What investigating neural pathways can reveal about mental health | Kay M. Tye

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Translator: Ivana Korom Reviewer: Nguyen Hue

Tôi sẽ bắt đầu bằng việc nói điều gì đó mà bạn nghĩ rằng bạn biết là đúng.

Bộ não của bạn tạo nên tất cả các khía cạnh của tâm trí bạn.

I'm going to start by saying something you think you know to be true.

Vậy thì tại sao chúng ta lại điều trị những tổn thương về tâm lý và thể chất

Your brain creates all facets of your mind.

hoàn toàn khác nhau,

nếu ta nghĩ rằng chúng ta biết tâm trí đến từ não bộ?

So then why do we treat mental and physical illnesses

Là một nhà thần kinh học, tôi thường được bảo rằng

tôi không được phép nghiên cứu về các trạng thái nội tâm

so differently,

if we think we know that the mind comes from the brain?

như là sự lo lắng hay sự thèm muốn hay sự cô đơn

As a neuroscientist, I'm often told

được thể hiện qua bộ não,

và vì vậy tôi đã quyết định tiến hành và làm đúng như vậy.

that I'm not allowed to study how internal states

like anxiety or craving or loneliness

Chương trình nghiên cứu của tôi được thiết kế để hiểu tâm trí

are represented by the brain,

and so I decided to set out and do exactly that.

bằng cách nghiên cứu hệ thần kinh não bộ.

Cụ thể là làm thế nào não chúng ta tạo ra cảm xúc.

My research program is designed to understand the mind

Rất khó để nghiên cứu về cảm nhận và cảm xúc,

by investigating brain circuits.

bởi vì bạn không thể đo lường chúng.

Specifically, how does our brain give rise to emotion.

Hành vi vẫn được coi là cánh cửa tốt nhất và duy nhất

It's really hard to study feelings and emotions,

trong việc khám phá cảm xúc của người khác.

because you can't measure them.

Đúng vậy, đối với cả động vật và con người

Behavior is still the best and only window

tự báo cáo chính là kết quả của hành vi.

into the emotional experience of another.

những hành vi do thúc đẩy động lực được chia làm hai loại:

For both animals and people,

để tìm kiếm sự thõa mãn và để tránh đau đớn.

yes, self-report is a behavioral output.

Khả năng tiếp cận mọi thứ tốt cho bạn

Motivated behaviors fall into two general classes:

và tránh những điều không tốt cho bạn

là nền tảng cho sự sống còn.

seeking pleasure and avoiding pain.

Và trong xã hội hiện đại,

khó khăn khi chỉ ra sự khác biệt có thể bị gắn mác như một bệnh tâm thần.

The ability to approach things that are good for you

and avoid things that are bad for you

Nếu tôi gặp sự cố về xe,

is fundamental to survival.

And in our modern-day society,

và tôi đã đưa xe đến tiệm sửa chữa,

trouble telling the difference can be labeled as a mental illness.

điều đầu tiên họ làm là nhìn dưới mui xe.

If I was having car trouble,

Nhưng với nghiên cứu về sức khỏe tâm thần,

and I took my car to the mechanic,

bạn không thể mở nắp mui xe chỉ với một nút bấm.

the first thing they do is look under the hood.

Đó là lí do vì sao chúng tôi làm thí nghiệm trên động vật.

But with mental health research,

Cụ thể,trong phòng thí nghiệm của tôi, là những con chuột.

you can't just pop open the hood with the press of a button.

Để hiểu bộ não, chúng ta cần nghiên cứu bộ não.

So this is why we do experiments on animals.

Specifically, in my lab, mice.

Và lần đầu tiên, chúng tôi thực sự có thể.

Chúng tôi có thể mở mui xe.

To understand the brain, well, we need to study brains.

Chúng tôi có thể nhìn vào trong

và làm một thí nghiệm và xem kết quả.

And for the first time, we actually can.

Công nghệ đã mở ra một cánh cửa mới vào hộp đen là chính tâm trí của chúng ta.

We can pop open the hood.

We can look inside

and do an experiment and see what comes out.

Sự phát triển của các kỹ thuật quang sinh (optogenetics)

Technology has opened new windows into the black box that is our minds.

