Uncovering the brain's biggest secret - Melanie E. Peffer

Translator: Ân Đỗ Reviewer: Thu Ha Tran

In the late 1860s, scientists believed they were on the verge

Vào cuối thập niên 1860, các nhà khoa học tin rằng họ sắp sửa phát hiện ra

of uncovering the brain’s biggest secret.

bí mật lớn nhất của não bộ con người.

They already knew the brain controlled the body through electrical impulses.

Họ biết rằng bộ não kiểm soát cơ thể thông qua các tín hiệu điện,

The question was, how did these signals travel through the body

câu hỏi đặt ra là các tín hiệu này được dẫn truyền như thế nào

without changing or degrading?

mà không thay đổi hay giảm đi?

It seemed that perfectly transmitting these impulses

Có vẻ như việc truyền dẫn các tín hiệu này một cách chính xác

would require them to travel uninterrupted along some kind of tissue.

đòi hỏi chúng phải đi xuyên qua một loại mô nào đó mà không bị gián đoạn.

This idea, called reticular theory,

Ý tưởng này được gọi là Giả thuyết lưới,

imagined the nervous system as a massive web of tissue

cho rằng hệ thần kinh là một hệ thống lưới mô lớn

that physically connected every nerve cell in the body.

liên kết mọi tế bào thần kinh trong cơ thể

Reticular theory captivated the field with its elegant simplicity.

Giả thuyết lưới được ủng hộ vì sự đơn giản, dễ hiểu của nó.

But soon, a young artist would cut through this conjecture,

Nhưng ngay sau đó, một họa sĩ trẻ đã phản đối lý thuyết này,

and sketch a bold new vision of how our brains work.

và vẽ ra một ý tưởng hoàn toàn mới về cách bộ não hoạt động.

60 years before reticular theory was born,

60 năm trước khi giả thuyết lưới ra đời,

developments in microscope technology

sự phát triển của công nghệ kính hiển vi

revealed cells to be the building blocks of organic tissue.

đã cho thấy tế bào là các khối xây dựng nên các mô hữu cơ.

This finding was revolutionary,

Phát hiện này là một cuộc cách mạng,

but early microscopes struggled to provide additional details.

nhưng kính hiển vi thời đó không thể cung cấp thêm các thông tin chi tiết.

The technology was especially challenging for researchers studying the brain.

Công nghệ này đã cực kỳ khó khăn cho những nhà nghiên cứu về não.

Soft nervous tissue was delicate and difficult to work with.

Các mô thần kinh mềm rất mỏng manh và khó quan sát.

And even when researchers were able to get it under the microscope,

Ngay cả khi họ thành công nhìn được chúng dưới kính hiển vi,

the tissue was so densely packed it was impossible to see much.

các mô sắp xếp dày đặc nên không thể quan sát được gì nhiều.

To improve their view,

Để cải thiện tầm nhìn,

scientists began experimenting with special staining techniques

các nhà khoa học bắt đầu thử nghiệm với những công nghệ nhuộm đặc biệt

designed to provide clarity through contrast.

để quan sát rõ hơn dưới tấm kính.

The most effective came courtesy of Camillo Golgi in 1873.

Vào năm 1873, Camillo Golgi đã thành công tạo ra cách hiệu quả nhất.

First, Golgi hardened the brain tissue with potassium bichromate

Đầu tiên, Golgi làm cứng phần mô não bằng kali đicromat

to prevent cells from deforming during handling.

để các tế bào không rã ra khi xử lý.

Then he doused the tissue in silver nitrate,

Sau đó, ông ngâm mô trong bạc nitrat,

which visibly accumulated in nerve cells.

để định dạng tế bào thần kinh,

Known as the “black reaction,”

được gọi là “phản ứng đen”.

Golgi’s Method finally allowed researchers to see the entire cell body

Cuối cùng, nhà nghiên cứu có thể quan sát toàn bộ tế bào nhờ cách của Golgi

of what would later be named the neuron.

tế bào đó sau này được gọi là nơ-ron.

The stain even highlighted the fibrous branches

Phần nhuộm thậm chí làm rõ các nhánh sợi

that shot off from the cell in different directions.

toả ra từ tế bào theo các hướng khác nhau.

Images of these branches became hazy at the ends,

Hình ảnh các nhánh này mờ dần

making it difficult to determine exactly how they fit into the larger network.

gây khó khăn cho việc xác định chính xác cách nó hoạt động trong hệ thống lớn.

But Golgi concluded that these branches connected,

Nhưng Golgi kết luận các kết nối nhánh

forming a web of tissue comprising the entire nervous system.

tạo ra một mạng lưới mô bao gồm tất cả hệ thần kinh.

