[Sách dịch] Bộ Não tự thay đổi chính nó (chương 1)

sach-dich-bo-nao-tu-thay-doi-chinh-no-chuong-1

Chương 1

Bộ Não tự thay đổi chính nó

THE BRAIN THAT CHANGES ITSELF

Tác giả: Norman Doidge

Năm xuất bản: 2007

Độ dài: 11 chương

Dịch bởi: TLHTP

 

Chương 1.

Một người phụ nữ liên tục bị té ngã... được giải cứu bởi người đàn ông đã khám phá ra Tính dẻo của các giác quan 

 

Cheryl Schiltz cảm thấy mình luôn luôn bị ngã. Và bởi vì cô cảm thấy như thể mình đang ngã, cho nên cô ngã.  

Khi cô ấy đứng mà không có sự hỗ trợ, trong giây lát, trông cô cứ như là đang đứng trên một vách núi chực lao thẳng xuống. Đầu tiên, đầu cô lắc lư và nghiêng sang một bên, và hai tay cô vươn ra cố gắng đứng vững. Chẳng mấy chốc, toàn bộ cơ thể cô chao đảo và cô trông giống như một người đang bước đi trên dây trước khi mất thăng bằng — ngoại trừ hai chân cô đứng vững chắc trên mặt đất, nhưng lại cách xa nhau. Cô không giống như chỉ sợ bị ngã, mà giống như cô đang sợ mình bị xô đẩy.

"Cô giống như một người đang đi loạng choạng trên cầu," tôi nói, "Vâng, tôi cảm thấy mình sắp nhảy xuống cầu, cho dù tôi không muốn." Quan sát cô ấy kỹ hơn, tôi có thể thấy cô đang cố gắng đứng yên, cô co giật, như thể có một nhóm băng đảng vô hình đang xô đẩy cô, đầu tiên từ phía này, sau đó từ phía khác, tìm cách hạ gục cô. Chỉ có điều băng đảng này thực sự nằm bên trong cô và đã làm điều này với cô trong năm năm. Khi cô ấy cố gắng đi bộ, cô phải bám vào một bức tường, và cô vẫn đi lảo đảo như người say rượu. Đối với Cheryl thì không có ngày bình yên, ngay cả sau khi cô bị ngã ra sàn."Cô có cảm giác gì khi cô bị ngã?" Tôi hỏi cô ấy. "Cảm giác rơi, ngã có mất đi khi cô đã bị ngã không?”

"Có những lúc," Cheryl nói, "khi tôi đánh mất cảm giác về cảm giác của sàn nhà theo nghĩa đen... và một cái bẫy tưởng tượng mở ra và nuốt chửng lấy tôi." Ngay cả khi cô đã ngã, cô vẫn cảm thấy mình đang rơi mãi vào một vực thẳm vô tận.

Vấn đề của Cheryl là bộ máy tiền đình của cô, cơ quan cảm giác chịu trách nhiệm cho hệ thống cân bằng, không hoạt động. Cô ấy rất mệt mỏi, và cảm giác cô đang rơi tự do khiến cô phát điên lên vì cô không thể nghĩ được thứ gì khác. Cô lo sợ tương lai. Ngay khi vấn đề của cô bắt đầu xuất hiện, cô bị mất việc làm đại diện bán hàng quốc tế và hiện đang sống nhờ trợ cấp khuyết tật với $1,000 một tháng. Cô ấy có một nỗi sợ hãi mới hình thành. Và cô có một dạng lo âu hiếm gặp không thể gọi tên.

Một khía cạnh không lời và sâu sắc của sức khỏe của chúng ta dựa trên việc có một cảm giác cân bằng hoạt động bình thường. Vào những năm 1930 bác sỹ tâm thần Paul Schilder đã nghiên cứu làm thế nào cảm giác khỏe mạnh và một hình ảnh cơ thể “ổn định” có liên quan đến cảm giác tiền đình. Khi chúng ta nói về “cảm giác ổn định” hoặc “bất ổn định”, “cân bằng” hoặc “mất cân bằng”, "đã bén rễ" hoặc "mất rễ," "trên mặt đất" hoặc "không vững chắc," chúng ta đang nói đến ngôn ngữ tiền đình, sự thật này trở nên rõ ràng hơn ở những người giống như Cheryl. Không ngạc nhiên khi những người mắc chứng rối loạn như cô thường mắc phải các vấn đề tâm lý, và nhiều người đã tự tử.

Chúng ta có những giác quan mà ta không biết mình đang có — cho đến khi ta đánh mất chúng; sự cân bằng là một giác quan thường hoạt động rất tốt, rất nhẹ nhàng, nhưng nó không được liệt kê trong số năm giác quan mà Aristotle đã mô tả và bị bỏ qua trong nhiều thế kỷ sau đó.

Hệ thống cân bằng cho chúng ta cảm giác định hướng trong không gian. Cơ quan cảm giác của nó, bộ máy tiền đình, bao gồm ba ống bán khuyên ở tai trong cho chúng ta biết khi nào mình đang đứng thẳng và lực hấp dẫn ảnh hưởng đến cơ thể chúng ta bằng cách phát hiện chuyển động trong không gian ba chiều. Một ống phát hiện chuyển động trong mặt phẳng ngang, ống khác trong mặt phẳng thẳng đứng và ống khác khi chúng ta di chuyển tiến hoặc lùi. Các ống bán khuyên chứa ít lông trong chất lỏng. Khi chúng ta di chuyển đầu mình, chất lỏng khuấy động các sợi lông, gửi tín hiệu đến bộ não cho chúng ta biết rằng mình đã tăng vận tốc theo một hướng cụ thể. Mỗi chuyển động đòi hỏi một sự điều chỉnh tương ứng của phần còn lại của cơ thể. Nếu chúng ta di chuyển đầu của mình về phía trước, bộ não sẽ thông báo cho một bộ phận thích hợp trong cơ thể chúng ta để điều chỉnh, một cách vô thức, để chúng ta có thể bù đắp cho sự thay đổi trọng tâm đó và duy trì sự cân bằng của chúng ta. Các tín hiệu từ bộ máy tiền đình đi dọc theo dây thần kinh đến một khối tế bào thần kinh chuyên biệt trong não của chúng ta, được gọi là “nhân tiền đình”, xử lý chúng, sau đó gửi lệnh đến cơ bắp của chúng ta để tự điều chỉnh. Một bộ máy tiền đình khỏe mạnh cũng có một liên kết chặt chẽ với hệ thống thị giác của chúng ta. Khi bạn chạy theo sau một chiếc xe buýt, với cái đầu của bạn nảy lên nảy xuống xuống khi bạn chạy về phía trước, bạn có thể giữ cho chiếc xe buýt đang di chuyển đó ở trung tâm của tầm mắt của bạn vì bộ máy tiền đình của bạn gửi tín hiệu đến não, cho nó biết tốc độ và hướng đi mà bạn đang chạy. Những tín hiệu này cho phép bộ não của bạn xoay và điều chỉnh vị trí của nhãn cầu để giữ chúng hướng vào mục tiêu của bạn, là chiếc xe buýt.

Tôi cùng với Cheryl, và Paul Bach-y-Rita, một trong những người tiên phong vĩ đại trong việc hiểu về tính dẻo của não, và nhóm của ông ấy, trong một trong những phòng thí nghiệm của ông ấy. Cheryl đặt nhiều hy vọng vào cuộc thí nghiệm ngày hôm nay và kiên cường, trải lòng về tình trạng của cô. Yuri Danilov, nhà sinh lý học của nhóm, thực hiện các tính toán trên dữ liệu họ đang thu thập về hệ thống tiền đình của Cheryl. Anh ấy là người Nga, cực kỳ thông minh và có giọng nói trầm. Anh cho biết, "Cheryl là một bệnh nhân bị mất chín mươi lăm đến một trăm phần trăm hệ thống tiền đình.”

Theo bất kỳ tiêu chuẩn thông thường nào, trường hợp của Cheryl là vô vọng. Quan điểm thông thường cho thấy bộ não được cấu thành từ một nhóm các mô-đun xử lý chuyên biệt, được thiết kế về mặt di truyền để thực hiện các chức năng cụ thể và một mình, mỗi chức năng được phát triển và hoàn thiện qua hàng triệu năm tiến hóa. Khi một trong số chúng bị hỏng thì không thể thay thế được. Hiện giờ hệ thống tiền đình của cô ấy đã bị tổn thương, Cheryl có nhiều cơ hội lấy lại sự thăng bằng giống như một người có võng mạc bị tổn thương có cơ hội được nhìn thấy lại. Nhưng hôm nay, tất cả những điều đó sắp được thử thách.

Cô ấy đang đội một chiếc mũ xây dựng với những chiếc lỗ ở bên cạnh và một thiết bị bên trong mũ được gọi là gia tốc kế. Liếm một dải nhựa mỏng với các điện cực nhỏ trên đó, cô đặt nó lên lưỡi. Gia tốc kế trong mũ gửi tín hiệu đến dải, và cả hai được gắn vào một máy tính gần đó. Cô ấy cười khi nhìn vào chiếc mũ, “bởi vì nếu tôi không cười thì tôi sẽ khóc.”