đã cho phép chúng tôi lần đầu tiên có thể kiểm soát những tế bào thần kinh trong não

và cách chúng nói chuyện với nhau bằng cách phát ra các tín hiệu điện.

The development of optogenetic tools

has allowed us unprecedented control over specific neurons in the brain

Ta có thể biến đổi gen tế bào thần kinh để làm chúng nhạy sáng

và sau đó sử dụng ánh sáng để kiểm soát cách tế bào thần kinh phát tín hiệu.

and how they talk to each other by firing electrical signals.

Điều này có thể thay đổi hành vi của động vật,

We can genetically engineer neurons to be light sensitive

cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về những gì mà hệ thần kinh có thể làm.

and then use light to control how neurons fire.

Muốn biết các nhà khoa học làm như thế nào để nhận ra điều này?

This can change an animal's behavior,

giving us insight into what that neural circuit can do.

Nhà khoa học đã phát triển kỹ thuật quang sinh bằng cách mượn kiến ​​thức

từ các lĩnh vực khoa học cơ bản khác.

Want to know how scientists figure this out?

Tảo là sinh vật đơn bào đã phát triển để bơi về phía ánh sáng.

Scientists developed optogenetic tools by borrowing knowledge

Và khi ánh sáng xanh tỏa ra tại điểm mắt của một tế bào tảo,

from other basic science fields.

Algae are single-celled organisms that have evolved to swim towards light.

một kênh tín hiệu mở ra, gửi tín hiệu điện

làm cho sợi lông roi nhỏ di chuyển

And when blue light shines onto the eyespot of an algae cell,

và đẩy tảo về phía ánh sáng mặt trời.

Nếu chúng ta nhân bản phần nhạy cảm ánh sáng này của tảo

a channel opens, sending an electrical signal

that makes little flagella flap

và sau đó thêm nó vào tế bào thần kinh thông qua chỉnh sửa gen,

and propels the algae towards sunlight.

chúng ta cũng có thể làm ra tế bào thần kinh nhạy cảm với ánh sáng.

If we clone this light-sensitive part of the algae

Ngoại trừ, với tế bào thần kinh,

and then add it to neurons through genetic modification,

khi chúng ta chiếu sáng xuống một sợi quang sâu vào não,

we can make neurons light-sensitive, too.

chúng ta thay đổi cách chúng gửi tín hiệu đến các tế bào thần kinh khác trong não

Except, with neurons,

và do đó thay đổi hành vi của động vật.

when we shine light down an optical fiber deep into the brain,

Với sự giúp đỡ của các đồng nghiệp,

we change how they send electrical signals to other neurons in the brain

Tôi đi tiên phong trong việc sử dụng kỹ thuật quang sinh

and thus change the animal's behavior.

nhằm mục tiêu chọn lọc tế bào thần kinh đang sống ở điểm A,

gửi tin nhắn xuống dây nối nhắm vào điểm B,

With the help of my colleagues,

I pioneered the use of optogenetic tools

to selectively target neurons that are living in point A,

để lại các tế bào thần kinh lân cận đi tới các nơi khác mà không bị ảnh hưởng.

sending messages down wires aimed at point B,

Cách tiếp cận này cho phép chúng tôi thử nghiệm chức năng của từng dây

leaving neighboring neurons going other places unaffected.

trong mớ hỗn độn đó chính là bộ não của chúng ta.

Một vùng não gọi là hạch hạnh nhân

This approach allowed us to test the function of each wire

từ lâu được cho là quan trọng cho cảm xúc,

và phòng thí nghiệm của tôi đã phát hiện ra

within the tangled mess that is our brain.

rằng hạch hạnh nhân giống như ngã ba đường

A brain region called the amygdala

nơi kích hoạt một con đường có thể thúc đẩy cảm xúc tích cực và sự tiếp cận,

has long been thought to be important for emotion,

và kích hoạt một con đường khác có thể tạo cảm xúc tiêu cực và sự né tránh.

and my laboratory discovered

that the amygdala resembles a fork in the road

where activating one path can drive positive emotion and approach,

Tôi sẽ cho bạn thấy một vài ví dụ

and activating another path can drive negative emotion and avoidance.

