Phát hiện mới về tế bào lưu giữ trí nhớ

Một nghiên cứu mới từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đang đặt lại nền tảng của khoa học thần kinh khi đề xuất rằng astrocyte, loại tế bào thần kinh đệm lâu nay chỉ được xem là “người dọn dẹp” của não bộ, có thể đóng vai trò then chốt trong việc lưu trữ ký ức.

Tế bào hình sao có thể nắm giữ “chìa khóa” cho khả năng ghi nhớ khổng lồ của não. (Nguồn: SciTechDaily)

Từ trước đến nay, giới khoa học cho rằng neuron, với khả năng phát xung điện, là trung tâm của quá trình ghi nhớ và tư duy. Tuy nhiên, não người cũng chứa hàng tỷ astrocyte, có hình dạng giống những ngôi sao, với các nhánh vươn tới hàng triệu khớp thần kinh.

Trước đây, astrocyte chủ yếu được cho là có nhiệm vụ hỗ trợ: cung cấp dinh dưỡng và duy trì môi trường hóa học ổn định. Nhưng theo mô hình mới của nhóm nghiên cứu tại MIT, những tế bào này có thể chủ động tham gia mã hóa trí nhớ.

Điểm đột phá trong nghiên cứu là mô hình “trí nhớ liên kết dày đặc”, cho phép hệ thần kinh lưu trữ khối lượng thông tin lớn hơn nhiều so với các mạng neuron truyền thống. Nhờ khả năng liên kết đồng thời với nhiều neuron, astrocyte trở thành nhân tố sinh học cốt lõi giúp hiện thực hóa mô hình này. Thay vì truyền tín hiệu điện như neuron, astrocyte giao tiếp bằng tín hiệu canxi, đồng thời có thể giải phóng các phân tử dẫn truyền đặc biệt (gliotransmitter) tại các khớp thần kinh.

Mô hình của MIT cho thấy mạng lưới kết hợp neuron và astrocyte có thể lưu trữ lượng lớn mẫu trí nhớ, vì mỗi astrocyte được xem như một đơn vị xử lý độc lập. Không chỉ vượt trội về dung lượng, hệ thống này còn tiêu tốn ít năng lượng, một ưu thế tiềm năng cho các ứng dụng trong trí tuệ nhân tạo.

Giáo sư Jean-Jacques Slotine nhận xét: “Dù khoa học thần kinh từng là nền tảng truyền cảm hứng cho AI, nhưng trong 50 năm qua, những tiến bộ của ngành này lại ít tác động đến sự phát triển của trí tuệ nhân tạo hiện đại”. Ông cho rằng nghiên cứu lần này có thể là một trong những đóng góp đầu tiên cho AI được hình thành trực tiếp từ khám phá mới trong khoa học thần kinh.

Bên cạnh việc mở rộng hiểu biết về cách não bộ lưu trữ ký ức, mô hình này còn mở ra hướng mới cho nghiên cứu trí tuệ nhân tạo. Việc điều chỉnh cách kết nối giữa các “đơn vị xử lý” trong mạng lưới astrocyte hứa hẹn tạo ra nhiều mô hình phục vụ đa dạng mục tiêu, từ xây dựng trí nhớ liên kết phức hợp đến mô phỏng cơ chế chú ý trong các mô hình ngôn ngữ lớn (LLM).