh nhận thức được thế giới xung quanh và định
hướng hoạt động sinh tồn và phát triển.
Các phương thức hoạt động của hệ thần
kinh
Phương thức hoạt động thần kinh là cách mà hệ thần kinh thực hiện các hoạt động của
nó. Điều này có nghĩa là một hoạt động thần kinh có thể được hệ thần kinh thực hiện
bằng một hoặc nhiều cách ( một hoặc nhiều phương thức)khác nhau. Các phương thức
hoạt động tạo ra các môi trường sinh học hay môi trường vật chất ( gọi là các môi trường
thần kinh) cho các hoạt động thần kinh và do đó chúng tạo nên các hiệu quả khác nhau
cho các hoạt động đó. Nếu có môi trường phù hợp thì hoạt động thần kinh có hiệu quả
cao, còn không phù hợp thì hiệu quả hoạt động thấp hoặc không thể thực hiện được. Có
năm phương thức hoạt động thần kinh:
Cấp thấp
• Phản xạ không điều kiện;
• Phản xạ có điều kiện.
Cấp cao
• Phản ứng thần kinh;
• Hoạt động sáng tạo;
• Hoạt động trí tuệ.
Năm phương thức hoạt động này tạo ra năm môi trường cho các hoạt động thần kinh. Các
môi trường cho hoạt động thần kinh còn có thể được gọi là các môi trường thần kinh. Các
phương thức hoạt động thần kinh được hình thành trong quá trình tiến hoá. Phản xạ
không điều kiện giúp cho sự sinh tồn nên nó có mặt trong tất cả các hệ thần kinh của
động vật đa bào. Phản xạ có điều kiện xuất hiện trong các hệ thần kinh đã có các tế bào
thần kinh ghi nhớ mới. Phản xạ có điều kiện hình thành khi có ít nhất một tế bào thần
kinh được chuyển hoá để ghi nhớ dưới tác động đồng thời của hai kích thích thần kinh
đến từ hai hệ thống cảm giác khác nhau để sau đó chỉ cần một trong hai kích thích đó
cũng kích hoạt chúng hoạt động. Phản ứng thần kinh là chuỗi các phản xạ có điều kiện
được hình thành khi một ( hoặc một nhóm) tế bào ghi nhớ mới ra đời (theo nghĩa chuyển
hoá) dưới tác động của nhiều kích thích thần kinh, trong đó có ít nhất một kích thích đến
từ tế bào thần ghi nhớ mới và các thích thần kinh thứ cấp do chúng tạo ra kích hoạt được
một hoặc một nhóm tế bào ghi nhớ giống nhau ( khi một kích thích làm chuyển hoá đồng
thời các tế bào này ). Sự kích hoạt các tế bào vì vậy không chỉ do các kích thích đến từ hệ
thống cảm giác mà còn đến từ các tế bào thần kinh đã giúp nó ghi nhớ. Trong môi trường
phản ứng thần kinh, các kích thích thần kinh được truyền dẫn theo các sợi thần kinh và
các tế bào thần kinh chỉ được kích hoạt bởi năng lượng từ kích thích thần kinh di chuyển
trong các sợi thần kinh này. Các sợi thần kinh này có thể được hình thành trước hoặc sau
quá trình chuyển hoá tế bào.Vì vậy các quá trình hoạt động thần kinh diễn ra nhanh và có
tính ổn định cao khi các tế bào thần kinh khó bị kích hoạt bởi các kích thích thần kinh
khác (Phổ tiếp nhận kích thích thần kinh hẹp). Hoạt động sáng tạo hình thành khi một tế
bào ghi nhớ mới được hình thành từ tác động của nhiều kích thích thần kinh, trong đó có
ít nhất hai kích thích đến từ hai tế bào ghi nhớ mới và kích thích thần kinh do nó tạo ra
tham gia vào sự chuyển hoá của ít nhất hai tế bào thần kinh để sau đó nó kích hoạt được
các tế bào này hoạt động. Trong môi trường hoạt động sáng tạo, các kích thích thần kinh
cũng được dẫn truyền trong các sợi thần kinh, nhưng không hoàn toàn giống với sự
truyền dẫn theo một đường cố định trong phản ứng thần kinh, chúng có thể được đổi
hướng. Sự đổi hướng này là nguồn gốc của sự sáng tạo, các hành vi sai lạc và sự biến
dạng của các giấc mơ. Các liên kết thần kinh trong hoạt động sáng tạo là liên kết phức
hợp. Các tế bào ghi nhớ mới trong hoạt động trí tuệ cũng được hình thành như trong hoạt
động sáng tạo nhưng số lượng các kích thích thần kinh nhiều hơn và đặc biệt là sự xuất
hiện các liên kết ảo giữa các tế bào thần kinh, phổ tiếp nhận kích thích thần kinh của các
tế bào ghi nhớ mới là rộng hoặc rất rộng để nó có thể được kích hoạt bởi các kích thích
thần kinh không tham gia chuyển hoá chúng và chúng có khả năng kích hoạt ngược lại
các tế bào thần kinh đã làm chuyển hoá chúng. Vì vậy các kích thích thần kinh di chuyển
trong môi trường hoạt động trí tuệ có thể đi theo bất kỳ con đường nào được hình thành
bất chợt. Sự chuyển hoá để ghi nhớ của các tế bào thần kinh là gần giống nhau, cơ sở để
tạo nên sự khác nhau giữa các phương thức hoạt động thần kinh là các liên kết thần kinh
và phổ tiếp nhận kích thích thần kinh của các tế bào thần kinh.
Ảnh hưởng và tác dụng của các môi
trường thần kinh tới các hoạt động thần
kinh
Các hoạt động thần kinh diễn ra trong các môi trường thần kinh. Nếu hoạt động diễn ra
trong các môi trường cấp thấp thì chúng được gọi là các hoạt động cấp thấp, còn hoạt
động trong môi trường cấp cao thì được gọi là hoạt động cao cấp. Như vậy cùng một hoạt
động thần kinh có thể là cấp cao hoặc cấp thấp. Sở dĩ có hiện tượng này là do kết quả của
từng hoạt động trong từng môi trường là khác nhau. Xem xét cụ thể của từng hoạt động
trong từng môi trường khác nhau sẽ thấy được điều này:
Phản xạ không điều kiện
Môi trường phản xạ không điều kiện là môi trường của các hệ thần kinh không có khả
năng ghi nhớ mới, vì vậy chỉ có hoạt động tiếp nhận kích thích thần kinh, nhận biết và
hoạt động điều khiển cơ thể diễn ra được trong môi trường này. Hoạt động nhận biết cũng
chỉ dừng ở mức nhận biết bản năng và dề bị nhầm lẫn.
Phản xạ có điều kiện
Là môi trường đã có các tế bào thần kinh ghi nhớ mới, vì vậy, ngoài các hoạt động như
phản xạ không điều kiện trên đây, hoạt động ghi nhớ và tái hiện ghi nhớ cũng được thực