14 years later, a young scientist and aspiring artist

14 năm sau, một nhà khoa học trẻ và là một hoạ sĩ đầy tham vọng

named Santiago Ramón y Cajal began to build on Golgi’s work.

tên là Santiago Ramón y Cajal, tiếp tục công trình của Golgi.

While writing a book about microscopic imaging,

Khi đang viết sách về hình ảnh hiển vi,

he came across a picture of a cell treated with Golgi’s stain.

anh bắt gặp một bức hình về tế bào được nhuộm của Golgi.

Cajal was in awe of its exquisite detail— both as a scientist and an artist.

Cajal rất kinh ngạc về các chi tiết tinh tế dưới cách nhìn của khoa học nghệ thuật.

He soon set out to improve Golgi’s stain even further

Anh ấy sớm bắt đầu phát triển cách nhuộm của Golgi hơn nữa

and create more detailed references for his artwork.

và tạo ra nhiều chi tiết có liên quan cho tác phẩm nghệ thuật của anh.

By staining the tissue twice in a specific time frame,

Bằng cách nhuộm mô hai lần trong một khoảng thời gian nhất định,

Cajal found he could stain a greater number of neurons with better resolution.

Cajal phát hiện ra anh có thể nhuộm nhiều nơ-ron hơn với độ phân giải tốt hơn.

And what these new slides revealed would upend reticular theory—

Những điều mà các bản kính mang vật cho thấy sẽ nâng tầm giả thuyết lưới--

the branches reaching out from each nerve cell

các nhánh toả ra từ mỗi tế bào thần kinh

were not physically connected to any other tissue.

không thật sự kết nối với các mô khác.

So how were these individual cells transmitting electrical signals?

Vậy, bằng cách nào mà những tế bào độc lập này truyền những tín hiệu điện?

By studying and sketching them countless times,

Bằng cách tìm hiểu và vẽ chúng ra vô số lần,

Cajal developed a bold, new hypothesis.

Cajal đưa ra một giả thuyết hoàn toàn mới.

Instead of electrical signals traveling uninterrupted across a network of fibers,

Thay vì các tín hiệu điện được truyền qua các sợi liền mạch,

he proposed that signals were somehow jumping from cell to cell

anh cho rằng, những tín hiệu đó “nhảy” từ tế bào này sang tế bào khác

in a linear chain of activation.

trong một chuỗi kích hoạt dài.

The idea that electrical signals could travel this way was completely unheard of

Giả thyết cho rằng tín hiệu điện được truyền đi theo cách này

when Cajal proposed it in 1889.

chưa từng được nghe cho đến khi Cajal công bố nó vào năm 1889.

However his massive collection of drawings supported his hypothesis from every angle.

Tuy nhiên, bộ sưu tập vẽ khổng lồ của ông nâng đỡ giả thuyết này theo nhiều góc độ.

And in the mid-1900s, electron microscopy further supported this idea

Vào giữa thế kỉ 20, kính hiển vi điện tử đã chứng minh được giả thuyết này

by revealing a membrane around each nerve cell

bằng cách cho thấy một cái màng xung quanh từng tế bào thần kinh

keeping it separate from its neighbors.

tách nó khỏi các tế bào khác.

This formed the basis of the “neuron doctrine,”

Điều này đã hình thành cơ sở của “học thuyết nơ-ron”,

which proposed the brain’s tissue was made up of many discrete cells,

cho rằng mô não được hình thành từ các tế bào rời rạc,

instead of one connected tissue.

thay vì một mô thống nhất.

The neuron doctrine laid the foundation for modern neuroscience,

Học thuyết nơ-ron là nền tảng của khoa học thần kinh hiện đại,

and allowed later researchers to discover that electrical impulses

và là cơ sở để các nhà nghiên cứu sau này tìm ra xung điện,

are constantly converted between chemical and electrical signals

là thứ thường xuyên biến đổi giữa tín hiệu hoá học và điện

as they travel from neuron to neuron.

khi chúng di chuyển từ nơ-ron này sang nơ-ron khác.

Both Golgi and Cajal received the Nobel Prize

Golgi và Cajah đều được trao giải Nobel

for their separate, but shared discoveries,

vì những phát hiện chung và riêng,

and researchers still apply their theories and methods today.

và các nhà nghiên cứu ngày nay vẫn áp dụng các lý thuyết và công thức của họ.

In this way, their legacies remain connected as discrete elements

Bằng cách này, di sản của họ vẫn được kết nối như các phần tử rời rạc

in a vast network of knowledge.

trong một mạng lưới kiến thức rộng lớn.