về một phần của dữ liệu thô

của cách mà chúng tôi đã dùng quang sinh để kịch hoạt tế bào thần kinh trong não bộ

I'm going to show you a couple of examples --

và nhận được những thay đổi cụ thể trong hành vi.

a taste of raw data --

Những bệnh nhân rối loạn lo âu có mối liên kết không bình thường

of how we can use optogenetics to target specific neurons in the brain

giữa hai phần của hạch hạnh nhân,

and get very specific changes in behavior.

nhưng ở người, thật khó để biết liệu rằng sự bất thường này là tác nhân hay hệ quả

Anxiety patients have abnormal communication

của căn bệnh.

between two parts of the amygdala,

Chúng tôi sử dụng quang sinh để nhắm vào một con đường tương tự trên một con chuột

but in people, it's hard to know if this abnormality is cause or effect

và xem chuyện gì xảy ra.

of the disease.

Đây là mê cung dấu cộng nâng cao.

We can use optogenetics to target the same pathway in a mouse,

Nó là một thí nghiệm về lo âu khá phổ biến

dùng để đo thời gian

con chuột dành cho những không gian kín,

and see what happens.

So this is the elevated plus maze.

so với việc khám phá các ống thông ra bên ngoài.

It's a widely used anxiety test

Chuột đã tiến hóa để thích nghi với những không gian kín

that measures the amount of time

that the mouse spends in the safety of the closed arms

giống như sự an toàn trong hang của chúng,

nhưng để tìm thức ăn, nước uống, bạn tình,

relative to exploring the open arms.

chúng cần phải ra ngoài trời

Mice have evolved to prefer enclosed spaces,

nơi chúng dễ bị tấn công bởi các loài săn mồi.

like the safety of their burrows,

Vì vậy, tôi đang ngồi ở phía sau

but to find food, water, mates,

và tôi sắp bật công tắc

they need to go out into the open

và bây giờ khi tôi bật công tắc và bật đèn lên,

where they're more vulnerable to predatory threats.

bạn có thể thấy chuột bắt đầu khám phá những không gian mở của mê cung nhiều hơn.

So I'm sitting in the background here,

and I'm about to flip the switch.

Và ngược lại với phương pháp điều trị cho hội chứng lo âu,

And now, when I flip the switch and turn the light on,

you can see the mouse begins to explore the open arms of the maze more.

không có thuốc an thần, không suy giảm vận động,

chỉ cần sự phối hợp, thăm dò tự nhiên.

And in contrast to drug treatments for anxiety,

Vì vậy, không chỉ là hiệu quả gần như ngay lập tức,

there's no sedation, no locomotor impairment,

nó còn không có tác dụng phụ đáng kể.

just coordinated, natural-looking exploration.

Bây giờ, khi tôi tắt công tắc,

So not only is the effect almost immediate,

bạn có thể thấy con chuột quay trở lại chức năng não bình thường của nó,

but there are no detectable side effects.

và trở lại góc của nó.

Now, when I flip the switch off,

Khi tôi ở trong phòng thí nghiệm và tôi đang thu thập những dữ liệu này,

you can see that the mouse goes back to its normal brain function

Tôi lúc ấy chỉ có một mình và tôi rất hào hứng.

and back to its corner.

Tôi rất hào hứng, tôi đã phát ra một tiếng hét yên tĩnh.

When I was in the lab and I was taking these data,

(thỏ thẻ) Aaah!

(Tiếng cười)

I was all by myself, and I was so excited.

Tại sao tôi phấn khích?

Ý tôi là, vâng, về mặt lý thuyết, tôi biết rằng bộ não kiểm soát tâm trí,

I was so excited, I did one of these quiet screams.

(Silently) Aah!

nhưng để bật công tắc bằng tay của tôi

(Laughter)

và nhìn thấy con chuột thay đổi hành vi của nó

Why was I so excited?

I mean, yeah, theoretically, I knew that the brain controlled the mind,

quá nhanh và quá đối lập

đó thực sự là lần đầu tiên tôi thực sự tin nó.

but to flip the switch with my hand

and see the mouse change its behavioral state

Kể từ lần đột phá đầu tiên

so rapidly and so reversibly,

đã có một số của những khám phá khác.

it was really the first time that I truly believed it.