Cỗ máy này là một trong những mô hình kỳ quái của Bach-y-Rita. Nó sẽ thay thế bộ máy tiền đình của cô và gửi tín hiệu cân bằng đến não bộ từ lưỡi của cô. Chiếc mũ này có thể loại bỏ cơn ác mộng hiện tại của Cheryl. Vào năm 1997 sau cuộc phẫu thuật cắt tử cung, Cheryl khi đó ba mươi chín tuổi, bị nhiễm trùng hậu phẫu và được tiêm kháng sinh gentamicin. Việc sử dụng quá nhiều gentamicin được cho là gây độc cho cấu trúc tai trong và có thể là nguyên nhân gây mất thính giác (mà Cheryl không có), ù tai và phá hủy hệ thống cân bằng. Nhưng vì gentamicin rẻ tiền và hiệu quả nên nó vẫn được kê đơn, dù thường chỉ trong một khoảng thời gian ngắn. Cheryl nói rằng cô đã được cho thuốc quá liều. Và thế là cô đã trở thành một trong những nạn nhân của bộ tộc nhỏ gentamicin, được biết đến với cái tên Wobblers.

Bỗng một ngày nọ, cô phát hiện ra mình không thể đứng mà không bị ngã. Cô quay đầu và cả căn phòng sẽ chuyển động. Cô không thể biết được liệu do cô hay các bức tường gây ra sự chuyển động. Cuối cùng, cô đứng lên bằng cách vịn vào tường và với lấy cái điện thoại để gọi cho bác sỹ. Khi cô đến bệnh viện, các bác sỹ đã cho cô làm nhiều bài kiểm tra khác nhau để xem chức năng tiền đình của cô có hoạt động hay không. Họ đổ nước lạnh và ấm vào hai tai của cô và nghiêng đầu cô trên bàn. Khi họ yêu cầu cô đứng yên và nhắm mắt, cô đã bị ngã. Một bác sỹ cho cô biết rằng “Cô không có chức năng tiền đình.” Các xét nghiệm cho thấy chức năng tiền đình của cô chỉ còn khoảng 2 phần trăm.

“Ông ta quá vô tình”, cô nói. 'Nó giống như là một tác dụng phụ của gentamicin.'" Cheryl trở nên xúc động. "Tại sao trên thế giới này không có ai nói cho tôi biết điều đó? 'Nó kéo dài suốt đời,' anh nói. Tôi sống một mình. Mẹ tôi đưa tôi đến khám bác sỹ, nhưng bà lại xuống lấy xe và đợi tôi ở ngoài bệnh viện. Mẹ tôi hỏi, 'Mọi chuyện ổn chứ con?' Và tôi nhìn bà mà nói, ‘Nó kéo dài suốt đời... nó sẽ không bao giờ biến mất.”

Vì mối liên kết giữa bộ máy tiền đình của Cheryl và hệ thống thị giác của cô đã bị tổn thương nên đôi mắt cô không thể theo dõi mục tiêu đang chuyển động một cách trơn tru. "Mọi thứ tôi nhìn thấy giống như một cuốn video nghiệp dư tồi," cô nói. "Dường như mọi thứ tôi nhìn thấy đều làm từ Jell-O, và với mỗi bước đi của tôi, mọi thứ đều nghiêng ngả.”

Mặc dù cô ấy không thể theo dõi các vật thể đang chuyển động bằng đôi mắt của mình, thị giác của cô ấy là tất cả những gì cô có để nói cho cô biết là cô đang đứng thẳng. Đôi mắt của chúng ta giúp cho ta biết mình đang ở đâu trong không gian bằng cách cố định trên các đường ngang. Có một lần khi đèn tắt, Cheryl ngay lập tức bị ngã xuống sàn. Nhưng thị giác cho thấy nó là một cái nạng không đáng tin cậy đối với cô, bởi vì bất kỳ loại chuyển động nào trước mặt cô - ngay cả một người hướng tới cô – chỉ làm trầm trọng thêm cảm giác té ngã. Ngay cả những đường zigzag gấp khúc trên một tấm thảm cũng có thể xô ngã cô ấy bởi nó gửi đi những thông điệp sai làm cô ấy tưởng mình đang đứng ở chỗ quanh co khi thực tế không như vậy. 

Cô ấy cũng bị mệt mỏi về tinh thần vì luôn phải cảnh giác cao độ. Nó lấy đi rất nhiều năng lực trí óc để duy trì tư thế đứng thẳng— năng lực não được lấy từ các chức năng tinh thần như trí nhớ và khả năng tính toán, suy luận.  

Trong khi Yuri chuẩn bị máy tính cho Cheryl, tôi yêu cầu được thử máy. Tôi đội mũ của công nhân xây dựng lên và nhét vào miệng thiết bị bằng nhựa có gắn điện cực trên đó, được gọi là một hiển thị lưỡi. Nó phẳng, không dày hơn một thanh kẹo cao su.

Gia tốc kế, hoặc cảm biến trong mũ phát hiện chuyển động trong hai mặt phẳng. Khi tôi gật đầu, chuyển động được dịch trên bản đồ trên màn hình máy tính cho phép đội theo dõi nó.

Bản đồ tương tự được chiếu lên một bảng nhỏ gồm 144 điện cực được cấy vào dải nhựa trên lưỡi tôi. Khi tôi nghiêng về phía trước, những cú sốc điện có cảm giác như những bong bóng rượu sâm banh phát ra ở trước lưỡi của tôi, cho tôi biết rằng tôi đang cúi về phía trước. Trên màn hình máy tính, tôi có thể thấy đầu mình đang ở đâu. Khi tôi nghiêng về phía sau, tôi cảm thấy rượu sâm banh xoáy thành một làn sóng nhẹ dưới lưỡi của tôi. Điều tương tự xảy ra khi tôi nghiêng sang hai bên. Sau đó, tôi nhắm mắt lại và thử nghiệm tìm đường trong không gian bằng lưỡi của mình. Tôi sớm quên rằng thông tin cảm giác đến từ lưỡi của tôi và có thể đọc được tôi đang ở đâu trong không gian.

Cheryl lấy lại chiếc mũ; cô giữ thăng bằng bằng cách dựa vào bàn. “Hãy bắt đầu đi nào,” Yuri nói, điều chỉnh các điều khiển.

Cheryl đội mũ và nhắm mắt lại. Cô dựa lưng vào bàn, để hai ngón tay trên bàn để kết nối. Cô ấy không bị ngã. Cô nhấc những ngón tay khỏi bàn. Cô không còn chao đảo nữa. Cô bắt đầu khóc—dòng nước mắt đến sau một chấn thương; bây giờ cô ấy có thể mở mắt và đang đội mũ và cảm thấy an toàn. Lần đầu tiên cô đội chiếc mũ này, cảm giác lúc nào cũng bị té ngã đã biến mất— lần đầu tiên sau năm năm. Mục tiêu của cô trong hôm nay là đứng một mình với chiếc mũ trên đầu, trong hai mươi phút, cố gắng giữ trọng tâm. Đối với bất kì ai— chứ đừng nói đến một Wobbler — để đứng thẳng trong hai mươi phút đòi hỏi sự rèn luyện và kỹ năng của một người lính bảo vệ tại Cung điện Buckingham.

***

Trông cô ấy thật bình yên. Cô ấy có những thay đổi nhỏ. Không còn sự giật mình nữa, và những con quỷ bí ẩn dường như đang tồn tại trong cô, xô đẩy cô, đã biến mất. Bộ não của cô đang giải mã các tín hiệu từ bộ máy tiền đình nhân tạo của cô. Đối với cô, những khoảnh khắc bình yên này là một phép màu— một phép màu của hệ thần kinh, bởi vì bằng cách nào đó những cảm giác tê tê này trên lưỡi cô, thường tìm đường đi đến phần não (thường xuất hiện ở phần não) được gọi là vỏ não cảm giác— lớp mỏng trên bề mặt não, xử lý cảm giác đụng chạm— đang thực hiện theo cách của nó, thông qua một con đường mới trong não, đến vùng não xử lý sự cân bằng.

"Chúng tôi hiện đang nghiên cứu để làm cho thiết bị này đủ nhỏ để giấu được trong miệng," Bach-y-Rita nói, "giống như một vật chỉnh nha của nha sỹ. Đó là mục tiêu của chúng tôi. Khi đó thì cô ấy và bất kì ai bị tình trạng này sẽ lấy lại được một cuộc sống bình thường. Một ai đó như Cheryl có thể đeo thiết bị này, nói chuyện và ăn uống mà không ai biết cô đang đeo nó.

"Nhưng điều này sẽ không ảnh hưởng đến những người bị gentamicin làm tổn thương," ông nói tiếp. "Có một bài báo trên tờ New York Times ngày hôm qua viết về chuyện người cao tuổi bị té ngã. Người già sợ té ngã hơn là bị nguyền rủa, một phần ba người già bị té ngã, và vì họ sợ bị ngã nên họ ở nhà, ít vận động, sử dụng chân tay, và thể chất của họ lại trở nên yếu ớt. Nhưng tôi nghĩ một phần của vấn đề là do cảm giác tiền đình— giống như thính giác, vị giác, thị lực và các giác quan khác của chúng ta – bắt đầu suy yếu khi chúng ta già đi. Thiết bị này sẽ giúp họ.”

