Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố phát hiện 3 “đường cao tốc thông tin” ẩn trong não người, đóng vai trò nền tảng cho hầu hết cấu trúc của não bộ. Nghiên cứu mang tính đột phá này mở ra hướng đi mới trong việc hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng bộ não, đồng thời có thể giúp giải mã các rối loạn thần kinh phức tạp.

Thực hiện bởi nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Brainnetome, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, các nhà khoa học đã phân tích dữ liệu hình ảnh não của 100 người trưởng thành khỏe mạnh, sử dụng công nghệ theo dõi khuếch tán tiên tiến để lập bản đồ hơn 30.000 đường dẫn thần kinh trong mỗi bán cầu não.

Bằng thuật toán học máy “khuếch tán nhúng,” nhóm nghiên cứu đã phát hiện 3 trục kết nối chính: trục lưng-bụng (từ đỉnh não xuống đáy), trục trước-sau (kéo dài từ trước ra sau), và trục giữa-bên (kết nối các vùng trong và ngoài não). Ba trục này chiếm tới 33% sự biến thiên trong mạng lưới thần kinh, đóng vai trò nền tảng cho hầu hết các cấu trúc não bộ.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng phát hiện mối liên hệ chặt chẽ giữa biểu hiện gene và cấu trúc não. Mặc dù số lượng gene ít hơn hàng nghìn tỷ kết nối thần kinh, nhưng chúng vẫn có thể định hình các liên kết phức tạp thông qua các quy tắc phân bổ dần dần.

Nhóm nghiên cứu đã so sánh hình ảnh não của các cặp song sinh từ dự án Human Connectome do Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ tài trợ. Kết quả cho thấy các cặp song sinh cùng trứng có cấu trúc đường dẫn thần kinh tương đồng cao, trong khi song sinh khác trứng có nhiều khác biệt hơn. Điều này củng cố vai trò của yếu tố di truyền trong việc hình thành cấu trúc não.

Đáng chú ý, 3 gene quan trọng - FGF8, PAX6 và WNT3 - được xác định có ảnh hưởng lâu dài đến sự phát triển và duy trì cấu trúc não từ giai đoạn phôi thai đến khi trưởng thành.

Theo các chuyên gia, đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực khoa học thần kinh. Công trình cung cấp khung lý thuyết thống nhất giúp giải mã các rối loạn như tự kỷ và tâm thần phân liệt – những bệnh lý liên quan đến sự suy giảm giao tiếp thần kinh.