Tìm mạch thần kinh cụ thể điều đó có thể tạo ra các thay đổi mạnh mẽ

trong hành vi của động vật.

Since that first breakthrough,

there have been a number of other discoveries.

Một ví dụ khác: bệnh cuồng ăn không kiểm soát

Finding specific neural circuits that can elicit dramatic changes

Chúng ta có thể ăn vì hai lý do.

in animal behavior.

Tìm kiếm niềm vui, như thức ăn ngon.

Here's another example: compulsive overeating.

Hoặc tránh đau đớn, như bị đói.

We can eat for two reasons.

Làm thế nào chúng ta có thể tìm thấy một cách điều trị cho bệnh cuồng ăn

Seeking pleasure, like tasty food,

không ảnh hưởng đến việc ăn khi đói

or avoiding pain, like being hungry.

mà chúng ta cần để sống sót?

How can we find a treatment for compulsive overeating

Bước đầu tiên là hiểu

bộ não phát triển như thế nào đến hành vi ăn.

without messing up the hunger-driven feeding

Con chuột được cho ăn đầy đủ này chỉ khám phá một không gian

that we need to survive?

The first step is to understand

hoàn toàn không có thức ăn

how the brain gives rise to feeding behavior.

Ở đây chúng tôi dùng quang sinh nhắm vào tế bào thần kinh sống ở vùng dưới đồi,

This fully-fed mouse is just exploring a space

gửi tin hiệu xuống dây thần kinh nhắm vào trung não.

completely devoid of any food.

Here we're using optogenetics to target neurons living in the hypothalamus,

Khi tôi bật đèn lên, ngay tại đây,

bạn có thể thấy con chuột đó lập tức bắt đầu liếm sàn.

sending messages down wires aimed at the midbrain.

(Tiếng cười)

When I turn the light on, right here,

Hành vi có vẻ điên cuồng này

you can see that the mouse immediately begins licking the floor.

chuẩn bị leo thang thành một cái gì đó mà tôi thấy thực sự đáng kinh ngạc.

(Laughter)

Nó hơi mang tính ảo giác, thực sự.

This seemingly frenzied behavior

Sẵn sàng?

Nó ở ngay đây.

is about to escalate into something I find really incredible.

Thấy chưa, nó đưa tay lên như thể nó đang ăn một miếng thức ăn

It's kind of trippy, actually.

Ready?

nhưng không có gì ở đó, nó không cầm gì cả.

It's right here.

Vì vậy, mạch thần kinh này là đủ thúc đẩy hành vi ăn

See, he picks up his hands as if he is eating a piece of food,

trong trường hợp không có sự đói

but there's nothing there, he's not holding anything.

ngay cả trong trường hợp không có thức ăn.

So this circuit is sufficient to drive feeding behavior

Tôi không biết chắc chắn con chuột này cảm thấy thế nào

nhưng tôi suy đoán những tế bào thần kinh này thúc đẩy sự thèm ăn

in the absence of hunger,

even in the absence of food.

dựa vào các hành vi mà chúng ta kích thích khi chúng ta nhắm vào mạch thần kinh này.

I can't know for sure how this mouse is feeling,

but I speculate these neurons drive craving

Tắt đèn lại,

con vật trở lại bình thường.

based on the behaviors we elicit when we target this pathway.

Khi chúng ta ngăn cản mạch thần kinh này,

chúng ta có thể đàn áp và giảm bớt chứng cuồng ăm

Turn the light back off --

animal's back to normal.

mà không thay đổi việc cho ăn khi đói.

When we silence this pathway,

we can suppress and reduce compulsive overeating

Bạn đã lấy đi những gì từ hai video này

mà tôi đã cho bạn thấy?

without altering hunger-driven feeding.

Việc tạo ra một sự thay đổi rất cụ thể đến các mạch thần kinh trong não

có thể tạo ra thay đổi cụ thể trong hành vi.

What did you take away from these two videos

that I just showed you?