"Đến giờ rồi," Yuri nói và tắt máy.

Bây giờ đến điều kỳ diệu thứ hai về thần kinh. Cheryl tháo thiết bị và cởi mũ. Cô ấy cười toe toét, đứng tự do với đôi mắt nhắm nghiền và không bị ngã. Rồi cô ấy mở mắt, vẫn không chạm vào bàn, nhấc một chân lên khỏi mặt đất, để cô ấy giữ thăng bằng ở chân kia.

"Tôi yêu anh chàng này mất rồi," cô nói, và đi đến ôm Bach-y-Rita. Cô cũng đến cạnh tôi. Trong cô tràn ngập cảm xúc, thấy xúc động khi cảm thấy thế giới lại ở dưới chân mình trở lại, và cô ấy cũng ôm tôi.

"Tôi có cảm giác neo giữ và vững vàng. Tôi không cần phải nghĩ đến cơ bắp của mình đang ở đâu. Tôi thực sự có thể nghĩ về những thứ khác." Cô quay sang Yuri và trao cho anh một nụ hôn.

"Tôi phải nhấn mạnh lý do tại sao đây là một phép lạ," Yuri nói, người tự coi mình là một người hoài nghi dựa vào dữ liệu. "Cô ấy gần như không có cảm biến tự nhiên. Trong hai mươi phút qua, chúng tôi đã gắn cho cô ấy một cảm biến nhân tạo. Nhưng điều kỳ diệu thực sự là những gì đang xảy ra bây giờ khi chúng tôi đã tháo thiết bị, và cô ấy không có tiền đình nhân tạo hay tự nhiên. Chúng tôi đang đánh thức một loại sức mạnh khác trong cô ấy.”

Lần đầu tiên khi họ thử chiếc mũ, Cheryl chỉ đội nó trong một phút. Họ nhận thấy sau khi cô tháo mũ ra, có một “hiệu ứng còn sót lại” kéo dài khoảng hai mươi giây, một phần ba thời gian cô đeo thiết bị. Sau đó Cheryl đội mũ trong hai phút và hiệu ứng còn sót lại kéo dài khoảng bốn mươi giây. Sau đó họ chỉnh lên khoảng hai mươi phút và kỳ vọng hiệu ứng còn sót lại kéo dài khoảng dưới bảy phút.

Nhưng thay vì kéo dài một phần ba thời gian, nó kéo dài gấp ba lần thời gian, đủ y một giờ. Ngày hôm nay, Bach-y-Rita nói, họ đang thử nghiệm để xem liệu kéo dài thêm hai mươi phút nữa trên thiết bị sẽ dẫn đến loại hiệu ứng nào, để hiệu ứng còn sót lại sẽ kéo dài lâu hơn nữa.

Cheryl bắt đầu thể hiện. "Tôi có thể bước đi như một phụ nữ trở lại. Chuyện đó có thể không quan trọng đối với đa số mọi người, nhưng điều đó rất có ý nghĩa đối với tôi vì tôi không còn phải đi lại với đôi chân dang rộng như hiện giờ.”

Cô đứng trên một cái ghế và nhảy xuống. Cô cúi xuống nhặt đồ rơi trên sàn nhà, để cho thấy mình có thể tự điều chỉnh. "Lần trước khi tôi làm việc này, tôi có thể nhảy dây trong khoảng thời gian của hiệu ứng còn sót lại.”

"Điều gây bất ngờ là," Yuri nói, "cô ấy không chỉ giữ nguyên tư thế. Sau một khoảng thời gian trên thiết bị, cô ấy hành xử gần như người bình thường. Giữ thăng bằng trên xà. Lái xe. Đó là sự phục hồi của chức năng tiền đình. Khi cô ấy di chuyển đầu, cô ấy có thể tập trung vào mục tiêu của mình— mối liên kết giữa hệ thống thị giác và tiền đình cũng được phục hồi.”

Tôi nhìn lên và thấy Cheryl đang nhảy với Bach-y-Rita. Cô dẫn dắt.

Làm thế nào mà Cheryl có thể nhảy và trở lại hoạt động bình thường mà không cần máy móc? Bach-y-Rita cho rằng có một vài lý do. Một lý do là, hệ thống tiền đình bị hỏng của cô ấy là vô tổ chức và "ồn ào," gửi đi các tín hiệu ngẫu nhiên. Do đó, tiếng ồn từ các mô bị hỏng chặn bất kỳ tín hiệu nào được gửi đến bởi các mô khỏe mạnh. Máy móc giúp củng cố các tín hiệu từ các mô khỏe mạnh của cô. Ông nghĩ rằng máy móc cũng giúp tạo dựng các con đường khác, đây là nơi mà tính dẻo xuất hiện. Một hệ thống não bộ được tạo thành từ nhiều con đường mòn thần kinh, hoặc các tế bào thần kinh được kết nối với nhau và hoạt động cùng nhau. Nếu một số con đường chính bị chặn lại thì não bộ sẽ dùng các con đường cũ hơn để đi xung quanh chúng. "Tôi nhìn sự việc theo cách này," Bach-y-Rita nói. “Nếu bạn đang lái xe từ đây đến Milwaukee, và cây cầu chính bị chặn, thoạt tiên bạn bị tê liệt. Sau đó bạn đi theo những con đường phụ cũ xuyên qua đất nông nghiệp. Sau khi bạn đi những con đường này nhiều hơn thì bạn sẽ tìm thấy những con đường ngắn hơn để đến nơi bạn muốn đi và bắt đầu đến đó nhanh hơn." Những con đường mòn thần kinh “phụ” này “bị lột trần” hoặc bị phơi bày ra, và khi được sử dụng, nó sẽ được củng cố. Việc “bị lột trần” này thường được cho là một trong những phương cách chính mà bộ não ni-lông tự tổ chức lại chính nó.

Việc Cheryl đang dần dần kéo dài hiệu ứng còn sót lại cho thấy con đường bị phơi bày ra ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn. Bach-y-Rita hy vọng rằng Cheryl, với sự huấn luyện, sẽ có thể tiếp tục kéo dài thời gian của hiệu ứng còn sót lại.

Vài ngày sau, một email được gửi đến Bach-y-Rita từ Cheryl, bản báo cáo của cô ở nhà về thời gian còn sót lại kéo dài bao lâu. "Tổng thời gian còn sót lại là: 3 giờ, 20 phút... Sự chao đảo, loạng choạng lại bắt đầu xuất hiện trong đầu tôi— giống như thưởng lệ... Tôi gặp khó khăn trong việc tìm từ ngữ... cảm giác đang bơi trong đầu tôi. Mệt mỏi, kiệt sức ... Thất vọng.”

Một câu chuyện về nàng Lọ Lem đau đớn. Quay trở lại bình thường là rất khó. Khi nó xảy ra, cô cảm thấy mình đã chết, sống lại và rồi chết lại. Mặt khác, ba giờ hai mươi phút chỉ sau hai mươi phút đeo máy là khoảng thời gian còn sót lại lớn hơn gấp mười lần so với thời gian đeo thiết bị. Cô là Wobbler đầu tiên từng được điều trị và ngay cả nếu thời gian còn sót lại không thể nào kéo dài hơn nữa, thì hiện giờ cô có thể đeo thiết bị này bốn lần một ngày và có một cuộc sống bình thường. Nhưng người ta có lý do chính đáng để mong đợi nhiều hơn, vì mỗi phiên dường như đang huấn luyện cho bộ não của cô để kéo dài khoảng thời gian còn sót lại hơn. Nếu điều này tiếp tục…

. . . Nó đã tiếp tục. Trong năm tới Cheryl đeo thiết bị thường xuyên hơn để xây dựng hiệu ứng còn sót lại của cô. Hiệu ứng còn sót lại của cô tiến triển đến nhiều giờ, nhiều ngày và sau đó đến tận bốn tháng. Giờ đây cô ấy hoàn toàn không sử dụng thiết bị và không còn xem mình là một Wobbler nữa. Năm 1969, Nature, tạp chí khoa học hàng đầu của châu Âu, đã xuất bản một bài báo ngắn mang cảm giác của khoa học viễn tưởng. Tác giả chính của nó, Paul Bach-y-Rita, vừa là nhà khoa học cơ bản, vừa là bác sỹ phục hồi chức năng— một sự kết hợp hiếm thấy. Bài báo mô tả về một loại thiết bị cho phép những người mù bẩm sinh nhìn thấy được. Tất cả những người này đều bị tổn thương võng mạc và được xem là hoàn toàn không thể điều trị được.

Bài báo của tờ Nature được thuật lại trên tờ New York Times, Newsweek, và Life, nhưng có lẽ vì tuyên bố này nghe có vẻ khó tin quá, thiết bị và nhà phát minh ra nó sớm bị quên lãng.

