Chức năng trí tuệ cao của vùng não liên hợp trước trán

Trong nhiều năm, chúng ta được dạy rằng vùng vỏ não trước trán là vị trí của vùng trí tuệ cao cấp (“higher intellect”), chủ yếu là bởi vì khác biệt chính giữa não khỉ và não người là sự nhô ra của vùng trước trán ở người. Những nỗ lực để chỉ ra rằng vỏ não trước trán quan trọng hơn những phần khác của vỏ não trong chưc năng trí tuệ cao cấp đã không thành công. Thực vậy, sự phá hủy vùng hiểu ngôn ngữ ở thùy thái dương sau trên (vùng Wernicke) và vùng kề sát hồi góc ở bán cầu não ưu thế gây ra tổn hại trí tuệ nhiều hơn sự phá hủy vùng trước trán. Mặc dù chức năng trí tuệ bị giới hạn đi, tuy nhiên vùng trước trán vẫn có những chức năng trí tuệ quan trọng. Chức năng được lý giải tốt nhất khi mô tả điều sẽ xảy ra khi bệnh nhân tổn thương vùng trước trán, như dưới đây.

Một vài thập kỷ trước đây, trước khi có những thuốc hiện đại điều trị bệnh tâm thần, người ta đã khám phá ra ở một vài bệnh nhân có thể giảm nhẹ đáng kể suy nhược tinh thần bằng việc cắt đứt liên hệ thần kinh giữa vùng trước trán với phần còn lại của vỏ não bởi kỹ thuật gọi là phẫu thuật trước trán (prefrontal lobotomy). Kỹ thuật này được tiến hành bằng cách lồng vào kim (blunt), một dao lưỡi mỏng qua đường mở nhỏ ở phía bên xương trán ở mỗi bên và cắt mô não ở bờ sau thùy trước trán từ chóp xuống đáy. Nó gây ra những thay đổi tâm thần ở bệnh nhân như sau:

1. Bệnh nhân mất khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp.

2. Họ không thể xâu chuỗi được chuỗi bài tập thành một ý nghĩa phức tạp.

3. Họ không thể học được những bài tập tương đương trong cùng một thời gian.

4. Mức độ hưng phấn giảm bớt, đôi lúc rất rõ rệt, và họ thường mất khát vọng bản thân.

5. Những đáp ứng xã hội thường không thích hợp, bao gồm đánh mất đạo đức và giảm khả năng tình dục và hoạt động bài tiết.

6. Bệnh nhân có thể vẫn nói và hiểu được, nhưng không thể hoàn thành bất cứ dòng suy nghĩ dài hạn nào, và có sự thay đổi tâm trạng nhanh chóng từ dịu dàng sang phẫn nộ, vui vẻ, tức giận.

7. Bệnh nhân cũng có thể vẫn thực hiện được đa phần chức năng vận động thông thường trong cuộc sống nhưng thường không có chủ đích.

Từ những thông tin này, chúng ta hãy thử liên kết lại những hiểu biết về chức năng của vùng liên hợp trước trán

Giảm tính hưng phấn và đáp ứng xã hội không phù hợp

Gần như chắc chắn điều này là hậu quả từ sự mất phần bụng của thùy trán ở não bộ phần phía dưới. Vùng này là một phần của vỏ não liên hợp viền (limbic association cortex) hơn là vỏ não liên hợp trước trán (prefrontal association cortex). Hệ viền giúp điều khiển ứng xử.

Hình. Vị trí của các khu vực liên kết chính của vỏ não, cũng như các khu vực vận động và cảm giác sơ cấp và thứ cấp.

Hình. Bản đồ các khu vực chức năng cụ thể trong vỏ não, hiển thị các khu vực đặc biệt của Wernicke và Broca để hiểu ngôn ngữ và giọng nói, 95% tất cả mọi người nằm ở bán cầu não trái.

Không có khả năng tiến tới mục tiêu hoặc thực hiện qua các suy nghĩ tuần tự

Vùng liên hợp trước trán có khả năng gọi thông tin từ những vùng rộng của não và sử dụng những thông tin này để thực hiện sâu hơn thể thức ý nghĩ cho tới khi đạt được mục tiêu.

Mặc dù một người không có vỏ não trước trán vẫn có thể suy nghĩ, nhưng sẽ bị giảm sự phối hợp suy nghĩ logic trong nhiều hơn một vài giây hoặc một phút hay lâu hơn trong đa số trường hợp. Vì thế, người không có vỏ não trước trán dễ bị phân tâm so với chủ đề trung tâm của suy nghĩ, trong khi một người có chức năng của võ não trước trán có thể tự điều chỉnh để hoàn thành mục tiêu ý nghĩ không bị ảnh hưởng bởi điều phiền nhiễu.

Sự tạo thành suy nghĩ, biểu hiện và sự tạo thành chức năng trí tuệ cao cấp của vùng trước trán-Khái niệm và trí nhớ “Hoạt động bộ nhớ”

Một chức năng khác của vùng trước trán là tạo thành suy nghĩ, nghĩa là tăng độ sâu và tính trừu tượng của những suy nghĩ khác nhau đưa vào cùng nhau từ nhiều nguồn thông tin. Các test tâm lý cho thấy động vật bậc thấp bị cắt thùy trước trán bộc lộ những mảnh hoàn thiện của các lỗi thông tin cảm giác để giữ lại những mẩu này ngay cả trong trí nhớ tạm thời, có lẽ bởi vì chúng bị phân tâm quá dễ dàng mà không thể giữ những suy nghĩ đủ dài để việc lưu trữ trí nhớ diễn ra.

Khả năng của vùng trước trán giữ lại nhiều mẩu thông tin đồng thời và gợi lại chúng ngay lập tức khi cần thiết cho những suy nghĩ theo sau được gọi là “Hoạt động bộ nhớ”, nó giải thích được nhiều chức năng của não bộ khi liên kết với chức năng trí tuệ cao cấp. Tóm lại, vùng trước trán được chia thành những đoạn riêng rẽ để lưu trữ những loại trí nhớ tạm thời khác nhau, ví dụ như một vùng để lưu trữ hình dạng của một đối tượng hay một phần cơ thể và số khác cho việc lưu trữ các động tác.

Nhờ kết hợp tất cả các mẩu tạm thời của hoạt động bộ nhớ, chúng ta có khả năng (1) dự báo; (2) lên kế hoạch cho tương lai; (3) hoạt động trì hoãn trong đáp ứng với tín hiệu cảm giác để thông tin cảm giác có thể được cân nhắc cho tới khi đáp ứng tốt nhất được quyết định; (4) cân nhắc kết quả của hành động trước khi nó được thực hiện; (5) làm sáng tỏ các vấn đề toán học, pháp luật hay triết học phức tạp; (6) so sánh tương quan tất cả các thông tin trong chẩn đoán bệnh hiếm; và (7) điều khiển hoạt động của con người phù hợp với đạo đức, pháp luật.