Rằng mọi trải nghiệm có nhận thức mà chúng ta có

That making a very specific change to neural circuits in the brain

được chi phối bởi các tế bào trong não của chúng ta.

can have specific changes to behavior.

That every conscious experience that we have

Tôi là con gái của một nhà vật lý và một nhà sinh học,

is governed by cells in our brain.

người thực sự gặp nhau trên thuyền đến Mỹ

theo đuổi con đường học vấn.

I am the daughter of a physicist and a biologist,

Thật là tự nhiên,

vì không có áp lực trở thành một nhà khoa học ...

who literally met on the boat coming to America

(Tiếng cười)

in pursuit of an education.

Là một sinh viên đại học,

So naturally,

Tôi phải quyết định xem tôi có muốn theo học tâm lý học, khoa học về tâm trí

since there was "no pressure" to be a scientist ...

(Laughter)

hay khoa học thần kinh, nghiên cứu về não.

as a college student,

Và tôi đã chọn khoa học thần kinh,

I had to decide whether I wanted to focus on psychology, the study of the mind,

bởi vì tôi muốn hiểu tâm trí được tạo ra như thế nào

từ các mô sinh học.

or neuroscience, the study of the brain.

Nhưng thực sự, hóa ra tôi đã làm cả hai.

And I chose neuroscience,

Và giờ chương trình nghiên cứu của tôi

because I wanted to understand how the mind is born

thu hẹp khoảng cách giữa tâm trí và bộ não.

out of biological tissue.

Nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của tôi

But really, I've come full circle to do both.

gợi ý chúng ta có thể bắt đầu liên kết các mạch thần kinh cụ thể

And now my research program

bridges the gap between the mind and the brain.

với trạng thái cảm xúc.

Và chúng tôi đã tìm thấy một số mạch

Research from my laboratory

kiểm soát hành vi liên quan đến lo âu,

suggests that we can begin to tie specific neural circuits

sự cuồng ăn

tương tác xã hội, việc né tránh

to emotional states.

And we have found a number of circuits

và nhiều loại hành vi có động lực khác

that control anxiety-related behavior,

mà có thể phản ánh trạng thái cảm xúc nội tâm.

compulsive overeating,

social interaction, avoidance

Ta từng nghĩ về các chức năng của tâm trí là được xác định bởi các vùng não.

and many other types of motivated behaviors

that may reflect internal emotional states.

Nhưng nghiên cứu của tôi cho thấy ở một vùng não nhất định

có nhiều nơ-ron khác nhau làm những việc khác nhau

We used to think of functions of the mind as being defined by brain regions.

Và các chức năng này được xác định một phần bởi các con đường chúng đi.

But my work shows that within a given brain region,

there are many different neurons doing different things.

Đây là một phép ẩn dụ để giúp minh họa

những khám phá này thay đổi cách thức mà chúng ta nghĩ về bộ não.

And these functions are partly defined by the paths they take.

Hãy nói rằng bộ não tương tự như thế giới,

Here's a metaphor to help illustrate

how these discoveries change the way that we think about the brain.

và tế bào thần kinh tương tự như con người.

Và chúng tôi muốn hiểu làm thế nào thông tin được truyền đi khắp hành tinh.

Let's say that the brain is analogous to the world

and that neurons are analogous to people.

Chắc chắn, nó hữu ích để biết

một người đang ở đâu khi ghi lại những gì họ đang nói.

And we want to understand how information is transmitted across the planet.

Nhưng tôi sẽ tranh luận rằng nó quan trọng không kém

để biết người này đang nói chuyện với ai,

Sure, it's useful to know

where a given person is located when recording what they're saying.

ai đang nghe

và cách những ai đang lắng nghe trả lời những thông tin họ nhận được

But I would argue that it's equally important

to know who this person is talking to,

Hiện trạng của việc điều trị sức khỏe tâm thần

who is listening

thực chất là một chiến lược của thử nghiệm và sửa lỗi.

and how the people listening respond to the information that they receive.

Và nó không có hiệu quả.

The current state of mental health treatment

Sự phát triển của các liệu pháp thuốc mới cho rối loạn sức khỏe tâm thần

is essentially a strategy of trial and error.