Kèm theo bài báo là hình ảnh của một cỗ máy trông kỳ quái— một chiếc ghế dùng trong nha khoa lớn, cũ với lưng rung, một mớ dây và máy tính cồng kềnh. Toàn bộ thiết bị được làm từ các bộ phận đúc kết hợp với các thiết bị điện tử của thập niên, nặng bốn trăm pounds.

Một người mù bẩm sinh— một người chưa từng có bất cứ kinh nghiệm nào về thị giác— ngồi trên ghế, đằng sau một chiếc máy ảnh lớn có kích thước như của những người sử dụng nó trong các phòng thu truyền hình vào thời điểm đó. Anh ta “quét” một cảnh trước mặt bằng cách quay tay để di chuyển máy ảnh, điều này đã gửi tín hiệu điện của hình ảnh đến một máy tính xử lý chúng. Sau đó, các tín hiệu điện được truyền đến bốn trăm bộ kích thích rung, được sắp xếp thành các hàng trên một tấm kim loại gắn vào bên trong lưng ghế, do vậy các kích thích nằm trên da của người mù. Các kích thích vận hành như những điểm ảnh rung cho các phần tối của khung cảnh và đứng yên cho các cảnh sáng. Thiết bị “thị giác-xúc giác” này, như cách họ gọi nó, cho phép người mù nhận diện các khuôn mặt và bóng tối, và phân biệt được vật thể nào ở gần và xa. Nó cho phép họ khám phá bối cảnh và quan sát cách các vật thể dường như thay đổi hình dạng tùy thuộc vào góc mà chúng được xem. Sáu đối tượng của thí nghiệm học cách nhận ra những vật thể như một chiếc điện thoại, ngay cả khi nó bị che một phần bởi một chiếc bình. Đây là những năm 1960, họ thậm chí còn học cách nhận ra một bức ảnh của siêu mẫu biếng ăn Twiggy.

Tất cả những người sử dụng thiết bị thị giác-xúc giác tương đối cồng kềnh này đều có trải nghiệm nhận thức đáng chú ý, khi họ đi từ những cảm giác về xúc giác đến “nhìn thấy” con người và đồ vật.

Với một chút luyện tập, các đối tượng mù bắt đầu trải nghiệm được không gian phía trước họ như không gian ba chiều, mặc dù thông tin được nhập từ bảng hai chiều trên lưng họ. Nếu có ai đó ném quả bóng về phía máy ảnh, đối tượng sẽ tự động nhảy lùi lại để tránh quả bóng. Nếu tấm kích thích rung được chuyển từ lưng sang bụng của họ thì đối tượng vẫn sẽ cảm nhận chính xác cảnh đó là đang xảy ra trước máy ảnh. Nếu bị cù lét gần các kích thích, thì họ vẫn không bị nhầm lẫn giữa cái cù lét với một kích thích thị giác. Trải nghiệm nhận thức tinh thần của họ diễn ra không phải trên bề mặt làn da mà trong thế giới. Và nhận thức của họ rất phức tạp. Khi luyện tập, các đối tượng có thể di chuyển máy ảnh xung quanh và nói những câu đại loại như "Đó là Betty; hôm nay cô ấy đang thả tóc xuống và không đeo kính; miệng cô ấy mở ra và cô ấy đang di chuyển tay phải của cô từ bên trái sang phía sau đầu cô," Đúng, độ phân giải thường kém, nhưng Bach-y-Rita sẽ lý giải rằng, thị giác không cần phải hoàn hảo để là thị giác. "Khi chúng ta bước xuống một con đường đầy sương mù và nhìn thấy đường viền của một tòa nhà," anh sẽ hỏi, "Chúng ta nhìn thấy nó ít đi chút nào vì thiếu độ phân giải hay không? Khi chúng ta nhìn thấy thứ gì đó có màu trắng và đen, chẳng lẽ chúng ta không nhìn thấy nó vì nó thiếu màu sắc à?”

Cỗ máy bị lãng quên này là một trong những ứng dụng đầu tiên và táo bạo nhất của sự dẻo dai thần kinh— một nỗ lực sử dụng một giác quan để thay thế cho một giác quan khác — và nó có hiệu quả. Nhưng điều đó được cho là không hợp lý và bị bỏ qua bởi vì quan điểm khoa học thời đó cho rằng cấu trúc của não bộ là cố định, và các giác quan của chúng ta, những con đường mà trải nghiệm đi vào tâm trí của chúng ta, là rất khó khăn. Ý tưởng này, vẫn còn nhiều tín đồ, được gọi là “chủ nghĩa cục bộ” (localizationism.) Nó liên quan chặt chẽ với ý tưởng cho rằng não bộ giống như một cỗ máy phức tạp, được tạo thành từ nhiều bộ phận, mỗi bộ phận thực hiện một chức năng tinh thần cụ thể và tồn tại ở một vị trí được xác định trước về mặt di truyền hoặc vị trí được cài đặt— do đó có tên gọi. Một bộ não được cài đặt, và trong đó mỗi chức năng tinh thần có một vị trí nghiêm ngặt, không có chỗ cho sự dẻo dai.

Ý tưởng về bộ não như cái máy đã truyền cảm hứng và dẫn dắt khoa học thần kinh kể từ khi nó được đề xuất lần đầu tiên vào thế kỷ 17, thay thế cho những quan niệm huyền bí hơn về linh hồn và thế xác. Các nhà khoa học, bị ấn tượng bởi những khám phá của Galileo (1564-1642), người đã chỉ ra rằng các hành tình có thể được hiểu là các vật thể vô tri giác di chuyển bởi các lực cơ học, dần dần tin rằng toàn bộ thiên nhiên vận hành như một chiếc đồng hồ vũ trụ to lớn, tuân theo các định luật vật lý, và họ bắt đầu giải thích một cách máy móc về các sinh vật sống riêng lẻ, bao gồm cả các cơ quan trong cơ thể chúng ta, như thể chúng cũng là máy móc. Quan niệm cho rằng tất cả thiên nhiên giống như bộ máy to lớn, và các cơ quan của chúng ta giống như máy móc, đã thay thế cho quan niệm thời Hy Lạp hai ngàn năm tuổi, coi tất cả thiên nhiên như một tổ chức sống khổng lồ, và các cơ quan trong cơ thể của chúng ta là bất cứ thứ gì ngoại trừ những cỗ máy vô tri giác. Nhưng thành tựu lớn đầu tiên của “sinh học cơ học” mới này là một thành tựu tuyệt vời và nguyên bản. William Harvey (1578-1657), nhà nghiên cứu về giải phẫu ở Padua, Italy, nơi Galileo giảng dạy, đã phát hiện ra cách máu lưu thông qua cơ thể chúng ta và chứng minh rằng quả tim hoạt động như một cái máy bơm, tất nhiên đó là một cỗ máy đơn giản— nghĩa là phải tuân theo các quy luật cơ học của chuyển động.

Theo sau Harvey, nhà triết học người Pháp Rene Descartes (1596-1650) cho rằng não bộ và hệ thần kinh cũng hoạt động giống như một cái máy bơm. Ông cho rằng các dây thần kinh của chúng ta thực sự là các ống đi từ tứ chi đến não và lưng. Ông là người đầu tiên đưa ra giả thuyết về cách các phản xạ hoạt động, đề xuất rằng khi một người chạm vào da, một chất lỏng trong ống thần kinh chảy vào não và được “phản xạ” một cách cơ học xuống các dây thần kinh để di chuyển các cơ. Nghe có vẻ thô thiển, ông ấy không quá sai. Các nhà khoa học đã sớm hoàn thiện bức tranh nguyên thủy của mình, lập luận rằng không phải một số chất lỏng mà là một dòng điện di chuyển qua các dây thần kinh. Quan niệm của Descartes về bộ não như một cỗ máy phức tạp lên đến đỉnh điểm trong quan niệm hiện tại của chúng ta về bộ não như một cái máy tính và trong chủ nghĩa cục bộ. Giống như một cỗ máy, bộ não được coi là được tạo thành từ các bộ phận, mỗi bộ phận nằm ở một vị trí được chỉ định, mỗi bộ phận thực hiện một chức năng duy nhất, cho nên nếu một trong những bộ phận đó bị hỏng thì không thể thay thế được nó; rốt cuộc, máy móc không phát triển các bộ phận mới.

Chủ nghĩa cục bộ cũng được áp dụng cho các giác quan, đưa ra giả thuyết rằng mỗi giác quan của chúng ta— thị giác, thính giác, vị giác, xúc giác, khứu giác, sự cân bằng— có một tế bào thụ thể chuyên phát hiện một trong những dạng năng lượng khác nhau xung quanh chúng ta. Khi được kích thích, các tế bào thụ thể này gửi tín hiệu điện dọc theo dây thần kinh của chúng đến một vùng não cụ thể xử lý cảm giác đó. Hầu hết các nhà khoa học tin rằng những vùng não này chuyên biệt đến mức một vùng không bao giờ có thể làm công việc của vùng khác.

