Dopamine từ lâu đã nổi tiếng với vai trò là chất dẫn truyền thần kinh tạo ra cảm giác hưng phấn và khen thưởng trong não bộ.
Tuy nhiên, các phát hiện mới đây đang đe dọa lật đổ lý thuyết kinh điển này, mở ra một cuộc tranh luận lớn trong giới khoa học thần kinh. Kết quả của cuộc tranh luận này có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu và điều trị các tình trạng như rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD) hay chứng nghiện.
Trong nhiều thập kỷ, sự hiểu biết về dopamine được chi phối bởi một khuôn khổ toán học gọi là giả thuyết "Sai số dự đoán phần thưởng" (Reward Prediction Error - RPE). Mô hình này cho rằng sự gia tăng đột ngột của dopamine giúp não bộ liên kết các yếu tố kích thích với phần thưởng. Ví dụ, lần đầu tiên một đứa trẻ nghe thấy tiếng chuông xe kem và nhận được kem, não sẽ tiết ra dopamine. Về sau, chỉ cần nghe tiếng chuông (dấu hiệu), não đã tiết dopamine để dự đoán phần thưởng. Nếu phần thưởng không xuất hiện, lượng dopamine sẽ sụt giảm để làm suy yếu sự liên kết đó.
Dopamine từ lâu đã nổi tiếng với vai trò là chất dẫn truyền thần kinh tạo ra cảm giác hưng phấn và khen thưởng trong não bộ. Ảnh: Internet
Giới khoa học từng vô cùng tự hào về mô hình này. Nhà khoa học thần kinh Mark Humphries từ Đại học Nottingham (Vương quốc Anh) cho biết: "Dopamine là lĩnh vực duy nhất của khoa học thần kinh mà chúng ta có một mô hình tính toán giải thích được tín hiệu đó là gì và nó đang tính toán điều gì". Đồng tình với quan điểm này, Nathaniel Daw từ Đại học Princeton gọi đây là "điểm sáng rực rỡ của khoa học thần kinh tính toán". Ông đánh giá: "Đó là câu chuyện đi từ các xung điện và các khớp thần kinh cho đến hành vi và chứng nghiện, và theo một cách khá hợp lý".
Tuy nhiên, khoảng một thập kỷ trở lại đây, sự phát triển của các công nghệ mới cho phép các nhà khoa học cấy cảm biến và sử dụng sợi quang học để đo lường tế bào thần kinh dopamine nằm sâu trong não một cách chính xác hơn. Điều này đã làm lộ ra những lỗ hổng của mô hình RPE.
Nhà khoa học thần kinh Josh Dudman giải thích: "Đột nhiên bạn có thể đo lường dopamine trong mọi bối cảnh. Và chúng tôi bắt đầu thấy một loạt các ngoại lệ và những nơi mà mô hình không còn hoạt động tốt nữa". Cụ thể, các nghiên cứu mới phát hiện dopamine không chỉ phản ứng với phần thưởng mà còn phản ứng với các mối đe dọa mới lạ, các kích thích tiêu cực và thậm chí là các cử động thể chất.
Khi nhà nghiên cứu Erin Calipari công bố dữ liệu cho thấy dopamine ở chuột được giải phóng để phản ứng với một cú sốc điện nhẹ ở chân – một kích thích gây căng thẳng chứ không phải phần thưởng – bà đã vấp phải sự phản đối dữ dội từ giới học thuật bảo thủ.
Một thách thức trực diện khác đối với mô hình kinh điển đến từ Vijay Mohan Namboodiri, nhà khoa học thần kinh tại Đại học California. Ông đã đề xuất một mô hình học tập đảo ngược: thay vì con vật nhìn thấy dấu hiệu rồi mong đợi phần thưởng (như thuyết RPE), ông cho rằng con vật nhận được phần thưởng rồi mới "nhìn ngược lại quá khứ" để tìm ra dấu hiệu.
Namboodiri lập luận rằng mô hình mới này có thể giải thích tại sao chứng nghiện lại khó điều trị đến vậy, đặc biệt là hiện tượng tái nghiện khi gặp lại môi trường cũ. "Nếu tôi đã bỏ hút thuốc, thì bất cứ khi nào tôi thấy người khác hút thuốc, đó sẽ là một dấu hiệu để tôi đi hút thuốc," ông nói. Theo lý thuyết mới: "Và trước đây bạn đã thấy rằng bất cứ khi nào bạn nhận được nicotine, bạn đều thấy người khác hút thuốc, đúng không? Vì vậy, mối liên hệ 'ngược' là 100%". Khác với RPE cho rằng việc nhìn thấy người khác hút thuốc mà không hút theo sẽ làm suy yếu dần cơn thèm thuốc, mô hình của Namboodiri giải thích tại sao ký ức nghiện ngập không dễ dàng bị xóa bỏ dù người bệnh đã kiêng cữ nhiều lần.
Hiện tại, giới khoa học thần kinh đang bị chia rẽ sâu sắc giữa việc nên tiếp tục chắp vá mô hình cũ hay đập đi xây lại từ đầu. Geoffrey Schoenbaum nhận định: "Sau một thời kỳ thống trị rõ ràng, giả thuyết RPE đang cho thấy dấu hiệu tuổi tác". Một số nhà khoa học như David Redish lại tỏ ra thận trọng, cho rằng giới khoa học bắt đầu nhận ra sự phức tạp của dopamine, nhưng chưa sẵn sàng để "ném đi" mô hình truyền thống.
Trong khi đó, những người khác sẵn sàng cho một cuộc cách mạng. Nhà nghiên cứu Erin Calipari cho rằng vai trò thực sự của dopamine là giúp toàn bộ hệ thống thần kinh hoạt động hiệu quả hơn để đưa ra quyết định nhanh hơn: "Vì vậy, tôi nghĩ nó đóng vai trò trong bất cứ điều gì bạn đang nghiên cứu." Bà lưu ý: "Tôi không nghĩ những mô hình này là tồi... Chúng trở nên có vấn đề khi mọi người bị mắc kẹt trong một mô hình được tạo ra để giải thích một dữ liệu rất nhiều sắc thái, và sử dụng nó để giải thích bộ não".
Vấn đề mang tính bước ngoặt này sẽ được các nhà khoa học thuộc Hiệp hội Dopamine thảo luận trong cuộc họp thường niên vào tháng 5 tới tại Seville, Tây Ban Nha.