đã va vào một bức tường gạch

hầu như không có tiến bộ thực sự từ những năm 1950

And it is not working.

The development of new drug therapies for mental health disorders

Vậy tương lai đang nắm giữ điều gì?

has hit a brick wall,

Trong tương lai gần,

with scarcely any real progress since the 1950s.

Tôi hy vọng sẽ thấy một cuộc cách mạng cho việc điều trị sức khỏe tâm thần

nơi chúng tôi tập trung vào các mạch thần kinh cụ thể trong não

So what does the future hold?

Chẩn đoán sẽ được thực hiện dựa trên cả triệu chứng hành vi

In the near future,

I expect to see a mental health treatment revolution,

và hoạt động não có thể đo lường được.

where we focus on specific neural circuits in the brain.

Hơn nữa trong tương lai,

Diagnoses will be made based on both behavioral symptoms

bằng cách kết hợp khả năng tạo thay đổi cấp tính cho não của chúng ta

and measurable brain activity.

và nhận lại các thay đổi cấp tính ở hành vi,

với kiến ​​thức của ta về tính mềm dẻo thần kinh để tạo thay đổi lâu dài hơn,

Further in the future,

by combining our ability to make acute changes to the brain

chúng ta có thể đẩy não vào trạng thái sửa chữa chính nó

and get acute changes to behavior

with our knowledge of synaptic plasticity to make more permanent changes,

bằng cách lập trình lại các mạch thần kinh.

Liệu pháp tiếp xúc ở cấp độ mạch.

we could push the brain into a state of fixing itself

Một khi chúng ta chuyển não vào trạng thái tự phục hồi,

by reprogramming neural circuits.

điều này có khả năng có tác dụng lâu dài

Exposure therapy at the circuit level.

mà không có tác dụng phụ.

Once we switch the brain into a state of self-healing,

Tôi có thể hình dung một tương lai nơi lập trình lại mạch thần kinh

this could potentially have long-lasting effects

đại diện cho một phương pháp chữa bệnh tiềm năng, không chỉ là để điều trị.

with no side effects.

I can envision a future where neural circuit reprogramming

OK, nhưng còn bây giờ thì sao?

represents a potential cure, not just a treatment.

Nếu từ lúc này trở đi

từng người trong các bạn rời khỏi bài nói này

OK, but what about right now?

và thực sự tin rằng tâm trí hoàn toàn đ ến từ các tế bào trong não của bạn,

If from this very moment forward,

thì ta có thể loại bỏ ngay lập tức các nhận thức và sự kỳ thị tiêu cực

each and every one of you left this talk

and truly believed that the mind comes entirely from cells in your brain,

ngăn cản rất nhiều người

có được hỗ trợ cho sức khỏe tinh thần mà họ cần.

Chuyên gia sức khỏe tâm thần

then we could immediately get rid of negative perceptions and stigmas

luôn suy nghĩ về các cách điều trị mới tiếp theo.

that prevent so many people

Nhưng trước khi ta có thể áp dụng các cách điều trị mới,

from getting the mental health support that they need.

ta cần làm mọi người cảm thấy thoải mái khi tìm kiếm chúng.

Mental health professionals,

we're always thinking about what's the next new treatment.

Hãy tưởng tượng ta có thể giảm tỷ lệ tự tử nhiều như thế nào

But before we can apply new treatments,

we need people to feel comfortable seeking them.

và các vụ xả súng ở trường

nếu tất cả những người cần hỗ trợ sức khỏe tâm thần thực sự có nó.

Imagine how dramatically we could reduce the rates of suicides

Khi chúng ta thực sự hiểu chính xác làm thế nào tâm trí đến từ não,

and school shootings

if everyone who needed mental health support actually got it.

chúng tôi sẽ cải thiện cuộc sống của những ai

sẽ bị bệnh tâm thần trong cuộc đời của họ,

When we truly understand exactly how the mind comes from the brain,

một nửa dân số,

cũng như những người khác mà họ chia sẻ thế giới.

we will improve the lives of everyone

who will have a mental illness in their lifetime --

Cảm ơn bạn.

(Vỗ tay)

half the population --

as well as everyone else with whom they share the world.

Thank you.

(Applause)