Gần như cô lập với các đồng nghiệp của mình, Paul Bach-y-Rita đã bác bỏ những tuyên bố của những người theo chủ nghĩa cục bộ. Ông phát hiện ra các giác quan của chúng ta có bản chất dẻo dai bất ngờ, và nếu một giác quan bị tổn thương, đôi khi giác quan khác có thể tiếp quản nó, một quá trình mà ông gọi là “sự thay thế giác quan.” Ông đã phát triển các cách thức kích hoạt sự thay thế giác quan và các thiết bị mang đến cho chúng ta “siêu giác quan.” Bằng việc khám pha ra hệ thần kinh có thể thích nghi với việc nhìn bằng máy ảnh thay vì võng mạc, Bach-y-Rita đã đặt nền móng cho hy vọng lớn nhất của người mù: cấy ghép võng mạc, có thể được phẫu thuật đưa vào mắt.

Không giống như hầu hết các nhà khoa học, những người gắn bó với một lĩnh vực, Bach-y-Rita đã trở thành một chuyên gia trong nhiều lĩnh vực-y học, tâm thần dược học, sinh lý thần kinh mắt (nghiên cứu về cơ mắt), sinh lý thần kinh thị giác (nghiên cứu về thị giác và hệ thần kinh), và kỹ thuật y sinh. Ông ấy đi theo các ý tưởng đến bất kỳ nơi đâu mà chúng đưa ông đến. Ông nói được năm thứ tiếng và đã sống được một thời gian dài ở Ý, Đức, Pháp, Mexico, Thụy Điển và khắp Hoa Kỳ. Ông từng làm việc trong phòng thí nghiệm của các nhà khoa học lớn và những người đoạt giải Nobel, nhưng ông không bao giờ quan tâm đến những gì người khác nghĩ và không tham gia vào các trò chơi chính trị như nhiều nhà nghiên cứu khác để được thăng tiến. Sau khi trở thành một bác sỹ, ông từ bỏ ngành y và chuyển sang nghiên cứu cơ bản. Ông đặt ra những câu hỏi thách thức lẽ thường, chẳng hạn như “Đôi mắt có cần thiết cho thị giác không, hay đôi tai để nghe, lưỡi để nếm, mũi để ngửi không?” Và sau đó, khi ông bốn mươi bốn tuổi, trí óc hoạt động không ngừng nghỉ, ông quay lại với ngành y và làm bác sỹ nội trú với những ngày dài vô tận và những đêm không ngủ, làm trong một chuyên môn đáng sợ nhất trong tất cả: thuốc phục hồi chức năng. Tham vọng của ông là biến một sự tù túng của trí tuệ thành một ngành khoa học bằng cách áp dụng vào đó những gì ông đã học được về tính dẻo.

Bach-y-Rita là một người đàn ông rất khiêm tốn. Ông thích mặc những bộ đồ trị giá năm đôla và quần áo Salvation Army bất cứ lúc nào vợ ông không để mắt đến. Ông lái chiếc oto mười hai tuổi rỉ sét, vợ ông là một người mẫu mới Passat.

Ông có đầu tóc dày, gợn sóng, nói chuyện nhẹ nhàng và nhanh, có làn da đen của một người đàn ông Địa Trung hải gốc Tây ban Nha và Do Thái, và trông trẻ hơn rất nhiều so với độ tuổi sáu mươi chín của mình. Ông rất thông minh nhưng tỏa ra sự ấm áp như một cậu bé với vợ mình, Esther, một người gốc Mexico.

Ông đã quen làm người ngoài cuộc. Ông lớn lên ở vùng Bronx, cao bốn feet (khoảng 1m22) khi vào trung học vì một căn bệnh bí ấn đã kìm hãm sự phát triển của ông ta trong tám năm và hai lần được chẩn đoán sơ bộ mắc bệnh bạch cầu. Ông bị những học sinh lớn hơn đánh đập ức hiếp mỗi ngày và trong suốt những năm tháng đi học đó, ông đã phát triển một ngưỡng chịu đau cực kì cao. Khi ông mười hai tuổi, ruột thừa ông bị vỡ và một căn bệnh bí ẩn, một dạng viêm ruột thừa mãn tính hiếm gặp, được chẩn đoán chính xác. Ông cao thêm tám inches và lần đầu tiên đánh nhau giành phần thắng.

Chúng tôi đang lái xe qua Madison, Wisconsin, nhà ông ấy khi ông ấy không có ở Mexico.

"Tôi có thể kết nối mọi thứ với bất cứ điều gì." Ông ấy cười. "Chúng ta nhìn bằng bộ não của mình chứ không phải bằng mắt," ông nói.

Tuyên bố này đi ngược lại với quan điểm thông thường rằng chúng ta nhìn thấy bằng đôi mắt của mình, nghe bằng đôi tai, nếm bằng lưỡi, ngửi bằng mũi và cảm nhận bằng da. Ai sẽ thách thức những sự thật như vậy? Nhưng đối với Bach-y-Rita, đôi mắt của chúng ta chỉ cảm nhận được những thay đổi trong năng lượng ánh sáng; chính bộ não của chúng ta mới nhận thức được và do đó nhìn thấy.

Cách thức một cảm giác đi vào não bộ thì không quan trọng đối với Bach-y-Rita. “Khi một người mù sử dụng gậy, anh ta quét nó qua lại và chỉ có một điểm duy nhất, đưa cho anh ta thông tin qua các thụ thể da trong tay, tuy nhiên việc quét này cho phép anh ta phân loại được vị trí của cửa, hoặc cái ghế. Sau đó, anh ta sử dụng thông tin này để hướng dẫn mình đến ghế ngồi. Mặc dù cảm biến bàn tay của anh ta là nơi anh ta lấy thông tin và nơi cây gậy ‘tương tác’ với anh, nhưng điều anh ta chủ quan cảm nhận không phải là áp lực của cây gậy trong tay mà là cách bố trí của căn phòng: ghế, tường, chân, không gian ba chiều. Bề mặt thụ thể thực tế trong tay giờ trở thành một rơ le cung cấp thông tin, một cổng dữ liệu. Bề mặt thụ thể đánh mất đặc tính của nó trong quá trình. 

Bach-y-Rita xác định rằng da và các thụ thể cảm ứng của nó có thể thay thế cho võng mạc, bởi vì cả da và võng mạc đều là những tấm hai chiều, được bao phủ bởi các thụ thể cảm giác, cho phép một "hình ảnh" hình thành trên chúng. 

Tìm ra một cổng dữ liệu mới, hoặc cách thức để làm cảm giác đến được với bộ não là một chuyện. Nhưng để não giải mã những cảm giác da này và biến chúng thành hình ảnh lại là một chuyện khác. Để làm điều đó, bộ não phải học một cái gì đó mới, và phần não dành cho xử lý cảm ứng phải thích ứng với các tín hiệu mới. Khả năng thích ứng này ngụ ý rằng bộ não là ni-lông/dẻo theo nghĩa là nó có thể tổ chức lại hệ thống nhận thức cảm giác của nó. 

Nếu bộ não có thể tự tổ chức lại bản thân nó, thì chủ nghĩa cục bộ đơn giản không thể là hình ảnh chính xác của bộ não. Lúc đầu, ngay cả Bach-y-Rita cũng là một người theo chủ nghĩa cục bộ, xúc động trước những thành tựu tuyệt vời của nó. Chủ nghĩa cục bộ quan trọng lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1861, khi Paul Broca, một bác sĩ phẫu thuật, có một bệnh nhân đột quỵ mất khả năng nói và chỉ có thể thốt ra một từ. Bất kể anh ta được hỏi gì, người đàn ông tội nghiệp này chỉ có thể đáp lại: "Tan, tan." Khi anh ta chết, Broca mổ não anh ta và tìm thấy mô bị tổn thương ở thùy trán trái. Những người hoài nghi ngờ rằng lời nói có thể được tập trung vào một phần của não cho đến khi Broca cho họ xem mô bị thương, sau đó báo cáo về những bệnh nhân khác cũng bị mất khả năng nói và bị tổn thương ở cùng một vị trí. Nơi đó được gọi là "khu vực của Broca" và được cho là phối hợp các chuyển động của cơ môi và lưỡi. Ngay sau đó, một bác sĩ khác, Carl Wernicke, đã kết nối tổn thương ở một vùng não khác xa hơn với một vấn đề khác: không có khả năng hiểu ngôn ngữ. Wernicke cho rằng khu vực bị tổn thương chịu trách nhiệm cho các biểu hiện tinh thần của từ ngữ và sự lĩnh hội, nhận thức. Nó được gọi là "khu vực của Wernicke." Trong một trăm năm tiếp theo, chủ nghĩa cục bộ trở nên cụ thể hơn khi nghiên cứu mới cải tiến bản đồ não. 

Thật không may, trường hợp của chủ nghĩa cục bộ đã sớm bị phóng đại. Nó đi từ một loạt các mối tương quan thú vị (các quan sát thấy sự tổn thương ở các vùng não cụ thể nào đó dẫn đến mất các chức năng tinh thần cụ thể) đến một lý thuyết chung tuyên bố rằng mọi chức năng não chỉ nằm ở một vị trí cố định— một ý tưởng được tóm tắt bởi cụm từ "một chức năng, một vị trí ", nghĩa là nếu một phần bị hỏng, thì não không thể tự tổ chức lại bản thân nó hoặc phục hồi chức năng bị mất đó.

Một thời kỳ đen tối cho tính dẻo bắt đầu, và bất kỳ trường hợp ngoại lệ nào cho quan điểm "một chức năng, một vị trí" đều bị bỏ qua. Năm 1868, Jules Cotard đã nghiên cứu những đứa trẻ mắc bệnh về não nghiêm trọng từ thời thơ ấu, trong đó bán cầu não trái (bao gồm cả khu vực của Broca) bị héo mòn. Tuy nhiên, những đứa trẻ vẫn có thể nói chuyện bình thường. Điều này có nghĩa là ngay cả khi lời nói có xu hướng được xử lý ở bán cầu não trái, như Broca tuyên bố, bộ não có thể đủ dẻo để tự tổ chức lại bản thân nó, nếu cần thiết. Năm 1876 Otto Soltmann đã loại bỏ vỏ não vận động khỏi chó và thỏ sơ sinh - phần não được cho là chịu trách nhiệm cho sự di chuyển - nhưng vẫn thấy chúng vẫn có thể di chuyển. Những phát hiện này bị nhấn chìm trong làn sóng ủng hộ chủ nghĩa cục bộ.

Bach-y-Rita đã nghi ngờ chủ nghĩa cục bộ trong khi đang ở Đức vào đầu những năm 1960. Ông đã tham gia vào một nhóm nghiên cứu về cách thị giác hoạt động bằng cách đo sự phóng điện của điện cực từ khu vực xử lý thị giác của não mèo. Nhóm nghiên cứu kỳ vọng rằng khi họ cho con mèo xem hình ảnh, điện cực trong khu vực xử lý hình ảnh của nó sẽ phát ra một xung điện, cho thấy nó đang xử lý hình ảnh đó. Và nó đã xảy ra. Nhưng khi chân mèo vô tình bị vuốt ve, vùng thị giác cũng bắn xung điện, cho thấy nó cũng đang xử lý xúc giác. Và họ phát hiện ra rằng khu vực thị giác cũng hoạt động khi con mèo nghe thấy âm thanh.

Bach-y-Rita bắt đầu nghĩ rằng quan điểm của chủ nghĩa cục bộ cho rằng "một chức năng, một vị trí" không thể đúng. Phần "thị giác" trong não của mèo đã xử lý ít nhất hai chức năng khác là chạm/xúc giác và âm thanh. Ông bắt đầu quan niệm phần lớn bộ não là "đa cảm giác" - rằng các khu vực cảm giác của nó có thể xử lý tín hiệu từ nhiều hơn một giác quan. 

Điều này có thể xảy ra bởi vì tất cả các thụ thể cảm giác của chúng ta chuyển các loại năng lượng khác nhau từ thế giới bên ngoài, bất kể là nguồn nào, thành các mô hình điện được gửi xuống các dây thần kinh của chúng ta. Những mô hình điện này là ngôn ngữ phổ quát "được nói" bên trong não - không có hình ảnh, âm thanh, mùi vị hay cảm giác di chuyển bên trong các tế bào thần kinh của chúng ta. Bach-y-Rita nhận ra rằng các khu vực xử lý các xung điện này đồng nhất hơn nhiều so với các nhà thần kinh học nghĩ, một niềm tin được củng cố khi nhà thần kinh học Vernon Mountcastle phát hiện ra vỏ não thị giác, thính giác và giác quan đều có cấu trúc xử lý sáu lớp giống nhau. Đối với Bach-y-Rita, điều này có nghĩa là bất kỳ phần nào của vỏ não đều có thể xử lý bất kỳ tín hiệu điện nào được gửi đến nó và rằng các mô-đun não của chúng ta không phải là chuyên biệt. 

Trong vài năm tiếp theo, Bach-y-Rita bắt đầu nghiên cứu tất cả các ngoại lệ đối với chủ nghĩa cục bộ. Với kiến ​​thức về ngôn ngữ của mình, ông đào sâu vào các tài liệu khoa học cũ, chưa được dịch và các công trình khoa học được khám phá lại được thực hiện trước khi các phiên bản cứng nhắc hơn của chủ nghĩa cục bộ được nắm giữ. Ông đã phát hiện ra công trình của Marie-Jean-Pierre Flourens, người vào những năm 1820 chứng minh rằng bộ não có thể tự tổ chức lại bản thân nó. Và ông ta đã đọc tác phẩm được trích dẫn nhưng hiếm khi được dịch của Broca bằng tiếng Pháp và thấy rằng ngay cả Broca cũng không đóng cánh cửa đưa đến khám phá tính dẻo của não.  

Thành công của cỗ máy thị giác xúc giác của ông đã truyền cảm hứng cho Bach-y-Rita để tái thiết lại bức tranh về bộ não con người của ông. Sau tất cả, không phải cỗ máy của ông ta là phép màu, mà chính là bộ não còn sống, thay đổi và thích nghi với các loại tín hiệu nhân tạo mới. Là một phần của việc tổ chức lại, ông đoán rằng các tín hiệu từ cảm giác chạm (ban đầu được xử lý ở vỏ não cảm giác, gần đỉnh não) được chuyển hướng tới vỏ não thị giác ở phía sau não để xử lý thêm, điều đó có nghĩa là bất kỳ con đường thần kinh nào chạy từ da đến vỏ não thị giác đều đang được phát triển. 

Bốn mươi năm trước, khi đế chế của chủ nghĩa cục bộ mở rộng xa hết mức có thể, Bach-y-Rita bắt đầu phản kháng. Ông khen ngợi những thành tựu của chủ nghĩa cục bộ nhưng lập luận rằng “một số lượng lớn bằng chứng cho thấy bộ não bộc lộ cả tính dẻo về giác quan và vận động." Một trong những bài báo của ông đã bị từ chối xuất bản sáu lần bởi các tạp chí, không phải vì bằng chứng còn đang bị tranh cãi mà vì ông dám đặt từ "dẻo" trong tiêu đề. Sau khi bài báo của ông trên tờ Nature xuất hiện, người cố vấn yêu quý của ông, Ragnar Granit, người đã nhận được giải thưởng Nobel về sinh lý học năm 1965 cho công trình nghiên cứu về võng mạc và ông đã sắp xếp để xuất bản luận án trường y của Bach-y-Rita, đã mời ông đi uống trà. Granit yêu cầu vợ rời khỏi phòng và sau khi khen ngợi công trình nghiên cứu của Bach-y- Rita về cơ mắt, đã hỏi ông - vì muốn tốt cho ông - tại sao ông lại lãng phí thời gian với "món đồ chơi người lớn đó". Tuy nhiên, Bach-y-Rita vẫn kiên trì và bắt đầu trình bày, trong một loạt sách và hàng trăm bài báo, bằng chứng cho tính dẻo của não bộ và phát triển một lý thuyết để giải thích cách thức hoạt động của nó.

Mối quan tâm sâu sắc nhất của Bach-y-Rita đã trở thành lời giải thích cho tính dẻo, nhưng ông tiếp tục phát minh ra các thiết bị thay thế giác quan. Ông đã làm việc với các kỹ sư để thu nhỏ thiết bị máy ảnh ghế nha sĩ cho người mù. Cái bảng kích thích rung nặng nề, thô kệch được gắn vào lưng giờ đã được thay thế bằng một dải nhựa mỏng như giấy được bọc bằng các điện cực, đường kính của một đồng xu bạc, được đưa vào lưỡi. Lưỡi là thứ mà ông gọi là “giao diện máy-não” lý tưởng, một điểm đi vào não bộ tuyệt vời vì nó không có lớp da chết trên đó. Máy tính cũng bị thu gọn triệt để, và chiếc máy ảnh từng có kích thước của một chiếc vali bây giờ có thể được đeo vào khung của kính mắt. 

Ông cũng đang nghiên cứu các phát minh thay thế giác quan khác. Ông đã nhận được tài trợ của NASA để phát triển một chiếc găng tay "cảm giác" điện tử cho các phi hành gia trong không gian. Găng tay không gian hiện tại dày đến mức các phi hành gia khó có thể cảm nhận được các vật thể nhỏ hoặc thực hiện các chuyển động tinh tế. Vì vậy, ở bên ngoài chiếc găng tay, ông đặt các cảm biến điện truyền tín hiệu điện đến tay. Sau đó, ông đem những gì ông học được khi làm găng tay và phát minh ra một chiếc để giúp những người mắc bệnh phong, căn bệnh làm tổn thương da và phá hủy các dây thần kinh ngoại biên khiến cho người mắc phong cùi mất cảm giác ở tay. 

Chiếc găng tay này, giống như găng tay của phi hành gia, có cảm biến ở bên ngoài, và nó đã gửi tín hiệu của nó đến một phần da khỏe mạnh - tránh xa bàn tay bị bệnh - nơi các dây thần kinh không bị ảnh hưởng. Làn da khỏe mạnh đó trở thành cổng thông tin cho các cảm giác bàn tay. Sau đó, ông bắt đầu làm việc với một chiếc găng tay cho phép người mù đọc được trên màn hình máy tính, và ông ta thậm chí còn có một dự án sản xuất bao cao su mà ông hy vọng sẽ cho phép các nạn nhân bị chấn thương tủy sống mất cảm giác ở dương vật lại có được cực khoái. Nó dựa trên tiền đề rằng sự hưng phấn tình dục, giống như các trải nghiệm cảm giác khác, là "ở trong não", vì vậy những cảm giác của chuyển động tình dục mà các cảm biến trên bao cao su bắt được, có thể được chuyển thành các xung điện sau đó có thể được truyền đến phần não xử lý hưng phấn tình dục. Các ứng dụng tiềm năng khác của nghiên cứu của ông bao gồm mang lại cho mọi người "siêu giác quan", chẳng hạn như tầm nhìn hồng ngoại hoặc khả năng nhìn ban đêm. Ông đã phát triển một thiết bị cho Navy SEAL giúp họ cảm nhận được cơ thể của họ được định hướng dưới nước như thế nào và một thiết bị khác đã được thử nghiệm thành công ở Pháp, cho bác sĩ phẫu thuật biết vị trí chính xác của dao mổ bằng cách gửi tín hiệu từ cảm biến điện tử gắn vào dao mổ đến thiết bị nhỏ gắn liền với lưỡi và não của họ. 

Nguyên nhân của sự hiệu biết về khả năng phục hồi của bộ não của Bach-y-Rita nằm ở sự phục hồi của cha ông, nhà thơ và học giả người Catalan Pedro Bach-y-Rita, sau một cơn đột quỵ. Năm 1959 Pedro, khi đó là một người góa vợ sáu mươi lăm tuổi, bị đột quỵ khiến ông bị liệt mặt và một nửa cơ thể và ông không thể nói được. 

George, anh trai của Paul, hiện là một bác sĩ tâm thần ở California, được cho biết cha anh không còn hy vọng hồi phục nữa và sẽ phải vào viện. Thay vào đó, George, khi đó là một sinh viên y khoa ở Mexico, đã đưa người cha bị liệt từ New York, nơi anh sống, trở về Mexico để sống cùng anh. Lúc đầu, anh cố gắng sắp xếp phục hồi chức năng cho cha mình tại Bệnh viện American British, nơi chỉ cung cấp một đợt phục hồi bốn tuần thông thường, vì không ai tin rằng não có thể được hưởng lợi từ việc điều trị kéo dài. Sau bốn tuần, cha anh chẳng hề tốt hơn. Ông vẫn bất lực và cần phải có người đỡ đi tắm và vệ sinh, George đã làm với sự giúp đỡ của người làm vườn.

"May mà ông có vóc dáng nhỏ bé, nặng khoảng một trăm mười tám pound và chúng tôi có thể đỡ ông được," George nói. 

George chẳng biết gì về phục hồi chức năng, và sự thiếu hiểu biết của anh ta hóa ra là một ơn trời, bởi vì anh đã thành công bằng cách phá vỡ mọi quy tắc hiện tại của nó, không bị cản trở bởi các lý thuyết bi quan.

"Tôi quyết định rằng thay vì dạy cha tôi đi, tôi sẽ dạy ông bò trước. Tôi nói, Cha bắt đầu bò, cha sẽ phải bò một lần nữa.' Chúng tôi có những miếng đệm đầu gối cho ông ấy. Lúc đầu, chúng tôi giữ cho ông ấy bò trên bốn chi, nhưng chân tay ông vẫn còn yếu không giữ được tốt, vì vậy đó là cả một sự vật lộn." Ngay khi Pedro có thể tự hỗ trợ mình phần nào, George sau đó đã cho ông bò bằng vai và cánh tay yếu ớt được đỡ bởi một bức tường. Việc bò bên tường đã diễn ra trong nhiều tháng. Sau đó tôi thậm chí còn cho ông tập bò trong vườn, điều này dẫn đến một số vấn đề với hàng xóm, họ nói rằng điều đó không tử tế, thật khó coi vì khiến giáo sư phải bò như một con chó. Mô hình duy nhất tôi có là cách những đứa bé học. Vì vậy, chúng tôi chơi các trò chơi trên sàn nhà, tôi lăn bi, và ông ấy phải bắt chúng. Hoặc chúng tôi sẽ ném những đồng xu xuống sàn, và ông ấy phải cố gắng nhặt chúng lên bằng tay phải yếu ớt. Tất cả mọi thứ chúng tôi đã cố gắng thực hiện liên quan đến việc biến trải nghiệm cuộc sống bình thường thành các bài tập. Chúng tôi biến chậu rửa thành một bài tập...— đi vòng tròn, mười lăm phút theo chiều kim đồng hồ, mười lăm phút ngược chiều kim đồng hồ.  Có các bước thực hiện, mỗi bước chồng lấp lên bước trước và từng chút một ông ấy trở nên tiến bộ hơn. Sau một thời gian, ông ấy cũng tham gia vào việc thiết kế các bước. Ông ấy muốn đạt đến mức độ có thể ngồi xuống và ăn uống cùng với tôi và các sinh viên y khác." Chế độ này mất nhiều giờ mỗi ngày, nhưng dần dần Pedro đi từ bò, đến di chuyển bằng đầu gối, đứng, đi, Pedro vật lộn với bài nói chuyện của mình, và sau khoảng ba tháng, có những dấu hiệu cho thấy khả năng nói chuyện của ông đang quay trở lại. Sau vài tháng nữa, ông muốn hồi phục lại khả năng viết. Ông sẽ ngồi trước máy đánh chữ, ngón tay giữa của ông để trên bàn phím, sau đó ông thả toàn bộ cánh tay của mình để đánh nó. Khi ông đã thông thạo việc này, ông sẽ chỉ thả mỗi cổ tay, và cuối cùng là các ngón tay, mỗi lần một ngón tay. Cuối cùng, ông học cách gõ máy bình thường trở lại.

Vào cuối một năm, ông ấy đã hoàn toàn bình phục đủ để Pedro, giờ đã sáu mươi tám tuổi, bắt đầu giảng dạy toàn thời gian một lần nữa tại City College ở New York. Ông yêu công việc này và làm việc cho đến khi ông nghỉ hưu ở tuổi bảy mươi. Sau đó, ông nhận được một công việc giảng dạy tại bang San Francisco, tái hôn và tiếp tục làm việc, đi bộ đường dài và đi du lịch. Ông có cuộc sống năng động thêm bảy năm nữa sau cơn đột quỵ. Trong một chuyến đi thăm bạn bè ở Bogota, Colombia, ông đã đi leo núi cao. Ở độ cao chín ngàn feet, ông lên cơn đau tim và qua đời ngay sau đó. Ông đã bảy mươi hai tuổi. Tôi hỏi George liệu anh có biết được sự phục hồi của cha anh sau một thời gian dài bị đột quỵ là khác thường như thế nào không và liệu anh có nghĩ rằng sự phục hồi này có thể là kết quả của tính dẻo của não bộ. 

“Tôi chỉ thấy điều đó trong việc chăm sóc cha. Nhưng Paul, trong những năm sau đó, đã nói về nó theo thuật ngữ của sự dẻo dai thần kinh.

Xác của Pedro được đưa đến San Francisco, nơi Paul đang làm việc. Đó là năm 1965, và vào thời đó, trước khi quét não, khám nghiệm tử thi là thông lệ vì chúng là một cách mà các bác sĩ có thể tìm hiểu về các bệnh về não và về lý do tại sao một bệnh nhân chết. Paul yêu cầu bác sĩ Mary Jane Aguilar thực hiện khám nghiệm tử thi.

Vài ngày sau Mary Jane gọi cho tôi và nói: 'Paul, qua đây nào. Tôi có vài thứ muốn cho anh xem.' Khi tôi đến Bệnh viện Stanford cũ, ở đó, trải ra trên bàn, là những lát não của cha tôi trên các slide.’ Anh không nói nên lời.

"Tôi đã cảm thấy ghê tởm, nhưng tôi cũng có thể thấy sự phấn khích của Mary Jane, bởi vì những gì các slide cho thấy là cha tôi đã bị tổn thương rất lớn do cơn đột quỵ của ông và nó chưa bao giờ lành, mặc dù ông đã phục hồi tất cả các chức năng đó. Tôi cảm thấy sợ hãi. Tôi chết lặng đi. Tôi nghĩ là ‘Hãy nhìn vào tất cả những tổn thương này của ông ấy.’ Và cô ấy nói ‘Làm sao mà ông ấy có thể phục hồi được với chừng này tổn thương?’ Khi nhìn kỹ, Paul thấy rằng tổn thương bảy năm qua của cha mình chủ yếu ở thân não - phần não gần nhất với tủy sống - và các trung tâm não lớn khác trong vỏ não điều khiển sự chuyển động cũng đã bị phá hủy bởi đột quỵ. Chín mươi bảy phần trăm các dây thần kinh chạy từ vỏ não đến cột sống đã bị phá hủy - tổn thương thảm khốc đã khiến ông ấy bị liệt. “Tôi biết rằng điều đó có nghĩa là bằng cách nào đó mà bộ não của ông ấy đã tự tổ chức lại bản thân nó với sự tập luyện mà ông làm cùng với George. Chúng tôi không biết sự phục hồi của ông ấy phi thường ra sao cho đến lúc đó, vì chúng ta không biết được mức độ tổn thương của ông ấy, vì thời đó chưa có máy quét não. Khi người ta phục hồi, chúng ta có xu hướng cho rằng lúc đầu họ thực sự không bị tổn thương nhiều. Cô ấy muốn tôi trở thành đồng tác giả trên bài báo mà cô ấy viết về trường hợp của ông ấy. Tôi không thể.” 

Câu chuyện của cha ông ấy là bằng chứng trực tiếp cho thấy sự phục hồi "muộn" có thể xảy ra ngay cả với một tổn thương lớn ở một người già. Nhưng sau khi kiểm tra tổn thương đó và xem xét tài liệu, Paul đã tìm thấy nhiều bằng chứng cho thấy não có thể tự tổ chức lại bản thân nó để phục hồi các chức năng sau khi bị đột quỵ, vào năm 1915, một nhà tâm lý học người Mỹ, Shepherd Ivory Franz, đã cho thấy những bệnh nhân bị liệt trong hai mươi năm có khả năng phục hồi muộn với các bài tập kích thích não bộ. 

“Sự phục hồi muộn” của cha ông ấy đã kích hoạt một sự thay đổi nghề nghiệp đối với Bach-y-Rita. Năm bốn mươi bốn tuổi, ông ấy trở lại hành nghề y và làm bác sỹ nội trú trong khoa thần kinh và phục hồi chức năng. Ông ấy hiểu rằng để các bệnh nhân phục hồi thì họ cần có động lực, giống như cha ông ấy, với các bài tập gần giống như các hoạt động trong cuộc sống thực. Ông chuyển hướng chú ý sang việc điều trị đột quỵ, tập trung vào "phục hồi chức năng muộn" giúp mọi người vượt qua các vấn đề thần kinh lớn sau nhiều năm bắt đầu và phát triển các trò chơi video trên máy tính để huấn luyện bệnh nhân đột quỵ cử động lại cánh tay của họ. Và ông bắt đầu tích hợp những hiểu biết của mình về độ dẻo dai vào việc thiết kế bài tập. Các bài tập phục hồi chức năng truyền thống thường kết thúc sau một vài tuần, khi một bệnh nhân ngừng cải thiện, hoặc chậm tiến bộ, và các bác sĩ mất động lực để tiếp tục. Nhưng Bach-y-Rita, dựa trên kiến ​​thức về sự tăng trưởng thần kinh, đã bắt đầu lập luận rằng these learning plateaus chỉ là tạm thời — một phần của chu trình học tập dựa trên tính dẻo - trong đó các giai đoạn học tập được theo sau bởi các giai đoạn củng cố. Mặc dù không có tiến bộ rõ ràng trong giai đoạn củng cố, những thay đổi về mặt sinh học vẫn đang xảy ra bên trong, khi các kỹ năng mới trở nên tự động và cải tiến hơn. 

Bach-y-Rita đã phát triển một chương trình dành cho những người có dây thần kinh vận động ở mặt bị tổn thương, những người không thể cử động các cơ mặt và vì vậy không thể nhắm mắt, nói đúng hoặc bộc lộ cảm xúc, khiến họ trông giống như những chiếc máy tự động quái dị. Bach-y-Rita có một trong những dây thần kinh "phụ" thường đi vào lưỡi được phẫu thuật gắn vào cơ mặt của bệnh nhân. Sau đó, ông đã phát triển một chương trình luyện tập não để huấn luyện "dây thần kinh lưỡi" (và đặc biệt là phần não điều khiển nó) hoạt động như một dây thần kinh mặt. Những bệnh nhân này đã học cách thể hiện cảm xúc bình thường trên khuôn mặt, nói và nhắm mắt lại - một ví dụ nữa về khả năng "kết nối mọi thứ với bất cứ điều gì” của Bach-y-Rita. 

Ba mươi ba năm sau bài báo trên tờ Nature của Bach-y-Rita, các nhà khoa học sử dụng phiên bản hiện đại nhỏ của máy thị giác xúc giác của ông để đưa bệnh nhân vào máy quét não và xác nhận rằng hình ảnh xúc giác đi vào bệnh nhân thông qua lưỡi của họ quả thật được xử lý trong vỏ não thị giác của họ.

Mọi nghi ngờ rằng các giác quan có thể được xây dựng lại gần đây đã được đặt vào một trong những thí nghiệm về tính dẻo đáng ngạc nhiên nhất của thời đại chúng ta. Nó không chỉ bao gồm việc xây dựng lại những con đường mòn về xúc giác và thị giác, như Bach-y-Rita đã làm, mà còn cả thính giác và thị giác- theo nghĩa đen.

Mriganka Sur, một nhà thần kinh học, đã phẫu thuật tái tạo lại bộ não của một con chồn rất nhỏ. Thông thường các dây thần kinh thị giác chạy từ mắt đến vỏ não thị giác, nhưng Sur đã phẫu thuật chuyển hướng các dây thần kinh thị giác từ thị giác của con chồn đến vỏ não thính giác của nó và phát hiện ra rằng con chồn đã học được cách nhìn. Sử dụng các điện cực được đưa vào não của con chồn, Sur đã chứng minh rằng khi con chồn nhìn thấy, các tế bào thần kinh trong vỏ não thính giác của nó đã phát xung điện và thực hiện quá trình xử lý hình ảnh. Vỏ não thính giác, dẻo dai như Bach-y-Rita luôn tưởng tượng, đã tự tổ chức lại bản thân nó, để nó có cấu trúc như của vỏ não thị giác. Mặc dù những con chồn đã phẫu thuật này không có thị lực 20/20, nhưng chúng có khoảng một phần ba thị lực, hoặc 20/60 - không tệ hơn một số người đeo kính mắt. 

Cho đến gần đây, những biến đổi như vậy dường như hoàn toàn không thể giải thích được. Nhưng với Bach-y-Rita, bằng cách cho thấy bộ não của chúng ta linh hoạt hơn so với chủ nghĩa cục bộ thừa nhận, đã giúp tạo ra một quan điểm chính xác hơn về bộ não cho phép những thay đổi như vậy. Trước khi ông ta làm công việc này, chúng ta có một "vỏ não thị giác" trong thùy chẩm để xử lý thị giác và một "vỏ não thính giác" trong thùy thái dương xử lý thính giác.

Từ Bach-y-Rita, chúng ta biết rằng vấn đề phức tạp hơn thế và những vùng não này là những bộ xử lý ni-lông/dẻo, kết nối với nhau và có khả năng xử lý nhiều loại (thông tin) đầu vào bất ngờ. 

Cheryl không phải là người duy nhất được hưởng lợi từ chiếc mũ kỳ lạ của Bach-y-Rita. Kể từ đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị này để huấn luyện thêm năm mươi bệnh nhân để cải thiện khả năng giữ thăng bằng và đi bộ của họ. Một số người có tổn thương tương tự như Cheryl; số khác thì bị chấn thương não, đột quỵ hoặc bệnh Parkinson.

Tầm quan trọng của Paul Bach-y-Rita nằm ở chỗ ông là người đầu tiên trong thế hệ các nhà khoa học thần kinh của ông vừa hiểu rằng bộ não là có tính dẻo và áp dụng kiến ​​thức này một cách thiết thực để giảm bớt đau khổ của con người. Ẩn ý trong tất cả các nghiên cứu của ông ấy là quan niệm rằng tất cả chúng ta được sinh ra với một bộ não đa năng, có tính thích nghi hơn nhiều so với những gì chúng ta biết.

Khi bộ não của Cheryl phát triển cảm giác tiền đình được tái tạo - hoặc bộ não của những người mù đã phát triển những con đường mới khi họ học cách nhận ra các vật thể, phối cảnh hoặc chuyển động - những thay đổi này không phải là ngoại lệ bí ẩn mà là quy luật: vỏ não cảm giác có tính dẻo và có thể thích nghi .

Khi bộ não của Cheryl học cách phản ứng với thụ thể nhân tạo thay thế cho bộ phận bị tổn thương của cô, nó không làm gì khác thường. Gần đây, công trình của Bach-y- Rita đã truyền cảm hứng cho nhà khoa học nhận thức Andy Clark lập luận một cách dè dặt rằng chúng ta là " những người máy bẩm sinh", nghĩa là tính dẻo của bộ não cho phép chúng ta gắn máy móc vào mình, như máy tính và công cụ điện tử, một cách khá tự nhiên. Nhưng bộ não của chúng ta cũng tự tái cấu trúc để đáp ứng đầu vào từ các công cụ đơn giản nhất, chẳng hạn như gậy của người mù. Rốt cuộc, tính dẻo là một tài sản vốn có trong não bộ từ thời tiền sử. Bộ não là một hệ thống mở hơn rất nhiều so với chúng ta tưởng tượng và thiên nhiên đã đi rất xa để giúp chúng ta nhận thức và tiếp nhận thế giới xung quanh. Nó đã trao cho chúng ta một bộ não sinh tồn trong một thế giới luôn thay đổi bằng cách thay đổi chính nó.

  

(Hết chương 1)

menu
menu